Física por estudiantes » Salidas Profesionales

Acería

Santiago Folgueras — Thu, 26 Mar 2009 19:09:00 +0000

La industria del sector del acero es otro sector donde la presencia de los físicos es notable.

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.

Satétites y aparatos espaciales

eeergo — Wed, 18 Mar 2009 16:39:41 +0000

No todo es observación en la Astronomía, o en la Física del Espacio, también hay sitio para colaborar con los ingenieros aerospaciales y construir aparatos que exploren.

La Universidad de Oviedo tiene varios convenios de investigación y desarrollo en este sentido: colaboraciones con Thales Alenia Space, una empresa líder en la construcción de satélites, para desarrollar sistemas informáticos de control para satélites de comunicaciones. En algunas charlas se nos recuerda el importante papel que puede jugar un físico en el mundo de los satélites, calculando órbitas, desarrollando instrumentos, programas de navegación, sensores…

Satélite de Thales-Alenia Space

Los físicos también podemos colaborar desarrollando nuevos materiales, paneles solares más eficientes o nuevas fuentes de energía más compactas, que luego pueden generalizarse para que cualquiera las use en su vida diaria. Por ejemplo, las mantas térmicas que utilizan el personal sanitario en emergencias tuvieron su origen en el aislante de los satélites, que deben soportar cambios enormes en la temperatura.

Mantas térmicas de emergencias y satélites - una estrecha relación

Los relojes atómicos del GPS que todos usamos en el coche, la televisión, el móvil, la radio, Internet por satélite, los sistemas de rescate en lugares remotos o en el mar… todos ellos y muchos más necesitan del espacio para funcionar. Y los físicos juegan un papel imprescindible en su desarrollo. Por no hablar de los descubrimientos alucinantes que nos llegan de Marte, Saturno, el telescopio Hubble o la Estación Espacial Internacional.

La Estación Espacial Internacional, a 350 km de altura, actualmente. Muchos experimentos de Física, algunos españoles, se llevan a cabo en ella

Tanto en tierra como en el espacio, todo telescopio necesita científicos que pongan a punto su óptica y su electrónica. Además, la luz no abarca sólo aquello que podemos ver con nuestros ojos, sino que hay muchas “luces” que no podemos ver, y cada una necesita unos espejos y lentes especiales. Para diseñar telescopios de rayos X, gamma, ultravioletas, infrarrojos, radio… en todo ello se necesitan físicos. Incluso se pueden descubrir nuevas maneras de observar, como las técnicas de interferometría: se utilizan muchos telescopios pequeños distribuidos en una zona grande para que actúen como un único telescopio gigante.

Representación artística del telescopio espacial europeo de rayos-X, XMM-Newton

Campo de radiotelescopios que funcionan con interferometría

Física del medio ambiente y energías renovables

eeergo — Fri, 13 Mar 2009 20:53:09 +0000

Todo el mundo está enterado, hoy en día, de los desafíos que comienzan a aparecer con las fuentes de energía y, en general, el manejo y protección del medio ambiente.

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

Protección Radiológica

Santiago Folgueras — Thu, 26 Feb 2009 23:08:38 +0000

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.

Tecnologías de la información

Santiago Folgueras — Thu, 26 Feb 2009 22:13:06 +0000

Existe un gran porcentaje de físicos que se dedican a la informática y el computing, realizando tareas tanto como programador como analista de sistemas. El desarrollo de equipos informáticos también puede requerir la presencia de físicos.

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

Resonancia Magnética Nuclear

Fooly_Cooly — Thu, 26 Feb 2009 16:49:13 +0000

La resonancia magnética nuclear es uno de los principales usos médicos de la física y uno de los dispositivos de análisis más utilizados hoy día. Los sistemas de resonancia magnética nuclear (RMN) funcionan basandose en una propiedad fundamental de las partículas elementales, el spín. Esa misma magnitud que todos conocimos en química, con los valores de más y menos un medio y que era la responsable de no permitir más de dos electrones por orbital, es lo que nos permite obtener imágenes a muy alta resolución del interior del cuerpo humano. Pero… ¿cómo esta pequeña magnitud puede jugar un papel tan importante? La respuesta es sencilla: gracias a la física.

Un aparato típico de Resonancia Magnética Nuclear

La diferencia de spín que presentan los átomos de los distintos componentes de nuestro cuerpo es la culpable de que, cuando se aplica un campo magnético, cada zona responda generando un campo eléctrico distinto, como explica la Ley de Faraday. Así, cada región de nuestro cuerpo genera una corriente eléctrica que se puede medir mediante una sencilla bobina y ser interpretada en un ordenador, lo que permite mostrar imágenes tan completas como las que hoy día registran los sistemas de RMN.

Un corazón humano bombeando. Imágenes obtenidas mediante RMN

Los sistemas de RMN, además, utilizan imanes de añta potencia que necesitan estar a temperaturas próximas al cero absoluto (-263º C) debido a que es necesario que presenten una característica llamada superconductividad, que consiste en la desaparición de la resistencia eléctrica de los materiales. Así, los sistemas de RMN son una prueba de que sin los conocimientos de la física del electromagetismo, de bajas temperaturas o de la mecánica cuántica, nuestra vida no sería tan comoda como es hoy día y existirían muchas enfermedades que serían imposibles de detectar.

Las últimas técnicas permiten, incluso, realizar imágenes en tres dimensiones.

Instrumentación científico-técnica

Santiago Folgueras — Wed, 25 Feb 2009 22:15:02 +0000

La mayoría de la instrumentación utilizada en los laboratorios de investigación y en las industrias se basa en fundamentos físicos. Empresas que se dedican al diseño y a la fabricación de este tipo de productos deciden ocupar sus puestos con licenciados en física.

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.

Radiofísica hospitalaria

Santiago Folgueras — Wed, 25 Feb 2009 20:59:57 +0000

La participación de los físicos en el mundo de la medicina es destacada. La física médica se ocupa de proporcionar la base científica para la utilización de las nuevas tecnologías de diagnóstico y terapia (radiología, resonancia magnética, tomografía, aceleradores de partículas…), de establecer criterios para la utilización correcta de los agentes físicos que emplea la medicina (radiaciones ionizantes, microondas, láser…), de marcar criterios para la protección radiológica de los trabajadores y los enfermos, de participar en el diseño de intrumentación auxiliar y de establecer normas para la medida de muchas variables biológicas.

Captura de una resonancia magnética, una de las técnicas de diagnóstico más avanzadas

Los físicos realizan en los hospitales tareas concretas de tipo asistencial: planificación de tratamientos con radiaciones ionizantes, el control de equipos de radiología, el diseño y control de las instalaciones radiológicas, el control de personal y de las zonas expuestas a radiaciones.

Un acelerador lineal como el que se emplea en radioterapia

Para poder trabajar en un hospital es necesario superar una prueba, tras la cual el físico completa como Fisico Interno Residente un ciclo de formación trienal. Finalizado el ciclo se obtiene la especialidad de Radiofísico Hospitalario que faculta para la realización de las actividades anteriormente mencionadas.

Dosis relativa frente a profundidad de penetración de diferentes radiaciones ionizantes