BIOGRAFÍA
Miguel Ángel García García-Tuñón (Oviedo, 1970) es investigador científico en el Instituto de Cerámica y Vidrio del CSIC en Madrid. Es doctor en Ciencias Físicas por la Universidad Complutense de Madrid (premio extraordinario de doctorado 1999) y autor de más de 150 publicaciones ISIS y 15 patentes. Ha dirigido cinco tesis doctorales y ha sido el investigador responsable de 20 proyectos de investigación, nacionales e internacionales.
En la actualidad es profesor honorifico en la Universidad Complutense de Madrid, la Universidad Autónoma de Madrid y secretario general del Comité Científico Asesor de Radiofrecuencia y Salud.
PROYECTO
Este proyecto estudia formas de calentar localmente superficies mediante el uso de nanoestructuras magnéticas. En presencia de campos magnéticos y electromagnéticos alternos, los materiales ferromagnéticos disipan calor que permite calentar de manera controlada su entorno. Este fenómeno se puede aplicar en campos como la biomedicina o la catálisis para reducir los problemas de contaminación derivados de la actividad industrial.
En otras muchas aplicaciones resulta necesario calentar ciertas superficies (para favorecer procesos catalíticos o promover la desorción de gases) y para ello generalmente se calienta una pieza de volumen entera mediante el contacto con un foco térmico. Esto conlleva un gasto de energía muy elevado, tiempos largos y la degradación de la pieza.
La solución que plantea el proyecto es producir un calentamiento de la superficie, aportando un ahorro de energía, y ayudando a reducir los tiempos del proceso y a proteger elementos del sistema próximos a la superficie.
RESULTADOS
Uno de los principales resultados del proyecto es el diseño y desarrollo de nueva instrumentación que permite hacer medidas locales de temperatura. Con estos dispositivos se pueden detectar los aumentos de temperatura de pequeñas estructuras dentro de un sistema más grande, de manera que aunque macroscópicamente el sistema no varía apenas su temperatura promedio, permite observar como algunas zonas si aumentan su temperatura y cuantificarlo. Este tipo de instrumentación se basa en dos principios, eléctrico y óptico respectivamente. La resistencia eléctrica de un material cambia con su temperatura, de manera que, midiendo la resistencia eléctrica de un pequeño elemento, podemos detectar su temperatura. Por ello, incorporando pequeñas resistencias eléctricas sobre las nanoestructuras podemos detectar el aumento de temperatura localmente. Asimismo, los materiales emiten luz cuya longitud de onda (color) depende de su temperatura. Acoplando un microscopio a una cámara térmica, hemos desarrollado un equipo para obtener imágenes de la temperatura de los sistemas.
Con estos equipos es posible detectar aumentos de temperatura de centésimas de grado y en regiones del orden de micras (la milésima parte del milímetro).
Utilizando estos equipos, se ha comprobado como al aplicar campos magnéticos de baja frecuencia se induce un calentamiento local en capas metálicas magnéticas muy delgadas, (de unos pocos nanómetros de espesor). El proceso de calentamiento y enfriamiento posterior se puede modular usando multicapas o eligiendo el sustrato sobre el que se depositan.
Los resultados se han comparado con simulaciones numéricas dando resultados muy similares, por lo que usando estas simulaciones es posible predecir con una exactitud razonable, los calentamientos que se pueden inducir en otro tipo de estructuras.
En definitiva, el proyecto ha permitido desarrollar la instrumentación científica necesaria para obtener nuevos conocimientos sobre el calentamiento local con campos electromagnéticos que tiene importantes aplicaciones en biomedicina o protección del medioambiente.