Crean un sistema para estudiar materiales sin producirles daño - lanacion.com

Tecnología / Desarrollo de investigadores de la UBA
Crean un sistema para estudiar materiales sin producirles daño
Determina su microdureza y sus propiedades térmicas utilizando distintos tipos de láseres
Lunes 31 de enero de 2011 | Publicado en edición impresa.
Nora Bär
LA NACION

Con dosis equivalentes de conocimiento científico, pericia técnica y -¿por qué no?- del tan mentado "ingenio criollo", investigadores del Laboratorio de Haces Dirigidos de la Facultad de Ingeniería (Fiuba) y del Laboratorio de Electrónica Cuántica de la Facultad de Ciencias Exactas (Fceyn) de la Universidad de Buenos Aires lograron diseñar un dispositivo que permite caracterizar las propiedades de diversos materiales sin dañarlos, con una inversión diez veces menor que la que exigen los equipos que se utilizan habitualmente y con un costo operativo bajísimo.

"Es un instrumento sin parangón para el ensayo de materiales en servicio ante condiciones agresivas", cuenta la doctora Nélida Mingolo, profesora adjunta de la Fiuba.

Mingolo viene trabajando desde hace años en el desarrollo de métodos de tratamiento de superficies utilizando "cañones de electrones" con un equipo que desarrolló junto con el argentino Jorge Rocca, que trabaja desde hace décadas en la Universidad Estatal de Colorado ("A su laboratorio lo llaman «Argentine Connection» -bromea la investigadora-, porque siempre tiene a algún becario argentino trabajando allá").

"Nosotros usamos ese equipamiento para tratar materiales en superficie -explica Mingolo-. Tomamos, por ejemplo, un metal de baja calidad, al que mediante un tratamiento térmico podemos generarle una superficie con más dureza, más resistencia a la corrosión..."

Así, calentando y enfriando muy rápidamente una muestra de acero, pueden dotarla de nuevas propiedades. "Como durante un intervalo muy corto el material se mantiene fundido -dice Mingolo-, se generan inestabilidades, corrientes convectivas como las que se dan en el aire, que generan ondulaciones. Dado que el enfriamiento es tan veloz, esas ondas quedan congeladas y pueden crear rugosidades de tamaño micrométrico que podrían aprovecharse como reservorios para alojar lubricantes."

Pero aunque los científicos, mediante esos disparos de electrones que duraban microsegundos, generaban superficies nuevas en pequeñas muestras, les resultaba muy difícil estudiarlas. Necesitaban "algo" que les permitiera evaluar lo que había pasado en la microestructura de esos materiales.

Fue así como se les ocurrió desarrollar el "microscopio fototérmico", un dispositivo capaz de medir dilataciones menores que el radio de un átomo y de trazar un mapa de las propiedades termoelásticas de los materiales en estudio en escalas micrométricas.

Transferencia tecnológica

Según explica en un video ilustrativo ( http://vimeo.com/11934560 ) el físico Oscar Martínez, de la Fceyn, la muestra se calienta sin generar transformaciones con un láser modulado, y se dilata y se contrae con la misma frecuencia de la modulación. Luego, un segundo láser continuo incide en la superficie y es desviado en distintas direcciones de acuerdo con la deformación. Un sensor ultrasensible permite medir esa dilatación a partir de la reflectividad de la luz láser, de modo que barriendo el haz sobre la superficie se obtiene un mapa de las características propias del material.

"En toda la colección de datos que reunimos está la información escondida de cuál es la difusividad del material, el coeficiente de dilatación y sus propiedades características -dice Mingolo-. Y lo que tiene de interesante es que según la frecuencia en que uno trabaja puede decidir hasta qué profundidad quiere explorar."

Hasta ahora, los investigadores desarrollaron dos prototipos de este dispositivo, que podrá montarse fácilmente en un microscopio óptico: "Uno está desplegado en la mesa del Laboratorio de Haces Dirigidos, que es el que nos permite mover las piezas y ajustar las condiciones que necesita la muestra, y en otro estamos «pasando en limpio» el desarrollo a un sistema que emplea tecnologías de almacenamiento óptico de la información y tecnología fotónica de fibras ópticas. Eso tiene varias ventajas, una de las cuales es que empleamos componentes que se utilizan masivamente en comunicaciones, mucho más económicas".

Impulsado por Incubacen, la plataforma de transferencia tecnológica de la UBA, este nuevo desarrollo ya dio sustento a la creación de una nueva compañía (Tolket) fundada por un estudiante de doctorado que participó en el proyecto.
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