Grupo de Educación y Ciencia Aplicada Tunja (GECAT)

Plan de trabajo:

Generar productos científicos de alto impacto a la comunidad científica en cada una de las líneas propuestas, y así contribuir a la reducción de la brecha tecnológica del país respecto de las potencias industriales. 

Se proyecta tener estudiantes tesistas a nivel pregrado y maestría que profundicen en los desafíos electrónicos, mecánicos, análisis de datos y caracterización de materiales que conllevan el desarrollo de las líneas de investigación propuestas.

Consolidar un observatorio andino de rayos cósmicos en la ciudad de Tunja, Boyacá, con el objetivo de aportar datos astrofísicos, de clima terrestre y solar a las colaboraciones internacionales CORSAIR, TRAGALDABAS. 

Estado del arte:

En la línea de ciencia de los materiales actualmente se desarrollan dos proyectos de investigación apoyados por la unidad de investigaciones de la USTA Tunja. Los proyectos son los siguientes:

  •     Activación del ZnCl2 en membranas poliméricas de fluoruro de   polivinilideno/politetrafluoroetileno (PVDF/PTFE)
  •     Producción y caracterización experimental de Superconductores tipo TR123 Y MgB2.
  •     Caracterización Magnética y Estructural del sistema Bi1-xSmxFeO3 (x=0,0.1,0.15,0.2,0.3) producido por la técnica de descarga luminiscente anormal.

Se han registrado resultados de investigación del grupo de investigadores adscritos al Departamento de Ciencias Básicas desde el año 2008, con los siguientes productos:

  •     SULLY SEGURA PEÑA, "Teoría de la Densidad Funcional Aplicada a la Determinación del Índice de Refracción y del Coeficiente de Absorción del MgB2 en el Volumen" En: Colombia. 2008. Evento: VII Escuela Nacional de Física de la Materia Condensada "Física de Nano-estructuras " Ponencia.
  •     SULLY SEGURA PEÑA, "Superconductividad" En: Colombia. 2009. Evento: Jornada Pedagógica y Académica de Ciencias Básicas Ponencia: Superconductividad.
  •     SULLY SEGURA PEÑA, "Estudio de las Propiedades Electrónicas del MgB2 mediante DTF" En: Colombia. Evento: CONGRESO NACIONAL DE FISICA. Ponencia
  •     SULLY SEGURA PEÑA, " Estudio de las Propiedades Electrónicas del MgB2 mediante DTF " En: Colombia. Evento Poster red COLSI Y ExpoCiencias.
  •     Caracterización Teórica de Semiconductores Si y Ge y su aplicación en sensores y Dispositivos electrónicos. Tesis de pregrado y de especialización en ingeniería electrónica.
  •     Articulo para la revista de la Universidad Santo Tomás. Ponencia Red COLSI sede Boyacá y Medellín
  •     Propiedades Ópticas de YN y ZnN con la Teoría de la Densidad Funcional. Ponencia en la Red Colsi

Objetivos:

General:

Organizar formalmente la gestión colaborativa de la investigación científica realizada en el departamento de Ciencias Básicas, sustentada en dos líneas de investigación.

Específicos:

Línea Ciencia de los Materiales

1. Proyectar y desarrollar proyectos de investigación en el área de los materiales.
2. Articular el quehacer investigativo en ciencia de los materiales a partir del rigor de las ciencias básicas y con los saberes específicos de la ingeniería. 
3. Asesorar en la búsqueda de soluciones de las necesidades provenientes de sector público y privado, relacionado con el área de los materiales. 
4. Liderar y participar en eventos de divulgación científica y académica en el área de los materiales. 

Línea Ciencias Aplicadas

1. Implementar la tecnología de detectores tRPC (timing Resistive Plate Chambers) para analizar los frentes de cascadas de rayos cósmicos y acometer el estudio de un variado número de fenómenos relacionados con el entorno estelar, solar y terrestre. 

2. Simular las cascadas producidas por rayos primarios para optimizar la aceptancia  y eficiencia de los detectores tRPCs.

3. Calibrar las tRPCs y medir los diferentes frentes de rayos cósmicos con el fin de optimizar la adquisición  de datos  y posterior  análisis.

4. Adaptar e implementar los algoritmos desarrollados en la colaboración internacional CORSAIR para procesar y almacenar los datos en sus distintos niveles (datos brutos, datos calibrados, trazas, cascadas).

5. Estudiar las propiedades de las cascadas de rayos cósmicos que ayuden a  entender su origen, composición y forma en la que adquieren sus enormes energías. 

6. Interpretar la  información  que proporcionan los rayos cósmicos, en términos de su  profunda relación con la actividad solar y el llamado clima espacial. 

7. Investigar nuevas signaturas que permitan relacionar las propiedades de los frentes de las cascadas de rayos cósmicos con la masa y energía del primario.  

Retos:

El transcurso del tiempo representa para la ciencia de los materiales la oportunidad de conquistar en conocimientos y descubrimientos, debido a la gran variedad de materiales los cuales pueden ser combinados y modificados para obtener características de los mismos que representes avances tecnológicos.

Actualmente, dentro de los retos en las ciencias de los materiales, están: los computadores cuánticos, las células solares de perovskita, los nanofiltros, entre otros.  
El estudio de los rayos cósmicos presenta grandes retos, como describir sus fuentes principales, composición y el origen de su gran energía,  y aportes en áreas  tales como:
1. El análisis de las colisiones nucleares que ocurren en la estratosfera, que permiten permiten estudiar evidencias de nuevos estados de la materia.
2. Supervisión permanentemente la actividad estelar solar a través del viento solar,  las nubes de plasma y el campo magnético interplanetario.
3. Detección temprana de las tormentas eléctricas inducidas por eyecciones en la corona solar.
4. Estudiar la relación  entre los muones de alta energía y la temperatura de la estratosfera como lo muestran los experimentos MINOS e Ice Cube-Ice Top.
5. Estudio de la posible relación entre los rayos cósmicos y el clima terrestre.

Visión:

GCAT impactará en el ámbito académico y científico como un grupo de Ciencias Básicas, que aporta al estudio, enseñanza y la aplicación de las ciencias naturales, a partir del rigor de las matemáticas.

Líneas de Investigación:

  • Ciencia de los Materiales
  • Ciencias Aplicadas
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