CCTVal desarrolla innovadores espejos de fibra de carbono para la observación astronómica

16 · enero · 2019

Con menor peso y mayor resistencia, la aplicación de esta nueva tecnología permitiría reducir el costo de la observación estelar, facilitando la investigación sobre la formación de nuevos planetas.

Desde las 176 bicicletas que recorrieron cientos de kilómetros durante el último Tour de Francia, hasta los anillos de interior luminiscentes que absorben la luz solar para brillar en la oscuridad; la fibra de carbono es un material que, gracias a su bajo peso y gran dureza, se puede encontrar en muchos nuevos desarrollos de alta tecnología.

Pese a tener un proceso productivo complejo, el uso y la demanda de este compuesto de átomos de carbono ha crecido exponencialmente durante la última década. De hecho, se espera que la demanda aumente hasta las 116 mil toneladas métricas cuando reemplace al aluminio como material de refuerzo en el sector aeroespacial.

En este contexto, un equipo del Centro Científico Tecnológico de Valparaíso, CCTVal, de la Universidad Técnica Federico Santa María, se encuentra trabajando en una iniciativa que busca dominar la técnica de construcción de espejos ultralivianos en base a este material, que pueden ser utilizados para la investigación de física de partículas, astrofísica y también para la observación astronómica.

El proyecto Mirror, liderado por el profesor del Departamento de Física, Dr. William Brooks, tiene como objetivo construir espejos para el detector de partículas CLAS12 del laboratorio Thomas Jefferson, ubicado en Estados Unidos. Para ello, y en una primera instancia, se está generando un prototipo que cumpla con las características de suavidad, dimensiones y reflexión necesarias para su producción.

Asimismo, y en la búsqueda de aprovechar este desarrollo técnico del ámbito científico para otras aplicaciones, el centro basal de la Institución se encuentra colaborando con la iniciativa denominada Núcleo Milenio de Formación de Planetas (NPF), que plantea la elaboración de una nueva generación de telescopios que utilicen espejos astronómicos confeccionados en base a fibra de carbono.

En base a lo anterior, el profesor del Departamento de Física e integrante del proyecto Mirror, Dr. Hayk Hakobyan, afirma que “es importante para el país, debido a su privilegiada ubicación geográfica para la observación astronómica, que se inserte de forma más participativa y profunda en la producción de equipos e instrumentación de esta área”.

“Hasta el momento, la mayor parte de los implementos utilizados en los grandes proyectos como ALMA provienen desde otros países, por lo que avanzar en la adopción del know-how de tecnologías relacionadas nos entrega nuevas oportunidades de penetrar en mercados poco explorados en el país. En el caso de estos espejos, el cruce entre ingeniería, física y astronomía abre la puerta al desarrollo de nuevas ideas y aplicaciones”, añade el Dr. Hakobyan.

Acreedor de un fondo Núcleo Milenio de investigación de planetas extrasolares utilizando tecnología fabricada en Chile, NPF es un programa de colaboración entre la USM y la Universidad de Valparaíso (UV), que, liderado por la Dra. Amelia Bayo, une las capacidades de ambas instituciones en las áreas de astronomía y física experimental, agregando el componente de innovación tecnológica.

La principal ventaja que tiene la confección de espejos astronómicos en base a este material, es la reducción en el peso y el costo de estos instrumentos. Claudio Lobos, integrante del equipo que confecciona los primeros prototipos en un laboratorio del CCTVal, explica que “en fibra de carbono se puede reducir desde 300 a dos kilos el peso de un espejo de un metro de diámetro”.

En la misma línea, Leslie Pedreros, técnico a cargo del manejo del material, añade que “la fibra de carbono es cinco veces más fuerte que el acero, pero más ligera que el aluminio. Está principalmente compuesta de átomos de carbono que se unen entre sí para formar cristales, por lo que consigue ser muy resistente con poco volumen”.

Investigación, innovación y desarrollo

Respecto al punto de enlace entre ambas iniciativas, el profesor Hakobyan señala que “es algo recurrente en la ciencia que, a partir de los resultados que entrega la física experimental, surjan nuevas herramientas, técnicas y tecnologías. Son procesos complementarios, que van desde la explicación teórica de los fenómenos, la experimentación y la aplicación tecnológica”.

Sobre este caso, el doctor en Física agrega que “el propósito inicial de nuestra colaboración con el Núcleo Milenio es la elaboración de estos espejos, con potencial para ser usados en proyectos específicos dedicados a la observación directa de planetas fuera del sistema solar. Para ello, queremos tener como base la técnica de confección con fibra de carbono que se está desarrollando actualmente en Mirror, para el Jefferson Lab”.

En tanto, el director del CCTVal, Dr. Iván Schmidt, enfatiza en la importancia de posicionar a nuestro país en el contexto internacional, ya que es necesario “tener consciencia de que se han hecho grandes avances tecnológicos en un periodo muy acotado de la historia y, en ese contexto, Chile no puede estar ajeno. Por eso no solo debemos apostar por traer esta tecnología, sino que además tenemos que ser parte de lo que se está creando a nivel mundial”.

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