Descripcin, aportes y visual importante para la comprensin e interpretacin de la introduccin a la Ingeniera Fsica

Erika Daniela Villegas ColimbaUniversidad Nacional de ColombiaDepartamento CaldasFacultad de Ciencias Exactas y Naturales Sede Manizales Email edvillegasc@unal.edu.codaniela_e1@hotmail.com

ResumenLa Ingeniera Fsica apareci por primera vez en 1924 en Estados Unidos como parte de Plan Richard que buscaba fortalecer las reas cientficas necesarias en todas las ramas de la Ingeniera. Y hoy en da el programa es ofrecido en otros pases tales como Canad, Inglaterra, Rusia, Japn, Blgica, Brasil, Suecia, Espaa, Colombia, Mxico, Cuba, Per y Chile. La Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales, que est situada en la regin noroccidental de Amrica del Sur, y en Colombia en el departamento de Caldas, en la ciudad Manizales que se encuentra en el centro occidente de Colombia. Es as que esta universidad cuenta con este importante programa curricular (Ingeniera Fsica), que se enfoca en la formacin en ciencias totalmente bsicas para ver su aplicabilidad a la tecnologa, pero esto debe ir muy de la mano y visualizado desde una perspectiva cientfica, para poder enfrentar problemas que estn ligados con la ciencias, la tecnologa y la ingeniera, empleando mtodos y procedimientos propios de la fsica aplicada.

Abstrac

Engineering Physics first appeared in 1924 in the United States as part of Richard Plan that sought to strengthen the scientific areas required in all branches of engineering. And now the program is offered in other countries such as Canada, England, Russia, Japan, Belgium, Brazil, Sweden, Spain, Colombia, Mexico, Cuba, Peru and Chile. The National University of Colombia, Manizales, which is located in the northwestern region of South America, and Colombia in the department of Caldas, Manizales in the city located in central western Colombia. Thus, this university has this important curriculum (Engineering Physics), which focuses on training in basic science fully to see its applicability to the technology, but this must be very hands and viewed from a scientific perspective, to to address problems that are linked with science, technology and engineering, using methods and procedures of applied physics. a scientific perspective, to address problems that are linked with science, technology and engineering using methods and procedures of applied physics.

Palabras clave: nanotecnologa, fsica mdica, nanociencia, biotecnologa, Nanoestructurados, ferrofluidos, nanomtrica, nanomtrico, nanopartculas, hidrotermal, ablasin, biocompatibles, pulverizacin catdica, optoelectrnica, vermiculita, espintronica

Revista Universidad Nacional de Colombia 18 de Noviembre del 2014 51. Introduccin

El contexto que se pretende desplegar de este artculo bsicamente est orientado a la descripcin, aportes y una visual que nos ayude a comprender e interpretar de primera mano el por qu emplear y aplicar esta importante ciencia en la industria? Por ende previamente se adquiri una serie de conocimientos por medio de conferencias, videoconferencias, charlas, en las cuales logramos conocer las diferentes capacidades y actitudes de un ingeniero fsico de su trabajo interdisciplinario e investigativo, sus anlisis de desarrollo de sistemas fsicos, modelos tericos y herramientas que le son propias del magnetismo, materiales, pticos- optoelectrnica, plasma instrumentacin electrnica, desarrollo de software y biofsica; cuya formacin est en tener aptitudes en las reas de matemticas, fsica, qumica y biologa.2. Materiales y mtodosEn este relevante sistema educativo se emplearon muchos recursos tecnolgicos, didcticos, dinmicos y el ms importante, el recurso humano; profesionales encargados de dictar el tema. Cabe anotar que la ejecucin de esta temtica inicio el da (05) cinco de agosto del ao 2014. La Ingeniera Fsica es una profesin que es capaz de transformar procesos en la industria y est completamente ligada en el conocimiento y manejo de las ciencias; se inclina preferiblemente en el manejo de las matemticas, la tecnologa, las aptitudes de tipo analtico, el inters cientfico, el clculo matemtico y en aptitudes abiertas para enfrentar y dar la solucin a los problemas desde diferentes puntos de vista. Tambin analizamos que el programa cuenta con un registro muy elevado; en la parte del campo de accin, encuentra desempeo en institutos de investigacin de ciencias y tecnologas, en empresas privadas, en la creacin de nuevos productos, consultoras, en reas de electrnica de computacin, manufacturas, ingeniera ambiental, biotecnologa, industria de trasformacin de materiales, industria del cemento, etc. Esto conlleva a buscar tcnicas para el desarrollo, dirigir, ejecutar y administrar acciones de manera ptima de aprovechamiento de los recursos y estar comprometidos con el proyecto a ejecutar, seleccionando los mtodos y tcnicas pertinentes para lograrlo.En primera instancia se tuvo la video-conferencia desde Argentina, por parte del Ingeniero Fsico egresado de UN, Csar Leandro Londoo Caldern. Eng. MsC en Fsica, estudiante de doctorado en ingeniera del grupo de sntesis y caracterizacin de materiales Nanoestructurados ITPN-CONICET. Facultad de Ingeniera Universidad de Buenos Aires (UBA). Durante mi carrera acadmica he trabajado en el rea de las ciencias de los materiales, en este momento estoy estudiando la fabricacin y caracterizacin de materiales Nanoestructurados (tambin llamada la nanociencia y nanotecnologa, fabricacin de sensores de bombas, ferrofluidos). El Ingeniero Londoo se enfoc en la explicacin descriptiva de de las diferentes ramas de la Ingeniera y su aplicabilidad en el entorno laboral para tal efecto un Ingeniero Fsico se puede desempear en: la fsica mdica (proteccin radiolgica), reforzamiento de materiales para la construccin (Cemento, Yeso, Hierro etc.), produccin de tejas, (anlisis de propiedades en funcin de la composicin), economa (tambin conocida como la Econofisica), investigacin en modelos de sistema de efecto mariposa, prediccin de cmo se va a conformar la bolsa de valoresmtodo de Montecarlomodelos productivos, Microscopistas, (especialistas en microscopia), fabricacin de ropa inteligente, (con sensores, trmicos, de presin para el monitoreo de la salud de pacientes), en programacin, (crear equipos de medidas de propiedades fsicas), ingeniera nuclear, (proteccin nuclear, planta nuclear), metrologa, (Rama de mediciones de las magnitudes que garantizan su normalizacin; pero en Colombia an no est desarrollada), la geofsica (procesos fsicos para entender las partes de la tierrasaneamiento ambientalmateriales en el suelo y cmo influyen la calidad de agua), fsica del plasma (tres estados plasmticos slido, lquido y gaseoso) remedicin ambiental (mina, mar, vermiculita), fsica de aceleradores de partculas (dispositivo que se utiliza campo electromagntico para acelerar partculas), la espintronica (fabricacin de memorias mram), los superconductores . En fin el campo de accin es bastante amplio. La razn de ello es la formacin en Matemticas, Fsica, Biologa, Electricidad, Electrnica, entre otras.La Fsica MdicaQuiero profundizar ms el tema de Fsica Mdica, pues es el campo en el cual me importara hacer una especializacin, creo que es muy importante e interesante, adems que no slo me podra ayudar a m sino a muchas otras personas.Fsica mdica es la rama de la fsica que comprende la aplicacin de los conceptos, leyes, modelos, tcnicas y mtodos de la fsica para la prevencin, diagnstico y tratamiento de enfermedades. La fsica mdica en la actualidad desempea una importante funcin en la asistencia mdica, la investigacin biolgica y mdica, y la optimizacin de ciertas actividades sanitarias. La fsica mdica incluye las reas de fsica de la radioterapia, fsica del radiodiagnstico, fsica de la medicina nuclear y fsica de la proteccin radiolgica. El radiodiagnstico y la medicina nuclear se agrupan a menudo en lo que se denomina diagnstico por imgenes, en cuyo caso los aspectos teraputicos de la medicina nuclear se asocian a la radioterapia, o de manera ms general, a la terapia con radiaciones. Otras reas de inters dentro de la fsica mdica son la metrologa de radiaciones ionizantes, la resonancia magntica, las aplicaciones de lser, ultrasonidos, y otras tcnicas que involucren conceptos fsicos aplicados a medicina.Creo que es muy importante procurar, acelerar y aumentar la contribucin de la energa atmica a la paz, la salud y la prosperidad en el mundo entero, para abordar cuestiones relacionadas con la prevencin, el diagnstico y el tratamiento de problemas de salud mediante el desarrollo y la aplicacin de tcnicas nucleares en un marco de garanta de calidad. En estos tiempos la energa atmica se ha utilizado de manera poco responsable.La fsica mdica proporciona los fundamentos fsicos a mltiples tcnicas teraputicas y la base cientfica para la comprensin, puesta en marcha y desarrollo de las tecnologas que estn revolucionando el diagnstico mdico, y establece los criterios para la correcta utilizacin de los agentes fsicos empleados en medicina.Son muchas las contribuciones de la fsica mdica en la sociedad de hoy, y me gustara ayudar en alguno de estos campos.La NanotecnologaTambin nos acompa en conferencia la ingeniera Alejandra Londoo Caldern, egresada de maestra en ciencias fsica Nanotecnologa en la Universidad Nacional de Colombia, en la actualidad trabaja en la University of Texas at San Antonio, en actividades de investigacin en Synthesis and Characterization of Semiconductor nanoparticles of ZnO and CdSe by microwave asisted hydrothermal methold. La ingeniera Londoo se dedica a la caracterizacin de nano sensores, trabajo en la lnea de la nanotecnologa, otra de las ramas de la fsica de importante campo de accin en la actualidad.Nanotecnologa, es el estudio y desarrollo de mtodos en escala nanomtrica, nano es un prefijo del Sistema Internacional de Unidades y corresponde a un factor 10^-9, que aplicado a las unidades de longitud, corresponde a una mil millonsima parte de un metro (10^-9 Metros) es decir 1 Nanmetro, la nanotecnologa estudia la materia desde un nivel de resolucin nanomtrico, entre 1 y 100 Nanmetros aprox. hay que saber que un tomo mide menos de 1 nanmetro pero una molcula puede ser mayor, en esta escala se observan propiedades y fenmenos totalmente nuevos, que se rigen bajo las leyes de la Mecnica Cuntica, estas nuevas propiedades son las que los cientficos aprovechan para crear nuevos materiales (nano materiales) o dispositivos nanotecnolgicos, de esta forma la Nanotecnologa promete soluciones a mltiples problemas que enfrenta actualmente la humanidad, como los ambientales, energticos, de salud (nano medicina), y muchos otros, sin embargo estas nuevas tecnologas pueden conllevar a riesgos y peligros si son mal utilizadas. [1]Algunos campos donde los grupos de estudio en nanociencia trabajan son: Preparacin de nanopartculas por sntesis hidrotermal. Fabricacin de nanopartculas de Si amorfo por ablasin de electrones. Preparacin de nanopartculas magnticas por mtodos qumicos. Imanes moleculares, qumica supramolecular. [2] Materiales avanzadosDentro del trabajo con nanopartculas podemos encontrar los estudios en materiales avanzados, que surge de la necesidad de crear materiales capaces de satisfacer nuevas necesidades tecnolgicas o sociales y con propiedades distintivamente diferentes a las de los materiales estructurales tradicionales, ha generado esta rea emergente de investigacin bsica.Un ejemplo de material avanzado lo constituyen los materiales funcionales. Estos presentan propiedades fsicas y qumicas que resultan sensibles a cambios ambientales, tales como temperatura, presin campos elctricos, etc., utilizndolas para lograr acciones inteligentes. Otro ejemplo de materiales avanzados son los materiales biocompatibles, que son de inters en aplicaciones mdicas. [3]El rea de materiales avanzados es de reciente creacin, en la actualidad se trabaja en los siguientes tipos de problemas: Desarrollo de cermicas (xidos) de alta constante dielctrica por aliado mecnico. Pelculas delgadas de materiales, producidas por la tcnica de pulverizacin catdica (magnetron sputtering). Sntesis y caracterizacin de materiales polimricos con propiedades pticas y magnticas. [4]

Se observ que dentro de las explosiones que realizaron los estudiantes de primer semestre de Ingeniera Fsica, en Francia el nivel acadmico de un ingeniero fsico en la Universidad de Ciencia y Tcnica de Clermont Ferrand (escuela de ingeniera de la universidad Blaise Pascal); desde el tercer ao pueden elegir la opcin del departamento: Fsica e Ingeniera de Materiales. Energa. Logstica.Cabe destacar que la fsica en Ingeniera de Materiales despliega tres aspectos importantes como:Ciencias de la Ingeniera(caracterizacin y materiales de la conformacin, seguimiento y control de procesos, nuclear).Fsica y Qumica Fsica(Fsica de la materia, superficies e interfaces, la qumica fsica de materiales y soluciones, la nanociencia).Diseoyejecucinde unproyecto(prototipo industrial o de investigacin).Humanidades y Sociedad(expresin, idiomas, economa, derecho, psicologa, gestin). [5]

Conclusiones De este artculo se puedo destacar y comprender los aportes interesantes y drsticos que nos brinda esta carrera ingeniera fsica en la industria.

Este trabajo me aclara muchas cosas que antes de conocerlas se encontraban inconclusas como por ejemplo el estudio y la profundizacin de las propiedades de cada material y su aplicabilidad en la vida real.

El enfoque y se obtuvo al realizar un anlisis muy minucioso sobres las lneas de profundizacin que cuenta la Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales, en relacin a los laboratorios y para optar por elegir no de estos.

Agradecimientos Natalia Prieto Castaeda Assistant Professor enseanza superior: universidad Nacional de ColombiaUniversidad Autnoma de Manizales.

Carlos Vargas Hernndez, Investigador Senior (Is), Departamento de Fsica y qumica, profesional universitario Fsico, Maestra Magister en Ciencias Fsica, Doctorado Doctor en ciencias en la especialidad de fsica.

Alejandra Londoo Caldern, trabaja en la University of Texas at San Antonio, en actividades de investigacin en Synthesis and Characterization of Semiconductor nanoparticles

Cesar Leandro Londoo Caldern, Eng. MsC en Fsica, estudiante de doctorado en ingeniera del grupo de sntesis y caracterizacin de materiales Nanoestructurados ITPN-CONICET. Facultad de Ingeniera Universidad de Buenos Aires (UBA)

Bibliografa[1] F. Mosquera, 22 09 2013. [En lnea]. Available: franciscomosquera.cumbresblogs.com.

[2] l. r. d. n. e. c. l. mancha, mayo 2010. [En lnea]. Available: http://pagina.jccm.es/medioambiente/rvca/pdfs/nanosensores_CLM.pdf.

[3] I. d. i. e. m. UNAM, Hacia la nanociencia verde: nanomateriales, nanoproductos y nanorresiduos, Materiales avanzados , pp. 20-32, 2012.

[4] C. p. e. d. T. Industrial, Materiales Avanzados, Madrid: Pdf, 1994.

[5] Polytech, Clermont-- ferrand, [En lnea]. Available: http://polytech.univ-bpclermont.fr/fr/programme-en-genie-physique.html. [ltimo acceso: 24 Agosto 2014].