Generalmente, los físicos trabajan en el departamento de I+D con el fin de desarrollar nuevos sistemas de producción, medición, seguimiento de la producción… con el fin de mejorar el rendimiento o rentabilizar un producto.

La universidad de Oviedo cuenta con múltiples acuerdos con Arcelor-Mittal, algunos de ellos que disfrutan los estudiantes de física.

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La física ayuda a manejar de manera más eficiente los recursos naturales

La física tiene mucho que ofrecer en este sentido, desde tecnología para placas solares, pasando por nanotecnología para reducir la contaminación o incluso limpiarla, o avances en los modelos meteorológicos y climáticos, hasta el desarrollo de nuevas fuentes de energía como la fusión nuclear.

Un campo muy fuerte en España es el de las placas solares: utilizan materiales semiconductores como el silicio para producir el efecto fotoeléctrico, y generar corriente continua. Pero el material de la célula fotovoltaica o la estructura pueden diferir mucho, y actualmente estamos asistiendo a un crecimiento imparable de la tecnología solar.

El mayor huerto solar del mundo, en Alicante

Empresas españolas, en cuya plantilla se encuentran cantidad de físicos, están exportando nuevos diseños y modelos. Hace pocos años, sólo el 5% de la energía que llegaba a una placa solar era aprovechada; hoy en día los modelos experimentales de arseniuro de galio o poliméricas, como las que se utilizan en la Estación Espacial, llegan a más del 30%. Incluso algunos paneles de nueva generación, con técnicas de nanotecnología, alcanzan en torno al 42%. Una revolución en la que los físicos de materiales, de estado sólido… tienen un papel predominante.

Células solares flexibles, uno de los avances que permite la física

Por citar un proyecto concreto de la Universidad de Oviedo, algunos ex-alumnos están involucrados en un proyecto de Arcelor para combinar acero y paneles solares, consiguiendo reducir costes.

La fusión nuclear, la energía abundante y relativamente limpia que parece llamada a ser la energía del futuro, es física pura. Los procesos de fisión nuclear que se utilizan actualmente en las centrales atómicas, “rompen” átomos grandes para dar energía, pero con peligro de contaminación radiactiva, y con el problema de almacenar las grandes cantidades de residuos. La fusión nuclear “fusiona” o “une” átomos ligeros, produciendo aún más energía, y con una cantidad muchísimo menor de residuos. En caso de accidente, las consecuencias también serían menos graves. El Sol utiliza este proceso para darnos luz y calor.

El Sol, el mejor reactor de fusión, cuyos secretos aún nos son ajenos

Pero lo que parece fácil en el Sol no lo es tanto en la Tierra: hay que aumentar la temperatura del hidrógeno o el helio utilizado para las reacciones a millones de grados, varias veces la temperatura del núcleo del Sol, para poder mantener las reacciones. Cualquier contacto con las paredes del reactor lo enfriaría, y las destruiría: por eso, hay que contenerlo. Es un tema de investigación desde los años 50, y aún no se ha resuelto: por ahora, se gasta más energía en contener el plasma, el combustible de la fusión, que la que éste devuelve.

La máquina Z, uno de los diseños de reactor nuclear de fusión

Es una dificultad técnica, y los físicos pueden ayudar a resolverla. El modelo de reactor más prometedor actualmente es el Tokamak, del cual ya se han construido ejemplares pequeños. Utiliza campos magnéticos de alta intensidad para mantener al plasma alejado de las paredes. Para conseguir más energía de la que se gasta, se está empezando a construir en Cadarache, Francia, un reactor mucho mayor (el ITER, con amplia colaboración española) que se espera que devuelva más energía de la que gasta de una vez por todas. Un proyecto del siglo XXI en el que se emplearán miles de físicos nucleares, de partículas e incluso astrofísicos y teóricos, de todo el mundo, para intentar solucionar el problema energético.

Un Tokamak, con una foto a la derecha de cómo se ve el plasma cuando está en funcionamiento. A la izquierda, el diseño del ITER

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La protección radiológica en hospitales, clínicas, industrias, empresas y diversas instalaciones con riesgo radiológico, corre a cargo de titulados en física.

En los hospitales son, generalmente, los radiofísicos los encargados de la protección radiológica tanto de pacientes como de trabajadores, controlando la seguridad de las instalaciones, los equipos y los dosímetros de los trabajadores.

También son numerosas las empresas privadas que se dedican a la protección radiológica y que requieren de los conocimientos de un físico para sus tareas.

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La primera excusa legítima para que un programador se estaquee del trabajo: "Mi código se está compilando"

Otro de los campos donde la presencia de titulados en física es notable es en el sector de telecomunicaciones: telefonía, redes informáticas, internet, satélites. Una de las empresas más importantes en este sector, Thales Alenia tiene proyectos internacionales que requieren la presencia de físicos, como la construcción de parte de la ISS. Cabe añadir que esta empresa tiene acuerdos firmados (o en vía de firmarse) con la universidad de Oviedo.

Logo de Thales

Una de las grandes creaciones del ser humano, la World Wide Web, fue inventada por Tim Berners-Lee, un físico que trabajaba en el CERN, con el objetivo de tener un medio para comunicarse con sus colegas en cualquier parte del mundo.

Tim Berners-Lee, el creador del World Wide Web

Recientemente esta misma organización ha puesto en marcha The Grid, un proyecto que supone un nuevo paso en la infraestructura de la computación y que permite compartir enormes cantidades de datos entre diversas comunidades científicas.

La gran red de Internet

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Logo de Nanotec Electrónica

Una de las empresas más importantes a nivel mundial es Nanotec, una spin-off de la Universidad Autónoma de Madrid, que se dedica a la fabricación de microscopios de alta resolución como los AFM  (microscopio de fuerza atómica) y los STM (Microscopio de efecto túnel), así como la electrónica de control para microscopios de este tipo, una de las electrónicas más extendidas en el mercado.

Esquema del funcionamiento de un AFM y un STM

Estos microscopios tienen multitud de aplicaciones en diferentes ámbitos científicos.

Movie showing the growth of a lisozime protein single crystal in a liquid environment. Size: 11µm x 11µm. Acquisition time: 1h 26m. From LNM, José Antonio Gavira and Juan Manuel García Ruíz. Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra and Departamento de Física de la Materia Condensada de la UAM.

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