Entrevista al Dr. Francisco A. Rubinelli*, quien, computación mediante, investiga en la predicción del funcionamiento de componentes o dispositivos electrónicos.
¿Qué ejemplos de estos últimos puede mencionar?
Podría nombrar muchos, pero con los siguientes bastará: diodos, transistores, celdas solares, emisores de luz, láseres, sensores ópticos, por citar unos pocos.
Y todos ellos de gran presencia en nuestro diario vivir...
Exacto; esos dispositivos electrónicos y sus correspondientes circuitos dieron lugar a innumerables aplicaciones tecnológicas que cambiaron muchos aspectos de nuestra vida. Por caso, una computadora digital o PC, que hoy cabe en un escritorio, hace pocos años ocupaba una habitación entera. Al mismo tiempo, todos estamos familiarizados con los grandes avances en radio, televisión, comunicaciones, entre otros.
¿Cómo fueron sus inicios en la investigación?
En 1980 me incorporé como becario del Conicet al Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química (Intec), para trabajar en el tema de celdas solares.
¿Por qué se las denomina así?; ¿qué ventajas presentan?
También llamadas fotovoltaicas, contienen diversas capas con espesores muy finos (varios nanómetros) de materiales capaces de convertir energía solar en eléctrica, con rendimientos que oscilan entre un 6% a un 24%. En cuanto a las ventajas, la energía fotovoltaica no tiene efectos nocivos sobre el medio ambiente, y los paneles fotovoltaicos que se construyen ensamblando y conectando celdas solares tienen una vida útil superior a los veinte años, pudiendo cubrir varios metros cuadrados.
Paneles que, por otra parte, ya se emplean en la construcción...
Así es; se utilizan en viviendas carentes de electricidad, o aun en las conectadas a la red, para reducir costos. En Europa se construyen edificios y casas con paneles incorporados a las paredes y los techos. En nuestro país el mercado de paneles solares ha venido creciendo en forma sostenida. Y en los últimos años, en el norte santafesino se instalaron paneles solares en más de cien escuelas rurales.
¿Qué tecnologías se emplean para fabricar celdas solares?; ¿qué materiales?
Entre las más conocidas se hallan la del silicio (Si), la del arseniuro de galio (GaAs), la del telururo de cadmio (CdT-CIS) y la de materiales orgánicos. En nuestro país existen dos grupos de investigación que, a nivel laboratorio, fabrican celdas de Si: uno se encuentra en la C.N. de Energía Atómica, y desarrolla celdas de Si cristalino (material que tiene una estructura interna ordenada). El segundo está en el Intec, aquí en Santa Fe, y trabaja en Si amorfo y microcristalino (material con estructura interna desordenada).
Y dentro de la tecnología del Si hay una amplia variedad de materiales que difieren entre sí en el contenido interno de hidrógeno, en la temperatura a la que fueron depositados, en la técnica de fabricación utilizada, etc.
En nuestro país, ¿se producen celdas solares?
No; se importan, y una empresa arma paneles solares. Pero éstos, para poder competir en el mercado energético internacional con las fuentes de energía más convencionales, deben abaratar aún más sus costos de producción, en un factor de "tres a cinco". Por eso, en diferentes laboratorios del mundo se prueban nuevos materiales que logren disminuir la cantidad de energía que se gasta en su producción, que puedan depositarse a velocidades más elevadas y que permitan una producción automatizada.
¿Cuántas disciplinas confluyen en el desarrollo de nuevas celdas?
Como en el de otros dispositivos electrónicos, este desarrollo exige el esfuerzo conjunto de técnicos, ingenieros y doctores en electrónica, en física, en química, etc., es decir, se trata de un trabajo multidisciplinario.
¿Qué etapas comprende tal desarrollo?
Se distinguen dos o tres: fabricación, caracterización y, a veces, modelado. La fabricación de las celdas se realiza en reactores especiales, bajo condiciones controladas de temperatura y presión. La caracterización se refiere a la medición, con equipos electrónicos, del rendimiento y de otras propiedades que brindan información sobre los procesos eléctricos y ópticos que ocurren dentro de la celda. Por último, el modelado consiste en utilizar códigos numéricos hechos en la computadora para predecir el comportamiento de la celda y compararlo con el observado en el laboratorio. Mi trabajo se orienta a esta parte del esfuerzo. No todos los laboratorios del mundo implementaron la etapa de simulación de celdas solares, pero se observa una tendencia creciente a hacerlo.
¿Puede describir la simulación?
El primer objetivo a alcanzar en esta etapa es reproducir las curvas medidas en la caracterización. Para ello, debe "alimentarse" el código -o programa- con datos o parámetros que se obtienen en las mediciones realizadas durante esta etapa, y durante el mismo esfuerzo de reproducir las curvas medidas con el código (calibración). El segundo paso, para mí el más interesante, consiste en utilizar los códigos para predecir el funcionamiento de una celda. Como la fabricación de celdas es un proceso que requiere el uso de drogas costosas, un código bien calibrado puede convertirse en herramienta útil que, por un lado, guíe al investigador experimental para diseñar mejor sus celdas, y, por el otro, ayude a abaratar los gastos de investigación evitándose la fabricación de muestras innecesarias.
¿Es costoso simular dispositivos electrónicos (DE)?
Hoy, un proyecto de investigación en simulación de DE no requiere grandes inversiones ya que la capacidad de las PC disponibles en el comercio son suficientes para nuestros cálculos. Pero es muy importante mantener un contacto fluido con grupos experimentales que nos suministren la información necesaria para calibrar nuestros códigos, y a los cuales podamos ayudar con nuestros resultados. En estos momentos trabajamos en colaboración con un grupo nacional y tres extranjeros. Este tipo de esfuerzo genera como subproducto el software para modelar dispositivos. Nuestros códigos son utilizados en forma independiente por esos cuatro grupos. Mi trabajo abarca el estudio de diferentes tipos de celdas solares de Si que van desde las puramente cristalinas a las amorfas. En el futuro cercano planeo trabajar en otros DE, como por ejemplo en sensores ópticos, que encuentran aplicación en comunicaciones.
¿Dirige becarios?
Sí; ahora estoy supervisando un becario de doctorado en el Intec, y colaboro con la supervisión a distancia de estudiantes que trabajan en otros centros del país y del extranjero. Pero debo destacar que se me hace difícil encontrar becarios para incorporar en mi proyecto de investigación.
¿A qué lo atribuye?
Por una parte, a que no existe tradición en el país en mi tema de trabajo; por la otra, hoy hay una oferta reducida de becas. Y como marco general, el sistema científico argentino precisa de un significativo incremento en su presupuesto; los sueldos de los investigadores están muy deprimidos y no resultan atractivos.
Y esto afecta a los investigadores jóvenes...
Sin dudas; ellos son quienes más sufren este problema, ya que luego de doctorarse y de especializarse en el extranjero, a su regreso perciben por muchos años sueldos iguales y aún inferiores a los que recibían cuando eran becarios. Un cambio interesante en las reglas de juego podría ser permitirles a los investigadores adicionar -a su salario- dinero proveniente del subsidio de investigación, lo que seguramente redundaría en un aumento de la productividad científica.

(*) Rosarino; es Ingeniero en Electrónica y obtuvo su Licenciatura y Doctorado en Física en la U.N.R. Es investigador del Conicet, con lugar de trabajo en el Intec-Conicet-UNL, de nuestra ciudad, donde integra el Grupo de Física de Materiales.
Entrevistó: Lic. Enrique A. Rabe, del Area de Comunicación Social del Ceride/Conicet.

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