Sebastián Anguiano recibió una mención de honor del Premio Giambiagi por su trabajo en optomecánica y optoelectrónica: y Juan Ignacio Delmastro obtuvo una mención en los Premios Sábato por su trabajo con máquinas “creep-fatiga”. Ambos son egresados del Instituto Balseiro (IB) y en esta nota hablan de sus respectivas áreas de investigación.
Fecha de publicación: 03/12/2020
Juan Ignacio Delmastro tiene 26 años, es nacido y criado en Bariloche, y forma parte de la camada de Ingenieros Mecánicos que ingresaron al Instituto Balseiro en 2013. Sebastián Anguiano (33) nació en Lago Puelo, estudió Ingeniería en Materiales en la Universidad Nacional de Mar del Plata (UNMDP) y se recibió de doctor en Física en mayo de 2019. Ambos recibieron distinciones por sus trabajos de investigación en el marco de carreras de posgrado del Instituto Balseiro.
El Instituto Balseiro es una institución de educación pública que depende de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) y la Universidad Nacional de Cuyo (UNCUYO). Una de sus particularidades es que sus estudiantes de grado y maestrías reciben becas de estudio completas de la CNEA.
Una Tesis sobre Optomecánica y optoelectrónica
Sebastián Anguiano fue galardonado con una mención honorífica del Premio Giambiagi por su tesis de Doctorado en Física del Instituto Balseiro. También, por esa misma investigación, recibió una mención de honor del Consejo Académico del Balseiro.
El título de la Tesis es: “Optomecánica y optoelectrónica en microrresonadores basados en espejos de Bragg”. Y busca, según su autor, “demostrar efectos optomecánicos en cavidades óptico-acústicas basadas en espejos de interferencia crecidos por MBE (molecular beam epitaxy) y litografiados para formar micropilares”. En sus propias palabras, la optomecánica está relacionada con la interacción recurrente entre ondas electromagnéticas (luz) y vibraciones mecánicas (sonido).
El Doctor en Física explicó que para “ingresar” a una cavidad, la luz proveniente de un láser debe estar sintonizada con algún modo óptico de la estructura. “Al hacerlo e interactuar con los materiales, puede generar vibraciones mecánicas, que a su vez pueden generar cambios tanto en el índice de refracción como en las dimensiones de las capas que forman la estructura”. Y agregó que eso cambia ligeramente la condición de resonancia óptica, por lo que la luz ya no se encontrará igual de sintonizada que al comienzo. “Los efectos optomecánicos que buscamos tienen que ver con los casos en los que este ciclo genera una retroalimentación positiva o negativa, estimulando o amortiguando las vibraciones”, explicó el físico.
“Para poder observar estos fenómenos experimentalmente, sin embargo, no es simple y requiere además que la interacción entre luz y sonido sea bastante fuerte; y era necesario entender la física involucrada. Así que mi trabajo se centró mayormente en diseñar experimentos y en estudiar estas cavidades con confinamiento lateral”, explica Anguiano”, que realizó su investigación con una beca de la CNEA.
“Por esta razón, abordé temas que parecen poco relacionados entre sí, pero en realidad están conectados. Tanto en la generación como en la detección de vibraciones mecánicas mediante láser, los portadores de carga (electrones y huecos) juegan un rol fundamental. Esto me llevó a focalizarme en entender bien su dinámica y la tesis terminó tratando no solo de optomecánica, sino también de optoelectrónica”, destaca.
Aprender en equipo
Sebastián Anguiano recibió la noticia por un correo electrónico de su director de tesis, Alejandro Fainstein. “Me puso contento ver que la tesis que tanto trabajo me llevó fuera reconocida de esta forma, aunque no tanto como cuando la defendí, el año pasado”, confiesa. “Siempre tuve al Instituto Balseiro en muy alta estima, y la enorme satisfacción que sentí al hacer un doctorado en la rama más antigua del instituto, la física, ya no me dejó demasiado margen para más alegría”.
Su investigación “no tiene una aplicación concreta hoy en día, más allá de permitirnos diseñar nuevos experimentos y seguir explorando estas ramas de la física. El conocimiento se genera así, apoyándonos en lo que otros descubrieron, y dejando bases sólidas donde los que vengan detrás puedan seguir construyendo”, reflexiona.
“Considero fundamental el apoyo que me brindó mi director, Alejandro Fainstein y a la gente del laboratorio de de Fotónica y Optoelectrónica, LPO que también me ayudó mucho: Axel Bruchhausen, Guillermo Rozas y Baptiste Auguie (post-doc en ese momento). Alex fue un maestro. No sólo me guió durante la tesis, sino que me enseñó a ordenar los resultados y a escribirlos. Axel y Guille me ayudaron infinitas veces y Baptiste, durante su estadía como post-doc, me ayudó y enseñó cómo diseñar experimentos desde cero”, enumeró.
Afortunadamente, Anguiano alcanzó a defender su Tesis en forma presencial. “Es una experiencia bastante peculiar pararte en el Salón de Actos del Instituto Balseiro en el CAB (Centro Atómico Bariloche) y contar tu trabajo de años, en una hora. Muy intimidante al comienzo, y energizante al final. Por suerte las personas que hicieron de jurados fueron muy positivos. Realmente les agradezco mucho a César Proetto, María José Sánchez, Pablo Costanzo Caso y Andrea Bragas por esto”, destaca.
El diseño de una máquina
Juan Ignacio Delmastro recibió una mención especial en los “Premios Instituto Sábato” en el campo de la ciencia y la tecnología de materiales por su tesis "Optimización del Diseño de una Máquina de creep-fatiga”. En sus propias palabras: “Se trata de un dispositivo capaz de caracterizar la respuesta mecánica de materiales sometidos a altas temperaturas (donde se desarrolla el creep) y cargas variables (comúnmente llamado fatiga), situaciones que suelen encontrarse en la industria energética”, explica Delmastro.
El objetivo del proyecto fue explorar la posibilidad de desarrollar esas máquinas localmente, para equipar los laboratorios. El origen del mismo se remonta a 2015. “A un año de recibirme de la carrera de grado, tuve que elegir un proyecto final. Entonces me acerqué a la División Física de Metales del Centro Atómico Bariloche y mi actual director, Dr. Alejandro Yawny, me propuso el diseño de una máquina para la caracterización de la interacción creep-fatiga. La idea era obtener un prototipo funcional que pudiera ser replicado en una batería de máquinas para equipar los laboratorios de la división”, cuenta.
“Para mi tesis de grado, en 2016, presenté una máquina básica que permitía controlar la carga del ensayo, pero que estaba lejos del ideal. A partir de ahí decidimos "optimizar" el diseño, mejorarlo y ampliarlo”. Así, tuvo que trabajar con impresión 3D, aprender a fraguar cemento refractario, hacer un poco de electrónica, programar una interfaz de usuario, entre otras tareas, cuenta. “Finalmente, tres años después llevamos a cabo las primeras mediciones y el prototipo estuvo listo”, agrega.
La propuesta de presentar el prototipo a los premios surgió a partir de un compañero de curso quien le habló de los Premios "Instituto Sabato" en el campo de la ciencia y tecnología de materiales. Así, Delmastro presentó su trabajo a fines de 2019, sin demasiadas expectativas. “Diez meses después me llegó un mail con la grata sorpresa de que mi trabajo recibió una mención especial”, cuenta.
“Este año 2020 fue particularmente complicado”, confiesa el Magíster en Ingeniería. Con los talleres y laboratorios suspendidos hubo que reinventarse y adaptarse a la situación. “Esto significó un ‘parate’ en las pruebas sobre la máquina diseñada y volver al lápiz y al papel. Distanciado de la máquina que tantos años me dediqué a fabricar y sin cumplir las metas que me había puesto, recibir esta distinción fue un gran mimo al corazón...Me quedo con la tranquilidad de que cuando se retome la normalidad ya tenemos una buena base sobre la que seguir construyendo”, confiesa el joven ingeniero.
Enseñanzas
El proyecto “sirve para mostrar que el Centro Atómico Bariloche tiene capacidad de desarrollar sus propias máquinas. Por otro lado, queda como guía para la comunidad científica y tecnológica. Seguro mis experiencias ahorrarán alguna metida de pata a otros”, destaca Juan Ignacio Delmastro.
En cuanto a los pasos siguientes: el próximo es realizar más pruebas sobre la máquina. Ver qué funciona, qué no; y qué se puede seguir mejorando. Luego se pasaría al diseño de una máquina final, lista para ser fabricada en serie. “Si todo sale bien, el último paso es fabricar las máquinas y ponerlas a punto para empezar a medir en masa”, asegura.
Respecto de su formación en el Instituto Balseiro, Delmastro destaca que le brindó varias herramientas para poder llevar a cabo el proyecto. “Y una mente flexible para aprender cosas nuevas, y animarme a desafíos que escapan a mi especialidad. Por ejemplo, el desarrollo de la máquina implicó la fabricación de un horno desde cero: aprender a trabajar con cemento refractario, elementos calefactores, la electrónica para su control”, comenta.
También destaca el aporte y apoyo de los talleres del Centro Atómico Bariloche y los miembros de la División Física de Metales, en particular de su director de Tesis, Alejandro Yawny. “Tuvo la visión de que este proyecto podía llevarse a cabo y vio en mí el potencial de hacerlo. Su acompañamiento todos estos años y su confianza en mi habilidad de llevar adelante las tareas que nos propusimos fueron claves”, concluye.
Más allá de las dificultades de este 2020 tan particular por la irrupción de la pandemia del Coronavirus, las menciones obtenidas por Sebastián Anguiano y Juan Ignacio Delmastro muestran que en el Instituto Balseiro, a partir del esfuerzo de sus estudiantes y profesionales, se generan trabajos de investigación que son reconocidos en los ámbitos científicos más prestigiosos.
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Instituto Balseiro.
San Carlos de Bariloche, 03/12/2020
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