NIRS: No hablemos de «nuevas tecnologías» sino de buenas aplicaciones

NIRS: No hablemos de «nuevas tecnologías» sino de buenas aplicaciones

¿Y si tuviéramos una herramienta que pudiéramos llevar en el bolsillo y que nos permitiera controlar la calidad de los productos alimenticios en cualquier punto de su producción?

Pues muy señor@s mi@s, ¡¡¡la tenemos!!! Parece un anuncio vendiendo la panacea, lo sé, pero es que no voy más allá de la realidad… hablo de la tecnología de Espectroscopia de infrarrojo cercano, conocida como NIRS (Near Infrared Spectroscopy, por sus siglas en inglés), que lleva en nuestras vidas más de 30 años y, por fin, estamos apuntando bien aplicándola en lugares y momentos que nos pueden sacar de muchos aprietos en nuestro día a día dentro del sector agroalimentario, ¡pues démosle el trato que se merece!

NIRS portátil con muestra del proyecto CARNIQUS

Bueno, siendo rigurosos con esta tecnología, el análisis de infrarrojo cercano es una técnica instrumental en el campo de la espectroscopia molecular, que necesita del tratamiento quimiométrico de los datos obtenidos, debido a que la señal obtenida en el infrarrojo cercano es tan compleja que las bandas del espectro son difíciles de interpretar. Y aquí empezamos con los términos complicados… ¿¿quimiometría?? Pues sencillamente, técnicas estadísticas a las que hay que aplicar la lógica, un buen sentido común y mucha química!!!

La metodología seguida empleando la espectroscopía NIR nos conduce a través de análisis dirigidos a la caracterización de los productos mediante la cuantificación de parámetros analíticos que nos resulten de interés o que sean críticos para llevar un control de calidad tanto de las materias primas como de los productos durante su procesado o del producto final.

Además, otra de las aplicaciones de esta técnica es que es capaz de discriminar los productos siguiendo los estándares de calidad marcados por la propia empresa en cada momento del procesado. En este caso, se trata de modelos de clasificación (no dirigidos) que te permiten identificar o detectar que algo ha cambiado en el producto, pudiendo deberse a algún cambio en las materias primas (diferencias en la composición nutricional), cambios entre lotes (que pueden afectar al producto final), problemas en producción (dosificaciones de los ingredientes) e incluso si hay alguna adulteración en algún ingrediente empleado o una posible contaminación en su elaboración.

La verificación de un proceso productivo depende generalmente de los resultados obtenidos en un laboratorio a través de métodos analíticos largos y costosos, lo que implica tiempos de respuesta “no inmediatos”. La tecnología NIRS es una herramienta de análisis que nos permite llevar la trazabilidad en cualquier punto y a lo largo de toda la cadena de producción y, por tanto, nos proporciona importantes ventajas en la toma de decisiones o detección de problemas in situ.

Hoy en día, ya se dispone de equipos portátiles no mucho mayores que un smartphone, capaces de analizar multitud de productos con solo seleccionar el modelo adecuado en cada momento. Aunque, todo hay que decirlo, estos modelos han de ser meticulosamente desarrollados por personal experto en la tecnología y para eso estamos aquí los centros de investigación, como CARTIF.

Ya son casi 15 años desde que me crucé con esta tecnología gracias a una colega que trabajaba con ella y fue por puro convencimiento que tomé el testigo de esta gran técnica con la que sigo avanzando, aprendiendo y trabajando, para que las empresas, especialmente el sector agroalimentario, la conozcan y se aprovechen de todas sus bondades.

Innovando con mayúsculas: i+d+I

Innovando con mayúsculas: i+d+I

Siempre he pensado que las siglas I+D+i respondían al mayor o menor riesgo de realización de las actividades asociadas y de ahí que las dos primeras fueran mayúsculas y la tercera minúscula.

Después de 15 años trabajando en un centro tecnológico me doy cuenta de que el hecho de hacer referencia a la investigación y al desarrollo en mayúsculas y la innovación en minúscula afecta a la impresión que se tiene sobre ese tipo de actividades. Psicológicamente lo que se tiene interiorizado, bajo mi punto de vista, es que la innovación es menos importante que la investigación y el desarrollo.

Partiendo de la base de que la innovación es aquella actividad con riesgo que se realiza y cuyo resultado está más cerca de su implementación y, por tanto, aumentan las posibilidades de generar valor, competitividad y en definitiva prosperidad, creo que la innovación se merece, como mínimo, escribirse también en mayúsculas.

Asimismo, la experiencia trabajando en CARTIF también me ha hecho reflexionar sobre el resultado de esa suma de tres variables: I+D+i, sobre la variable dependiente de la ecuación… Para mí el resultado es claro generación de IMPACTO. Y es impacto en una doble dirección: la investigación y desarrollo generan impacto sobre el estado de la técnica que no genera la innovación y que se materializa, principalmente en artículos y patentes, que cualquiera en cualquier parte del mundo puede aprovechar. La innovación genera impacto en el mercado dado que, en palabras del profesor Xavier Ferrás, «la innovación es la explotación con éxito de una idea con riesgo, que se materializa principalmente en beneficios y crecimiento, localizado en un punto concreto».

Xavier Ferrás.

Los centros tecnológicos somos entidades creadas para asumir tareas con riesgo y crear conocimiento tecnológico, pero sobre todo somos entidades creadas para valorizar ese conocimiento tecnológico y aplicarlo en el mercado y que se transforme en beneficio económico y social.

Es por ello importante para un centro tecnológico trabajar en que la i+d genere innovación, tratando de valorizar a medida los resultados para que el mercado interiorice y entienda el resultado generado y lo explote con éxito. Es importante apoyarse en colaboradores que agilicen los procesos de obtención de resultados y que, sobre todo, agilicen el proceso de transformar la i+d en I. En definitiva, se trata de colaborar para ganar valor. Se trata además de ayudar a construir sistemas de innovación eficientes, ajustando la obtención de resultados con riesgos a las exigencias del mercado desde el inicio de la concepción del resultado para que no exista un desfase temporal y/o tecnológico entre la generación y la explotación que cargan a los sistemas de innovación de ineficiencias y roturas de sus engranajes. Es importante contextualizar el marco de actuación a nivel global para avanzar en el estado de la técnica ganando posiciones, pero actuar en local en los procesos de valorización y transferencia, para que el beneficio económico repercuta en nuestros sistemas locales. Todo ello es clave para que los ecosistemas de innovación nazcan, aumenten sus capacidades y se consoliden en el tiempo. Todo ello es clave para que la innovación llame a más innovación.


La Segunda Revolución Verde, o cómo la agrigenómica está transformando la agricultura

La Segunda Revolución Verde, o cómo la agrigenómica está transformando la agricultura

En los años 60, el biólogo americano Norman Borlaug creó, mediante técnicas de mejora vegetal selectiva, una variedad enana de trigo que emplea la mayor parte de su energía en producir granos en vez de tallos. Este trabajo le llevaría a ganar el premio Nobel de la Paz en 1970, y junto con el de otros muchos científicos, forma parte de lo que hoy conocemos como la primera Revolución Verde. En la revolución verde se utilizaron varios tipos de tecnologías que incluyen modernos proyectos de irrigación, pesticidas, fertilizantes sintéticos nitrogenados y otras técnicas de mejora genética vegetal. Los resultados fueron obvios: desde la década de 1960 hasta la de 1990, el rendimiento del arroz y el trigo en Asia se duplicó. Aunque la población del continente aumentó un 60%, los precios de los cereales bajaron, el asiático medio consumió casi un tercio más de calorías y la tasa de pobreza se redujo a la mitad. Actualmente, las Naciones Unidas prevén que en 2050 la población mundial crecerá en más de 2.000 millones de personas. La mitad nacerá en el África subsahariana, y otro 30% en el sur y sudeste asiático.

Sin embargo, si algo hemos aprendido en las últimas décadas es que las técnicas que tanto éxito tuvieron en su momento no han sido precisamente lo mejor para el planeta. El uso intensivo de fertilizantes y pesticidas ha contribuido a la degradación del suelo y la contaminación del agua. La adopción de monocultivos, centrados en unas pocas variedades de alto rendimiento, y la erosión genética asociada a los procesos de selección de los cultivos, han provocado la pérdida de biodiversidad y una mayor susceptibilidad a plagas y enfermedades.

Ejemplares de chopo Lombardo (P. nigra cv ´Italica`) resistentes (izquierda) y susceptibles (derecha) a la infección por Melamsora sp (roya del chopo), un patógeno común en el género. Fuente: Bárbara Díez Rodríguez

La revolución también exarcebó las desigualdades sociales, ya que los pequeños agricultores tuvieron dificultades para acceder a las nuevas tecnologías, lo que creó disparidades en las prácticas agrícolas. La expansión de las tierras agrícolas para aumentar la producción ha contribuido a la deforestación y a cambios en el uso de la tierra. La Segunda Revolución Verde representa un esfuerzo contemporáneo por mejorar aún más la productividad, la sostenibilidad y la resistencia de la agricultura mediante la integración de tecnologías avanzadas, innovaciones científicas y prácticas sostenibles. Y aquí es donde entra en juego la agrigenómica.

En términos sencillos, la agrigenómica es un campo de investigación aplicada que se centra en la comprensión y aplicación de la información genética para mejorar diversos aspectos de la producción agroforestal y ganadera. Los macrodatos y la tecnología desempeñan un papel crucial, ya que proporcionan las herramientas y la infraestructura necesarias para gestionar, analizar y extraer información de grandes cantidades de datos genéticos, agrícolas y forestales. Con la llegada de las tecnologías de secuenciación del ADN de alto rendimiento (high-throughout DNA sequencing), la capacidad de descifrar toda la composición genética de los cultivos está a nuestro alcance.

Sistema de secuenciación de nueva generación (NGS) ubicado en los laboratorios de CARTIF, que combina la tecnología de semiconductor complementario de óxido metálico (CMOS) con la exactitud del proceso químico de secuenciación por síntesis (SBS) de Illumina. Fuente: Raúl Sánchez Francés

Esta afluencia de datos genómicos, combinada con herramientas bioinformáticas avanzadas (por ejemplo, pipelines de análisis de datos), permite a los investigadores identificar genes clave asociados a rasgos deseables como el rendimiento, la resistencia a enfermedades y la tolerancia al estrés. Además, las tecnologías de agricultura de precisión, que incluyen sensores, drones e imágenes por satélite, permiten recopilar datos en tiempo real sobre la salud de los cultivos, las condiciones del suelo y los factores medioambientales. Toda esta información nos permite optimizar las prácticas agroforestales, incluido el uso preciso y selectivo de fertilizantes, pesticidas y recursos hídricos en función de las características genéticas de los cultivos. También podemos investigar el papel de microorganismos como las bacterias y los hongos del suelo, para promover la salud del suelo, el ciclo de los nutrientes y las interacciones planta-microbio; o utilizar técnicas tradicionales de mejora genética, junto con herramientas modernas como la selección asistida por marcadores, para desarrollar cultivos con características mejoradas como un mayor rendimiento, mejor contenido nutricional y mayor resistencia a enfermedades.

En definitiva, la agrigenómica se alinea con los principios agroecológicos al proporcionar herramientas para comprender y aprovechar la diversidad genética y la adaptabilidad de los cultivos y el ganado. Estos conocimientos contribuyen al desarrollo de sistemas agrícolas resilientes, eficientes en el uso de los recursos naturales y sostenibles desde el punto de vista medioambiental, que dan prioridad a la biodiversidad, la adaptación local y la reducción de la dependencia de productos químicos nocivos.

MOBILITIES FOR EU

MOBILITIES FOR EU

Hace ya un año, iniciando 2023, arrancábamos en CARTIF uno de esos grandes proyectos que dejan huella (aunque si hablamos en términos de emisiones en realidad la idea es reducirla), NEUTRALPATH. En él, las ciudades de Zaragoza (España) y Dresden (Alemania) están desarrollando PCED (distritos de energía limpia y positiva) con el objetivo de convertirse en ciudades pioneras en el ámbito de la Unión Europea en cuanto a neutralidad climática y cero contaminación para el año 2030. Estambul, Vantaa y Gante acompañan en NEUTRALPATH a las dos ciudades anteriormente mencionadas con la idea de escalar y replicar metodologías y resultados en sus propios planes de ciudad.

Para aquellos de vosotros, avezados lectores, que seáis fieles seguidores de este blog, eso de la neutralidad climática y contaminación nula en Europa con fecha límite del 2030 seguro que os suena ya de algo. Efectivamente, NEUTRALPATH es uno de esos pocos proyectos financiados por la UE dentro del paraguas de la misión “Cien ciudades inteligentes y climáticamente neutras de aquí a 2030”. La EU se ha propuesto llegar a la neutralidad climática para el 2050, y esta Misión, tiene como objetivo apoyar, promover y mostrar la transformación de cien ciudades europeas pioneras que alcancen dicha neutralidad climática de aquí a 2030, convirtiéndolas en centros de experimentación e innovación para todas las demás ciudades europeas, actuando así a modo de espejo en el que mirarse y aprender.

Dentro de este marco se financian proyectos de investigación e innovación que abordan:

  • La movilidad limpia, por ejemplo, a través del uso de medios de transporte que no emitan gases de efecto invernadero, como los vehículos eléctricos o los vehículos de hidrógeno u otros combustibles alternativos, el uso de bicicletas, patinetes y otros medios de transporte no motorizados
  • La eficiencia energética mediante el uso de tecnologías y prácticas que reducen el consumo de energía y las emisiones de gases de efecto invernadero en edificación e industria mediante renovaciones de equipos y envolventes y el uso de energías renovables;
  • La planificación urbana ecológica con medidas relativas a la promoción de espacios verdes, el uso de materiales de construcción sostenibles o la promoción de la biodiversidad entre otros aspectos.

Con estos proyectos de la misión, la UE pretende además favorecer la creación de iniciativas conjuntas, la cooperación entre proyectos y el aumento de las colaboraciones en sinergia con otros programas de la UE.

De entre las 100 ciudades finalmente seleccionadas para participar en la misión, siete son españolas: Madrid, Barcelona, Sevilla, Valencia, Valladolid, Vitoria-Gasteiz y Zaragoza. En CARTIF tenemos la suerte de haber trabajado de forma directa en diferentes proyectos a nivel ciudad inteligente o smart cities  con muchas de ellas: Valladolid, a través entre otros de REMOURBAN, Vitoria_Gasteiz, dentro de SMARTENCITY, Valencia, formando parte de MATCHUP, o la ya mencionada Zaragoza de NEUTRALPATH.

Pues bien, con el recién estrenado 2024, en CARTIF estrenamos también otro de esos grandes proyectos de referencia de la misión: MOBILITIES FOR EU y en el que dos ciudades que tienen ya el marchamo de ciudades de la misión, Madrid y Dresden, realizarán diferentes actuaciones durante los próximos cinco años para contribuir significativamente a su transformación hacia la neutralidad climática. Creo que el nombre del proyecto deja pocas dudas acerca del ámbito de estas actuaciones, ¿no creéis?

Llevamos ya largo tiempo escuchando diversos mensajes acerca de la importancia de implementar cambios en la forma y los medios de transporte que usamos de forma habitual. La llamada movilidad sostenible es actualmente un tema cardinal, especialmente en las ciudades, ya que en ellas el transporte es responsable de una buena parte de las emisiones de gases de efecto invernadero. Es por eso que la descarbonización del transporte es una de las principales estrategias para reducir las emisiones y combatir el cambio climático. La movilidad sostenible puede ayudar a lograr este objetivo, entre otros, reduciendo la dependencia de los combustibles fósiles y promoviendo el uso de medios de transporte más limpios y eficientes.

Pero además del impacto general en términos de CO2, el implementar medidas y políticas de movilidad sostenible también puede tener otros beneficios directos para los ciudadanos, como la mejora de la calidad del aire o la reducción de la contaminación acústica. Además, el impacto en la calidad de vida de las personas al reducir el tráfico y mejorar la seguridad vial es también positivo.

La movilidad sostenible incluye una amplia variedad de acciones y estrategias, a desarrollar tanto por entidades públicas como por empresas o iniciativas privadas, que buscan reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y mejorar la calidad de vida en las ciudades y sus entornos. Algunas de ellas podrían ser la promoción del transporte público, que es una forma eficiente y sostenible de moverse por las ciudades, la bicicleta y la caminata, que además de sostenibles son saludables, así como la implementación de políticas que fomenten el uso de vehículos eléctricos y la infraestructura necesaria para su carga y mantenimiento. Los vehículos eléctricos son una alternativa más limpia y sostenible a los vehículos con motor de combustión interna que impactan de forma directa la calidad del aire en las ciudades. Además de estos, los desarrollos de vehículos que utilizan otros tipos de combustibles como el hidrógeno, son también una vía de trabajo. La implicación de las empresas a través de la generación de sus propios planes de movilidad sostenible para el personal es también fundamental para maximizar el impacto global. No debemos olvidar que cuando hablamos de movilidad, lo hacemos tanto de personas como de bienes. En términos logísticos, es necesario también implementar medidas que hagan sostenible el transporte en las diferentes etapas de la cadena de suministro. En ciudades medianas y grandes es necesario tener en cuenta también, a nivel global y por zonas, las políticas de gestión de tráfico que se emplean, ya que estas pueden ayudar a reducir la congestión y mejorar la eficiencia del transporte en la ciudad.

En el caso de MOBILITIES FOR EU, el foco lo ponemos tanto en la movilidad de pasajeros como en el transporte de mercancías, y su objetivo será demostrar que diferentes conceptos innovadores en el campo de la movilidad diseñados e implementados de forma adecuada y siguiendo principios participativos y centrados en los usuarios y sus necesidades puede ayudar a conseguir ese ansiado objetivo de la neutralidad climática, y a hacerlo además no solo con viabilidad económica sino con rentabilidad.

Madrid y Dresden, actuando como ciudades líderes del proyecto, implementarán 11 pilotos que abarcan 23 intervenciones demostrativas de alto grado de innovación para la movilidad de personas y mercancías, y que explotarán el potencial combinado de electrificación, automatización y conectividad. Se incluyen, entre otras intervenciones con vehículos eléctricos autónomos, infraestructuras de recarga innovadoras, combustibles verdes, autobuses eléctricos y vehículos de H2, e infraestructuras avanzadas de conectividad, 5G y 6G, para la conducción conectada y autónoma. En ambas ciudades aspiran también a aprovechar múltiples iniciativas de cooperación ciudadana y empoderamiento social ya existentes en ellas, integrándolas dentro de lo que llamamos “Urban Transport Labs” (UT-Labs), concebidos como Hubs de innovación que tendrán como objetivo fomentar una más rápida replicabilidad a nivel europeo. Las cinco ciudades replicadoras, Ioaninna (Grecia), Trenčin (Eslovaquia), Espoo (Finlandia), Gdansk (Polonia) y Sarajevo (Bosnia) serán las primeras en recorrer el camino marcado por Madrid y Dresden, primero como participantes directos de los procesos de estas dos ciudades líderes, y en paralelo a través de sus propios UT-Labs, y más tarde como protagonistas principales de sus propios diseños. Con esa misma idea de generar impacto más allá del marco y las ciudades participantes en el propio proyecto, se pretende establecer relaciones de colaboración con la Cities Mission Platform para favorecer el intercambio de conocimientos y experiencias, así como con las principales iniciativas de la UE en esta área como son 2Zero y CCAM.

Los próximos días 30, 31 de enero y 1 de febrero nos reuniremos todos los socios del proyecto en Madrid para dar de manera conjunta el pistoletazo de salida a este desafiante proyecto con el que aspiramos a mejorar el medio ambiente y la vida de los ciudadanos. En breve se lanzarán las redes sociales de MOBILITIES FOR EU como primera vía de comunicación e información con la que iremos compartiendo nuestros avances. ¡Estad atentos!

No dejemos a nadie atrás

No dejemos a nadie atrás

África, un continente diverso y vibrante, se encuentra en medio de una transformación singular en el ámbito energético. Organismos internacionales como Naciones Unidas están promoviendo este proceso de transición energética bajo la filosofía de ser justa, equitativa y de «no dejar a nadie atrás»1. En este post, vamos a explorar los desafíos que enfrenta esta transición, los factores clave que la impulsan y cómo el proyecto ONEPlanET, financiado a través del programa Horizonte Europa, está ayudando en este proceso:

  1. Creciente demanda de energía: la población en África está entre las más jóvenes y de más rápido crecimiento en el mundo, con una clara tendencia a concentrarse en ciudades.

«La transición energética en África implica no solo descarbonizar, sino también garantizar el acceso universal»

  1. Acceso limitado a la energía y falta de combustibles limpios para cocinar: la electrificación inadecuada obstaculiza el desarrollo económico y social en diversas regiones.
  1. Cambio climático, causante de impactos devastadores en la agricultura o los recursos hídricos. Por otro lado, las cada vez más duras condiciones de temperatura y humedad, dispararán las necesidades de refrigeración de la población
  1. Dependencia histórica de combustibles fósiles: la volatilidad de los precios del petróleo y el gas afecta la estabilidad económica de muchos países africanos, subrayando la necesidad de diversificar la matriz energética.

Para abordar estos desafíos demográficos, ambientales y socioeconómicos, África deberá duplicar su suministro de energía para el año 2040 y al mismo tiempo garantizar el acceso a la electricidad para 600 millones de personas y combustibles limpios para cocinar para 970 millones.2

  1. Recursos naturales y potencial renovable: a pesar de su enorme potencial, hasta la fecha, sólo el 22% de la capacidad energética total instalada en África se basa en fuentes renovables, principalmente energía hidroeléctrica, seguida de la solar, la eólica y la geotermia3.

«La transición energética en África debe considerar la equidad, la inclusión y la asequibilidad»

  1. Innovación tecnológica: el avance tecnológico facilita la implementación de soluciones energéticas descentralizadas, como micro-redes solares o sistemas de almacenamiento de energía, superando las barreras tradicionales de infraestructura en poblaciones remotas y generando nuevas fuentes de empleo.
  1. Compromisos internacionales: la creciente conciencia global sobre la necesidad de abordar esta transición ha llevado a acuerdos internacionales que respaldan la inversión en energías limpias en África.

El potencial de generación renovable en África es 1.000 veces mayor que la demanda proyectada para el año 20403 .Por tanto, el camino hacia una economía baja en carbono no sólo consiste en reemplazar fuentes contaminantes y en cubrir la creciente demanda de energía, sino en prevenir escenarios en los que esta transición energética genere conflictos en el uso de recursos: por ejemplo, energía hidroeléctrica en el uso del agua o energía fotovoltaica en el uso de la tierra.

La gestión integrada de los recursos de agua, energía y alimentos se puede llevar a cabo a través de un enfoque Nexus, que garantiza la seguridad hídrica y alimentaria, la agricultura sostenible y la producción de energía. Este enfoque Nexus es la piedra angular donde se sustenta el proyecto ONEPlanET, en el que participa CARTIF junto con otras 11 entidades de Europa y África. El proyecto tiene como objetivo dotar a los responsables políticos, organismos de investigación, inversores y ciudadanos africanos de las herramientas y los conocimientos necesarios para aumentar la generación de energía renovable y el uso sostenible de los recursos, al tiempo que se reducen las desigualdades y las brechas culturales y socioeconómicas. En el marco del proyecto se están desarrollando modelos Nexus “Agua-Energía-Alimentos” (WEF, según sus siglas en inglés) que ayudarán a planificar nuevas infraestructuras energéticas resilientes en el continente africano.

El pasado 9 de noviembre de 2023, el equipo investigador de CARTIF participó en la organización de un taller para la co-creación de estos modelos WEF Nexus en Nairobi (Kenia), al que acudieron actores del sector público y privado. Su colaboración ha sido clave a la hora de diseñar los modelos WEF Nexus y la herramienta posterior de simulación. Puedes pinchar aquí para ver el video del taller.

Foto grupal del taller ONEPlanET desarrollado en Nairobi (Kenia)
Taller ONE PLanET, Nairobi (Kenia), 9 de noviembre 2023

Además, durante el año 2024 estudiantes procedentes de las universidades africanas llevarán a cabo estancias de investigación en entidades europeas, entre las que se encuentra CARTIF. ¡Estamos deseando acoger en nuestras instalaciones a estos investigadores!

En conclusión, la transición energética en África no implica solo un cambio en la forma en que se genera la energía, sino una oportunidad para impulsar el desarrollo sostenible y mejorar la calidad de vida de millones de africanos. ONEPlanET contribuirá a superar estos desafíos a través del enfoque integral WEF Nexus, siempre con la premisa fundamental de que ningún individuo o comunidad se quede rezagado.

Conoce más detalles del proyecto a través de este vídeo y mantente informado de los avances en la web del proyecto ONEPlanET, así como sus redes sociales: X, LinkedIn, o Instagram.


1 https://www.undp.org/africa/ticad/stories/just-energy-transitions-development-priority-africa

2 Africa Energy Outlook 2029. https://iea.blob.core.windows.net/assets/2f7b6170-d616-4dd7-a7ca-a65a3a332fc1/Africa_Energy_Outlook_2019.pdf

3 The Renewable energy transition in Africa. 2021. IRENA

El láser: del rayo de la muerte a la navaja suiza de la tecnología

El láser: del rayo de la muerte a la navaja suiza de la tecnología

«Un ciudadano de Los Ángeles descubre el rayo de la muerte». Este impactante titular apareció en un periódico de Los Ángeles en julio de 1960. Unas semanas antes, concretamente el 16 de mayo de 1960, el ingeniero y físico americano Theodore H. Maiman en los laboratorios de investigación de Hughes había conseguido que un cilindro de rubí sintético son bases reflectantes y una lámpara de fotografía emitiera pulsos de luz roja intensa lo que constituyó la primera implementación física del láser.

Theodore H. Maiman con la primera implementación de un láser
Theodore H. Maiman con la primera implementación de un láser

Este hito en la fotónica fue consecuencia tanto de siglos de estudio de grandes científicos como Newton, Young, Maxwell o Einstein tratando de conocer y explicar la naturaleza luz, como de una frenética carrera desde los años 50 entre una docena de laboratorios con los de Bell a la cabeza por demostrar experimentalmente que la emisión estimulada de la luz predicha por Albert Einstein en su trabajo de 1917 «The Quantum Theory of Radiation» era posible.

El término LASER o «Light Amplified by Stimulated Emission of Radiation» fue acuñador por Gordon Gould en 1957 en sus notas sobre la viabilidad de la construcción de un láser. Gould había sido estudiante de doctorado de Charles Townes, quien, en 1954, había construido el MASER, predecesor del láser, que amplificaba las ondas microondas por emisión estimulada de la radiación. Finalmente, Charles Townes recibiría en 1964 el Nóbel de física por su implementación del MASER, Gordon Gould se haría millonario con la patente del láser y Mainman recibiría el reconocimiento de haber realizado la primera implementación de un láser, además de numerosos reconocimientos académicos.

Un láser es una fuente de luz con unas características especiales de coherencia, monocromicidad y colimación. Estas características permiten concentrar con la ayuda de lentes ópticas una gran intensidad de energía en un área mínima. Para conseguir estas características, el láser hace uso del mecanismo cuántico predicho por Einstein con el que se consigue que la generación de fotones en ciertos medios sólidos, líquidos o gaseosos se amplifique en gran medida cuando dichos medios son excitados eléctricamente o mediante pulsos de luz.

Durante los años 60, además del láser de estado sólido de Maiman, se desarrollaron otros láseres como el láser de He-Ne en diciembre del 60 y el láser de CO2 en 1961 cuyo medio activo eran gases o el láser de diodo en 1962. Aunque en principio se dijo del láser que era «una solución para un problema no definido», rápidamente el número de aplicaciones de este incremento en gran medida haciendo de este una herramienta imprescindible en la mayoría de los campos de la ciencia y fabricación. Podemos encontrar ejemplos de esto en la industria, donde sus múltiples usos para cortar, soldar o para tratamientos superficiales de gran número de materiales los ha hecho imprescindibles o en el sector de las comunicaciones donde su uso como emisor de información mediante pulsos de luz a través de fibras ópticas ha permitido conseguir tasas de transferencia de datos inimaginables sin las cuales no sería posible la actual transformación digital.

Actualmente, el desarrollo de nuevos láseres, las prestaciones y sus aplicaciones sigue creciendo. Por ejemplo, en los últimos años, los láseres verdes y azules están cobrando mucha importancia en la electro movilidad ya que sus longitudes de onda son más adecuadas para las soldaduras de elementos de cobre en comparación con otros láseres más habituales.

Láser verde para el corte y soldadura de elementos de cobre
Láser verde para corte y soldadura de elementos de cobre.
Fuente: Cvecek, Kaufamnn Blz 2021. https://www.wzl.rwth-aachen.de/go/id/telwe?lidx=1

Desde el 2020 CARTIF forma parte de PhotonHub Europe, una plataforma formada por más de 30 centros de referencia en fotónica de 15 países europeos en el que más de 500 expertos en fotónica ofrecen su apoyo a empresas (principalmente PYMES) para ayudarlas a mejorar sus procesos productivos y productos a través del uso de la fotónica. Para ello se han articulado hasta el año 2024 acciones formativas, de desarrollo de proyectos y de asesoramiento a nivel técnico y financiero. Por otro lado, para estar al tanto de lo que ocurre en el mundo de la fotónica os animamos a formar parte de la comunidad creada en PhotonHub Europe. En esta comunidad podéis estar al tanto de las actividades de la plataforma como de noticias y eventos relaciones con la fotónica.