Mi crónica de las #JPOD14bar con “Pa buhardilla, la nostra”

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Muy bien acompañada por Dolores, Dani Arbós, Màrius Belles, Abraham Vargas y Kike Silva. Y con la camiseta molona que me regaló “La Buhardilla 2.0″

El pasado 25 de octubre asistí a la invasión podcastera que se produjo en Barcelona y lo pasé de miedo. De hecho, disfruté tanto que ahora tengo efectos secundarios, siento una necesidad alarmante de que vuelva a haber otras Jornadas de Podcasting el próximo fin de semana.

Desvirtualicé a podcasters de quienes sólo conocía la voz y me reencontré con otros que ya considero amigos. Hubo muchas conversaciones, cervezas (las consumimos sólo por darle un carácter desenfadado al evento, resignados), programas en directo, conferencias, juegos… y el encuentro que tanto esperaba: “Pa buhardilla, la nostra”

Pa buhardilla, la nostra

Sabéis que había puesto muchas expectativas en el crossover entre La Buhardilla 2.0 y Pa ciència, la nostra y las superaron con creces. Como podréis comprobar vosotros mismos fue, sencillamente, espectacular. Representando a La Buhardilla 2.0 vinieron Kike y Abraham y de Pa ciència, la nostra hubo pleno y asistieron Màrius y Dani.

Creación de Abraham con las fotos de Ruben Vaquero

Creación de Abraham con las fotos de Ruben Vaquero

[Para aquellos que no entendéis a qué vienen estas historietas pulsad aquí]

Desde el primer momento hubo sintonía entre los cuatro. Las noticias, agrupadas por temáticas, se fueron explicando de forma alternada mientras las ocurrencias de unos y otros se sucedían sin parar. Todo encajaba a la perfección y fue divertidísimo. Para tuitear todos los comentarios ingeniosos que hacían hubiese tenido que transcribir el programa entero. Sin duda este audio lleno de ciencia, curiosidades y humor ya ha hecho historia. Como oyente y admiradora de ambos programas, este encuentro fue una experiencia inolvidable que me encantaría que se repitiese. Por pedir, que no quede.

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Audio de “Pa buhardilla, la nostra”:

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Los premios

En la entrega de premios tuve el honor de asistir como “enviada” de Catástrofe UV, el excelente podcast de Javier Peláez, Antonio Martínez Ron y Javi Álvarez, que había recibido dos nominaciones en los premios de la Asociación Podcast (mejor podcast de Ciencia, podcast revelación). Finalmente, no ganaron pero todas las valoraciones que escuché sobre este podcast durante las jornadas, no pudieron ser mejores. Se reconoce y admira el trabajo que están haciendo.

Recogiendo el diploma de la nominación como enviada de Catástrofe UV (y muy bien acompañada por Abraham y Màrius)

Recogiendo el diploma de la nominación como enviada de Catástrofe UV (y muy bien acompañada por Abraham y Màrius)

De hecho, el premio de la Asociación Podcast al mejor podcast de ciencia estaba reñidísimo. La  calidad de los cinco nominados es una gran noticia para la divulgación científica y deja claro la importancia que tiene este medio de comunicación para acercar la ciencia a la gente.

Finalmente, los ganadores fueron La Buhardilla 2.0, que en su discurso dijeron que, si bien se sentían muy agradecidos con los votantes, creían que Catástrofe UV lo merecía más que ellos y pidieron el voto al Bitácoras para estos. Pero de la grandeza de los buhardilleros ya os he hablado en muchas ocasiones y la demuestran en todos sus actos.

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Personalmente, como oyente de La Buhardilla 2.0 creo que merecían este premió más que nunca. Este año han hecho un gran esfuerzo pasando a grabar cada semana y cuadrando los contenidos en hora y media sin perder un ápice de espontaneidad. Han conseguido mantener ese ambiente de cordialidad tan suyo que logra que hace que nos sintamos entre amigos, que deseemos descubrir lo que quieren contarnos y no nos cansemos nunca de escucharles. Diré más, ahora todavía transmiten más ilusión. Se aprecia que el incremento de responsabilidad se ha traducido en un interés todavía mayor porque el programa salga perfecto. Y lo han conseguido, ahora es redondo. Y disfrutar de él es un lujo para los oyentes. Por ello, son muy merecedores de ese premio que rubrica esta nueva etapa, el nuevo nacimiento de La Buhardilla 2.0 gracias a Sevilla Web Radio.

Para acabar, me gustaría dar las gracias a TODAS aquellas personas que han hecho que estos días fuesen increíbles. No recuerdo todos los nombres, os ruego que me perdonéis, pero quiero mandar un beso a José David Delpueyo, Tamara León, Ray Jaén, Lupo, Manuel Mendaña, Mario Girón, Emmanuel Galán, Juan Ortiz Delgado, Juandeochpu, Joaquín García, Porti, José Basso, Eduardo Nordmann, Charlie Encinas, Amaia, Hutxu, Frank Blanco, Peio, José A. Rodríguez, Sebas Oliva, Blanca, Jorge Marín Nieto, Sonia Himauari, Miguel A. Sacristan, Dolores, Helen Esteve, Carlos Sogorb, José Juan Sánchez García, Almu Peral, Màrius Belles, Daniel Arbós, Bea (La Peli), Kike Silva y, especialmente, a mi Filete Abraham.

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“Dinosaurios en acción” por Juan Antonio Tortosa

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Juan Antonio Tortosa es mi primer colaborador invitado y es un divulgador muy especial. Tiene ocho años y es miembro de la Asociación de Divulgación Científica de la Región de Murcia. Junto a su tía Margarita, que fue quien le regaló el carné de socio, ha disfrutado de muchas de las actividades que esta organiza y se estrenó como conferenciante el 21 de junio pasado, en el primer aniversario de la asociación. Todas estas vivencias las compartió con sus compañeros de clase que sintieron gran interés por las aventuras científicas de alguien como ellos.

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Hoy da sus primeros pasos como bloguero para presentarnos la charla sobre dinosaurios que ofreció aquel día y le agradezco de todo corazón que lo haga aquí. Creo que su pasión por el aprendizaje y el descubrimiento refleja muy bien el espíritu de ADCMurcia y el de este blog.

Sin más dilación, toma la palabra Juan Antonido Tortosa:

Hola Laura:

Me llamo Juan Antonio Tortosa Lasheras y acabo de cumplir ocho años.

Hace un año mi tita Margarita me regaló por mi cumple el carné de socio de ADCMURCIA porque me interesa la ciencia sobre todo los dinosaurios, porque quería saber más sobre estos “reptiles terribles”.

En junio mi tía me preguntó si quería hacer una charla para celebrar el cumple de ADC Murcia y dije que sí, porque me gusta contar lo que aprendo.

Para preparar la charla releí mi libro de dinosaurios y vi documentales. Y mi tita hizo la presentación en el ordenador y buscamos la fotos en internet.

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Me sentí un poco nervioso porque estaba mi familia y mi profesora Marisa, y además porque estaban grabándome.

Conforme iba pasando el tiempo me sentí más relajado. Esto de contar ciencia no es tan complicado.

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CHARLA: “DINOSAURIOS EN ACCIÓN”

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Juan Antonio durante la charla

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 ENTREVISTA EN KÍTARO

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El programa KÍTARO de María José Moreno visitó el Colegio Mariano Aroca el día en el que Juan Antonio expuso sus aventuras divulgadoras a sus compañeros de clase. Carmen Conesa le entrevistó sobre la experiencia y las respuestas de Juan Antonio os sorprenderán, son, sencillamente, fantásticas. Pulsa sobre la imagen para acceder a la entrevista:

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Carmen Conesa entrevista a Juan Antonio. Pulsa sobre la foto para acceder al audio.

Finalmente, quiero darle las gracias a la persona que ha hecho posible la participación de Juan Antonio en este blog, a la mujer que le inspira y recorre este camino de descubrimiento junto a él, a su tía y buena amiga mía, Margarita Tortosa.

Margarita y Juan Antonio

 

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El IRB baila por la investigación biomédica

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El Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona), centro de la Generalitat de Catalunya con sello de Excelencia Severo Ochoa desde 2011, inició el pasado 13 de octubre una campaña de micromecenazgo con el vídeo musical “Scientists in Barcelona dance for cancer, Alzheimer’s and diabetes research”. Los fondos serán destinados a las investigaciones que se desarrollan en el IRB y el video es el medio a través del cual las dan a conocer al gran público.

En demasiadas ocasiones el trabajo que se desarrolla en institutos tan prestigiosos como este resulta del todo desconocido para la mayoría de la sociedad. Y eso es un problema si se busca el apoyo de la misma. Por ello, los responsables del IRB se han servido de un lenguaje original que trasciende los circuitos científicos y llega a los destinatarios a quienes quiere informar: los ciudadanos. Estos son quienes, a través de cada “clic” o visionado en YouTube hacen una donación al IRB, sufragada por la entidad financiera Banco Sabadell y la empresa farmacéutica Sanofi. Es decir, cuantos más visionados, más financiación para las investigaciones del cáncer, el Alzheimer y la diabetes.

A parte, existen otras dos modalidades de colaboración. La primera es vía SMS enviando IRBBARCELONA al 28014 a través de la cual el centro recibirá una donación íntegra de 1,20 euros y, la segunda, a través de la página web del IRB Barcelona: http://www.irbbarcelona.org/es/colabora.

La campaña de comunicación se centra principalmente en las  redes sociales: Twitter (hashtag  #IRBdances), Facebook, YouTube y LinkedIN.

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El IRB Barcelona es uno de los principales institutos de investigación biomédica de España. Cuenta con 400 empleados de 36 nacionalidades diferentes repartidos en 23 laboratorios de investigación y 7 plataformas científicas propias. En su haber tiene 7 ERC Grants, una media anual de 200 artículos científicos publicados y 150 programas científicos en desarrollo. En cuanto a su apuesta por la formación, en 2012 lanzó el curso anual “Crazy about Biomedicine” para estudiantes de bachillerato patrocinado por la Fundación Catalunya La Pedrera.

La canción elegida para mover cuerpos y probetas es “Safe and Sound” (Sanos y salvos) del grupo norteamericano Capital Cities, de quien Sony/ATV y Universal Music han cedido los derechos de reproducción. El equipo de bailarines está formado por el personal del IRB Barcelona, por estudiantes del programa “Crazy About Biomedicine” y por voluntarios de todas las edades. La participación de niños y mayores muestra el lazo transgeneracional que existe en la investigación y que está presente en el propio lema del instituto: “La medicina del futuro empieza aquí”

“El trabajo de frontera que hacemos aquí ahora repercutirá en los fármacos y tecnologías disponibles en un futuro. La investigación atañe a todos y nos beneficia a todos y por eso invitamos a la gente a que se interese por ella y la apoye” Joan Guinovart, director del IRB Barcelona.

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Los cinco minutos de duración del video han requerido un año de trabajo, tres días de ensayo y cinco de rodaje. La coordinación ha corrido a cargo de la Oficina de Comunicación y Relaciones Externas del IRB que ha contado con un equipo internacional de profesionales: los co-productores Richard Santiburcio Miranda de Fiction Films Barcelona (afiliada de Fiction Films Múnich,  Alemania) y Heidi Berger (Montreal, Canadá) y los coreógrafos Sergi Orduña y Úrsula Aguilera. Las localizaciones del rodaje fueron los laboratorios del IRB Barcelona, los espacios compartidos por la comunidad del Parque Científico de Barcelona y, gracias al apoyo de BCN Film Comission del Ayuntamiento de Barcelona, diversos lugares emblemáticos de la ciudad.

Para presentar el video, no se me ocurre nadie mejor que el fundador y director del instituo desde su creación:

“Es una iniciativa pionera en Europa para un centro de investigación básica. Mostramos porqué la ciencia es pieza clave para el bienestar y cuáles son nuestros retos a través de la diversión, la buena sintonía y la complicidad de la comunidad IRB” Joan Guinovart

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Y la luz azul se hizo – Premio Nobel de Física 2014

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El pasado 7 de Octubre de 2014, la Academia Sueca de las Ciencias anunció la concesión del Premio Nobel de física a Isamu Akasaki, Hiroshi Amano y Shuji Nakamura “por la invención de diodos emisores de luz azul eficientes que han hecho posible la creación de fuentes de luz blanca brillantes y de bajo consumo energético”

Esta decisión marca un giro en el criterio de valoración de los méritos de los candidatos de los últimos tres años. Si en anteriores ediciones se premiaron grandes aportaciones a cuestiones fundamentales de física teórica, en esta ocasión el reconocimiento ha sido para la física aplicada, para el diodo emisor de luz “LED” (Light Emitting Diode) que emite luz azul. Un invento de gran practicidad que ya se comercializa y forma parte de gran número de dispositivos que usamos a diario.

Le elección del premio encaja a la perfección con la voluntad expresada por Alfred Nobel en su último testamento, donde disponía “…que su fortuna se emplease en crear una serie de premios para aquellos que llevasen a cabo “el mayor beneficio a la humanidad” en los campos de la física, la química, la fisiología o medicina, la literatura y la paz. En lo que sigue trataremos de exponer de forma simplificada qué es un led, su evolución histórica, la importancia del color azul y las ventajas más notorias que ofrecen los dispositivos que emplean ledes.

ELECTRÓNICA DE ESTADO SÓLIDO

Hasta finales de la década de 1940, la rectificación y amplificación de señales eléctricas se realizaba mediante válvulas de vacío (lámparas o tubos en lenguaje común) que, aparte de los inconvenientes de ser voluminosos, frágiles (mecánica y eléctricamente) y caras, consumían gran cantidad de energía produciendo un notable calentamiento. Estos problemas fueron especialmente evidentes durante la Segunda Guerra Mundial, lo que provocó un gran interés en la investigación de dispositivos de estado sólido basados en semiconductores. Aunque ya en 1925 el físico Julius Edgar Lilienfeld registró en Canadá la patente “Method and apparatus for controlling electric current”, describiendo un componente parecido a lo que más tarde se conocería como transistor, la falta de tecnología necesaria para su producción industrial hizo que no se construyese el transistor, propiamente dicho, hasta 1947. Este amplificador de estado sólido, basado en el germanio, y capaz de proporcionar una señal de salida mayor que la de entrada, vio la luz en los laboratorios de AT&T’s Bell gracias al trabajo de John Bardeen, Walter Brattain y William Bradford Shockley, a quienes se otorgó el Nobel de física de 1956 por este invento. En los años siguientes, la física de estado sólido registró grandes avances y se alcanzó un conocimiento preciso de las propiedades de los semiconductores y de los fenómenos relacionados con los mismos. Como consecuencia, floreció una industria altamente tecnológica, en la que el ingenio y conocimientos individuales permitieron que muchas personas, partiendo de medios caseros, llegasen a ser propietarios de grandes empresas con decenas de miles de trabajadores.

EL DIODO LED

En un cristal de un elemento o compuesto químico puro, los átomos se disponen según una red regular, oscilando alrededor de una posición media. Esto provoca que los niveles energéticos posibles para sus electrones difieran de los que corresponden a un solo átomo aislado y se extiendan a bandas energéticas aparentemente continuas. Experimentalmente se observa que existen dos bandas llamadas de valencia y de conducción, que pueden estar separadas por una banda prohibida “gap“.

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La banda de valencia está ocupada por los electrones de valencia que se encuentran en el nivel energético más externo y permiten los enlaces entre los átomos en los compuestos o entre átomos del mismo tipo en una molécula o un cristal. La de conducción contiene los electrones libres que han pasado a niveles energéticos vacíos y, desligados de sus átomos, constituyen la corriente eléctrica.

La conductividad eléctrica del cristal depende de la anchura del gap así como del estado de ocupación de las bandas de energía, pudiéndose distinguir entre conductores, aislantes y semiconductores.

En los materiales conductores, las bandas de valencia y conducción son contiguas o incluso llegan a solaparse mientras que en los aislantes están tan separadas que se necesitan unas diferencias de potencial muy elevadas para hacer llegar electrones a la banda de conducción y, por tanto, en las condiciones de uso normales no conducen.

En el caso de los semiconductores la amplitud de la banda prohibida es lo suficientemente reducida para que, dadas las condiciones adecuadas, algunos electrones de valencia alcancen suficiente energía para “saltar” a la banda de conducción. Esto puede conseguirse aumentando la energía del material por agitación térmica, sometiéndolo a un campo eléctrico externo o introduciendo impurezas que modifiquen la red cristalina y, por consiguiente, sus propiedades eléctricas. Este último caso se conoce como “dopado“.

Si se parte de un elemento base tetravalente, por ejemplo germanio o silicio, y se le añaden pequeñas cantidades de un elemento pentavalente, como fósforo, arsénico o antimonio, en la red cristalina se producen defectos debidos al exceso de electrones y se denomina tipo N. Puesto que la corriente está constituida mayoritariamente por electrones, éstos son los “portadores mayoritarios”. Por el contrario, si se emplea un elemento trivalente, tal como aluminio, galio o indio, los defectos de la red consisten en “huecos”, entendiendo por tal la carencia de un electrón que debería estar presente. Estos semiconductores pertenecen al tipo P y los portadores mayoritarios son los huecos, que se comportan como una virtual carga positiva.

Cuando se dopa un semiconductor, las bandas de valencia y de conducción se hallan más cerca que en el material original, lo cual significa que la banda prohibida se reduce:

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En un semiconductor tipo N los niveles de energía de la impureza se encuentran inmediatamente debajo de la banda de conducción del Ge, de manera que los electrones débilmente ligados a la impureza, pueden pasar fácilmente a esta banda. Por otro lado, en los tipo P, los niveles de energía de la impureza se sitúan justo por encima de la banda de valencia, por lo que los electrones de esta banda pueden moverse hacia arriba, promoviendo la formación de huecos en el material semiconductor.

El diodo led (del acrónimo inglés led, light-emitting diode: ‘diodo emisor de luz’) está formado por la unión de un semiconductor tipo P, con otro tipo N, lo que se conoce como unión p-n.

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Si en una unión P-N, como muestra la figura, hacemos circular una corriente en sentido directo (polo + del generador conectado al tipo P y polo – conectado al tipo N), se produce la recombinación entre portadores en la zona de la unión. Es decir, algunos electrones del semiconductor tipo N caen desde la banda de conducción a la de valencia con la consiguiente emisión de radiación electromagnética cuya frecuencia dependerá de la anchura de la banda prohibida (diferencia de energía entre las bandas de conducción y valencia).

El fenómeno físico que tiene lugar en el led se conoce como electroluminiscencia y fue descubierta en 1907 por el británico H. J. Round en los Laboratorios Marconi, mientras usaba un cristal de carburo de silicio como detector en un receptor de radio. Este hallazgo así como el trabajo del ruso Oleg Losev, que llegó a fabricar un rudimentario led, cayeron en el olvido durante cerca de cuarenta años, debido a que, por aquel entonces, no se disponía de los conocimientos necesarios para dotarlo de una base física. No fue hasta el 1951 que K. Lehovec y sus colaboradores del Signal Corps Engineering Laboratory en USA, explicaron la emisión de fotones que tenía lugar en el carburo de silicio como resultado de la inyección de portadores a través de una unión. No obstante, las observaciones no cuadraron con el razonamiento puesto que la energía de los fotones resultantes era inferior a la diferencia de energías correspondiente a la banda prohibida. Esto les llevó a concluir que la emisión era debida a la presencia de impurezas en el SiC, o a defectos en la estructura de la red.

En otoño de 1961, James R. Biard y Gary Pittman, trabajando en Texas Instruments, descubrieron que el arseniuro de galio (GaAs) emitía radiación infrarroja cuando se hacía circular corriente en sentido directo, y en agosto de 1962 ambos registraron la patente titulada “Semiconductor Radiant Diode”. En octubre del mismo año, TI anunció el primer led comercial de arseniuro de galio (el SNX-100) que emitía en infrarrojo, a 900 nm, claramente alejado del espectro visible.

El primero en proporcionar luz visible de color rojo fue creado en 1962, por Nick Holonyak Jr., de General Electric Co, que publicó su invención en la revista “Applied Phisics Letters” el 1 de diciembre de 1962. El progreso siguió con el desarrollo del primer led amarillo, obra de M. George Craford, que había trabajado para Holonyak, y que además, en 1972, multiplicó el brillo de los led rojos y rojo-anaranjados por un factor de 10. En 1976, T. P. Pearsall inventó los primeros led de alta eficiencia y alto brillo empleando nuevos semiconductores para producir longitudes de onda especialmente adaptadas a la transmisión por fibra óptica.

Diversos ledes comerciales

Diversos ledes comerciales

El intenso trabajo de investigación al que se lanzaron las compañías en busca de ventajas comerciales conllevó el desarrollo de nuevos y mejores materiales y procesos de fabricación. El brillo y el rendimiento aumentaron, aparecieron ledes de color verde, la producción se incrementó de forma exponencial y los precios se desplomaron desde 200 USD en 1968 a menos de 5 centavos en 1970. Se estandarizaron las dimensiones y las formas, si bien el calentamiento debido a la continua demanda de incrementar la potencia, supuso la posterior aparición de nuevas y sofisticadas formas. La situación en la década de los años 80 del pasado siglo era más o menos la que se muestra a continuación.

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CONSTRUYENDO LA LUZ BLANCA

En los primeros ledes rojos fabricados, la recombinación de huecos y electrones era muy poco eficiente, de cada 1000 casos solo en uno se generaba un fotón rojo. Por ello, se usaron casi exclusivamente para la señalización en aparatos eléctricos o electrónicos en sustitución de las minúsculas lamparitas de filamento cuya vida útil se reducía a unos pocos millares de horas. En 1999, las mejoras en la calidad de los materiales, la aparición de nuevos semiconductores y el progreso en la comprensión de los efectos del dopado, permitieron multiplicar el rendimiento por un factor de 55 (Hewlett-Packard). Desde el punto de vista óptico, investigadores -también de HP- desarrollaron una geometría en forma de pirámide invertida que reducía el número de reflexiones internas entre las diversas capas e incrementaba la cantidad de luz que llegaba al exterior del led.

Con estos notorios avances, la eficacia luminosa, expresada en lúmenes por vatio (lm/W) superaba a la de otras fuentes. Lo cual, unido a la aparición de otros colores (anaranjado, amarillo y verde) y al incremento de potencia que se fue consiguiendo en paralelo, permitió nuevas aplicaciones como la señalización vial. El reto pendiente era la sustitución de las fuentes tradicionales de iluminación para el alumbrado exterior e interior y, para ello, se precisaba un componente fundamental: el led azul.

En efecto, ya Newton estableció en 1666 que la luz blanca estaba compuesta por diversos colores, como podía verse haciendo que un rayo blanco atravesase un prisma. Newton identificó 7 colores fundamentales, el rojo, el naranja, el amarillo, el verde, el azul, el añil y el violeta. Y lo más importante, descubrió que podían recombinarse para obtener luz blanca.

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Posteriormente, se desarrolló el modelo RGB, basado en la teoría de Young-Helmonltz acerca de la visión tricromática. Se trata de un método de síntesis aditiva de luz blanca partiendo de tres colores considerados primarios: rojo, verde y azul. RGB es el acrónimo de las palabras Red, Green, Blue con que se designan estos colores en inglés. Esta teoría se fundamenta en la fisiología del ojo humano, cuyos elementos sensibles al color son los conos que forman parte de la retina y proporcionan información al cerebro para que éste pueda apreciar un amplio conjunto de colores. Superponiendo haces luminosos de estos tres colores primarios, en determinadas proporciones, puede conseguirse casi cualquier color del espectro visible. El blanco se obtiene por superposición de los tres haces con la misma intensidad.

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Pero no es la única forma de obtenerlo. La adición de dos colores primarios produce uno de los tres colores llamados secundarios: cian (complementario del rojo), magenta (complementario del verde) y amarillo (complementario del azul); y la suma de dos colores complementarios produce el blanco.

Así pues, existen diversas  alternativas para crear ledes que emitan luz blanca pero, en todas ellas, resulta indispensable disponer de un led azul.

LA INVENCIÓN DEL LED AZUL

Como se ha comentado con anterioridad, el color de la luz emitida por un led depende de la anchura del “gap” o banda prohibida. En el caso del azul, que corresponde a longitudes de onda de 460 a 470 nm, es muy difícil encontrar materiales con la banda prohibida necesaria. Tanto es así que pasaron dos décadas desde la aparición de los led verdes hasta llegar a los azules.

 Se ensayaron diversas opciones, como el carburo de silicio (SiC), el seleniuro de zinc (ZnSe) y el nitruro de galio (GaN) cuya banda prohibida es de 3,4 eV de amplitud y teóricamente le permite emitir hasta el ultravioleta. Las grandes multinacionales del sector se centraron en el seleniuro de zinc, debido a las enormes dificultades que presentaba el nitruro de galio, en especial parecía imposible lograr un dopado tipo P con procedimientos de fabricación a nivel industrial. El largo camino hacia la luz azul fue recorrido por los tres científicos ahora galardonados con el Nobel de física.

Isamu Akasaki empezó a trabajar en ledes de luz azul, basados en nitruro de galio, a finales de la década de 1960, en el Matsushita Research Institute de Tokio. Poco a poco, fue mejorando la calidad de los cristales y la estructura del diodo. Por sus prometedores resultados, optó por el procedimiento de fabricación basado en la deposición de vapor mediante procesos químicos organometálicos (MOVPE). En 1981, partiendo de este método, reanudó su investigación en la Universidad Estatal de Nagoya y un año después, Hiroshi Amano, todavía sin estar graduado, se unió a su equipo.

En 1985, el grupo consiguió el crecimiento de cristales de GaN sobre un sustrato de zafiro mediante la interposición de una capa amortiguadora de nitruro de aluminio. La excelente calidad conseguida les permitió descubrir un tipo P de GaN usando magnesio (Mg) como dopante y activando mediante irradiación de electrones. En 1989 fabricaron la primera unión P-N basada en el GaN y el control de la conductividad del GaN tipo N y de otras aleaciones relacionadas, empleando silicio (Si) como dopante. Todos estos avances permitieron optimizar el rendimiento de los LED azules.

 Shuji Nakamura trabajó en el tema de los led azules desde una empresa privada llamada Nichia Corporation. Su éxito se debió, no solo a su profundo conocimiento del crecimiento de los cristales semiconductores, sino también a su capacidad para diseñar e incluso construir los aparatos necesarios para elaborarlos. Nakamura conocía los trabajos de Akasaki y Amano, que habían sido publicados, y se inspiró en ellos para llevar a cabo su investigación.

La parte activa de su led experimental consistió en una delgada película de nitruro de galio e indio (InGaN) sobre nitruro de galio. Para conseguirlo, tuvo que modificar el aparato puesto que ninguno de los comercialmente disponibles podía proporcionar una capa de nitruro de galio e indio suficientemente pura y regular para emitir una luz azul brillante. Tras dos años de transformaciones logró obtener una configuración que lo situó por delante de los demás. Si en un sistema convencional de MOVPE, los gases y vapores fluyen sobre el sustrato moviéndose paralelamente a su superficie, en el que inventó Nakamura, uno de los gases fluye paralelamente a la superficie en tanto que el otro lo hace perpendicularmente. Esta configuración de “doble flujo” elimina las corrientes convectivas y enfría los gases, proporcionando una mayor estabilidad al proceso y, en consecuencia, mejores capas. Y ahí no acabó la cosa. En 1992, inventó un tratamiento térmico para la producción en masa del esquivo nitruro de galio tipo P.

A finales de 1997, la vida media útil de los led azules de Nakamura se había incrementado de las 300 h iniciales hasta las 10.000 requeridas para un producto comercial.

 Así pues, para el desarrollo de los deseados led azules se han precisado, no solo profundos conocimientos de física -principalmente de estado sólido- sino también de química y de ingeniería de procesos, lo que evidencia la complejidad del reto superado.

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EL LED BLANCO

Existen dos modos fundamentales de producir luz blanca:

El primero se basa en el principio aditivo y consiste en que cada LED está compuesto por 3 o más ledes de colores (típicamente rojo, verde y azul) de modo que no presenta picos fuertes en su espectro de emisión. Obviamente es complejo y esto repercute en el precio, pero el control del azul y la fidelidad cromática quedan asegurados.

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El segundo método es fabricar un led azul, con una fuerte emisión en esta longitud de onda y recubrirlo con una capa de un derivado de fósforo que absorbe la luz azul y la reemite a distintas longitudes de onda del espectro visible, generando luz blanca.  Evidentemente el proceso es más sencillo y barato, pero la calidad del color es menor.

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En la primera generación de ledes blancos, la voluntad de conseguir una iluminación más natural (más azulada) condujo al uso de un fuerte pico de energía en el azul. Sin embargo, los LED blancos disponibles actualmente emiten mucha menos energía en la banda de 420 a 500 nm que los de los primeros años y, además, la oferta va desde “luz blanca de día” (la más azul), hasta “luz blanca cálida” (la menos azul) pasando por “luz blanca natural”, con lo que cada consumidor puede elegir según su orden de preferencias y prioridades.

Por lo que se refiere a las ventajas del led blanco, podemos destacar el ahorro energético que supone su empleo así como su vida útil.

Ahorro energético

Como puede verse en la siguiente tabla, la eficacia luminosa (lumens/potencia) que alcanzan en la actualidad los LED blancos solo tiene parangón con el de algunas lámparas de descarga gaseosa, cuya luz no es blanca sino fuertemente coloreada (lámparas de vapor de sodio, amarillas) y por tanto solo adecuada en ciertos exteriores.

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Ahora bien, su excelente rendimiento y bajo consumo no justifican un posible uso entusiástico de intensidades luminosas excesivas, con los consiguientes problemas de contaminación lumínica agravados por la mayor dispersión de la luz azul. A este respecto, la Dark Sky Association publicó una nota de prensa en la que expuso su inquietud. No criticaba la concesión del Nobel ni el uso de luminarias LED, solo se preguntaba “¿Tendremos la suficiente cordura para aplicar esta nueva tecnología sin excesos ni despilfarros?”. La solución es evidente, el nivel de iluminación ha de ser determinado teniendo en cuenta las características de cada aplicación y no debe ser excesivo por el hecho de resultar barato.

Duración

La vida útil de las lámparas comerciales es un dato proporcionado por los fabricantes, por lo que algunos han formulado reparos en cuanto a su credibilidad. Ciertamente puede haber fabricantes deshonestos que den cifras deliberadamente abultadas para promocionar su producto, pero estas prácticas acaban por descubrirse y fracasar.

La larga vida de los LED dificulta su medida con muestras comercializadas, por parte de organismos independientes. Además hay que tener en cuenta cuando se considera que la lámpara ha finalizado su vida útil. Actualmente existen dos criterios, uno es cuando el flujo luminoso se ha reducido al 70% de su valor inicial y el otro cuando baja hasta el 50%. Por supuesto esto varía mucho los resultados y para valorar el producto debe conocerse cual de ellos se ha utilizado.

En cualquier caso se sabe que:

- Los LED rojos sobrepasan las 100.000 h en condiciones nominales de funcionamiento.

- Los LED azules tienen una vida media más reducida, pero el valor va aumentando con el continuo progreso tecnológico.

- Los LED blancos duran entre 40.000 y 100.000 horas, es decir unas 10 veces más que un tubo fluorescente y hasta 100 veces más que una bombilla de incandescencia tradicional.

Las características del LED blanco y las ventajas que conlleva su empleo, convierten al LED azul, que lo ha hecho posible, en un digno merecedor del Nobel.

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MATERIAL COMPLEMENTARIO

- Platito del día de Abraham Vargas: “Nobel de Física 2014, el LED azul” en La Buhardilla 2.0

- “Nobel Física 2014: Akasaki, Amano y Nakamura por el diodo azul” por Francis Villatoro

- “Un Nobel pintado de azul” por Enrique Fernández Borja

- “Centripetadora del Programa 249: El Premio Nobel de Física 2014” de Pa ciència, la nostra

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Día Contra el Cáncer de Mama

Pintura de Geri Centonze

Pintura de Geri Centonze

MASTECTOMÍA

En mi reflejo,

la mujer mutilada

en lucha. Viva.

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Una de cada ocho mujeres padecerá cáncer de mama a lo largo de su vida y sólo existe una cosa que puede curarlo: LA INVESTIGACIÓN

La investigación no es un lujo destinado a países ricos. La investigación es supervivencia y futuro. Las personas cuya posición les permite potenciarla tienen la obligación moral de hacerlo, de lo contrario, condenan a quienes dicen servir.

La educación y la investigación son los alimentos que hacen que una sociedad ande. Por ello, la crisis no puede ser nunca una excusa para no destinar dinero a ambas. En la gestión de recursos debe dárseles prioridad.

Me sobran los actos hipócritas y vacíos de quienes tienen en su mano cambiar las cosas y no lo hacen. Las palabras deben ir acompañadas por hechos. Quienes se limitan a discursos vacíos y emotivos no tienen derecho a contar con nuestro apoyo. Necesito compromiso y responsabilidad.

La humanidad sólo puede poseer esperanza y libertad a través del conocimiento. Y sólo existen dos formas de conseguirlo: educación e investigación.

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ELACES DE INTERÉS

- Asociación Española Contra el Cáncer – ¡Súmate al rosa!

- Un rayo de esperanza. Blog de una radioncóloga.

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La charla que todo profesor debería ver: Melli Toral en “Pásatelo Ciencia”

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Melli Toral Noguera fue la protagonista de mi artículo “Menuda Ciencia” en JoF15. Licenciada en Cienicas Químicas por la UMU, imparte las asignaturas de Física y Química de 4º de ESO y bachillerato, en el Colegio Salzillo de Molina de Segura. Es una apasionada de “todo lo que huele a ciencia” y su entusiasmo es contagioso. El título de la charla que dio en el Primer Aniversario de la Asociación de Divulgación Científica de la Región de Murcia, “Pásatelo ciencia” es un guiño a la expresión “pásatelo en grande”, que es lo que ella persigue en sus clases: hacer que sus alumnos disfruten aprendiendo. Consigue transmitirles la emoción que se siente al entender mejor el mundo que nos rodea.

La pequeña Melli se sintió enseguida atraída por la ciencia y fue a la universidad a pesar de que tenía todos los números para no hacerlo. Una mujer de familia humilde, de un pueblo de no más de 3000 habitantes lo tenía muy difícil para acceder a estudios superiores. Pero lo consiguió y durante estos años de enseñanza, ha hecho realidad la cita de Albert Einstein que tanto la inspira: “Sólo una vida vivida para los demás merece ser vivida”. Ha logrado, con sus diferentes iniciativas, que los alumnos comprendiesen la importancia de la ciencia y su aplicación práctica, que admirasen el esfuerzo de quienes dedican su vida a ella, aumentando el bienestar de la humanidad.

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En el caso de los más pequeños, cuya formación es crucial para el futuro de la sociedad, ha creado el proyecto “Menuda Ciencia” que, como explicó en su entrevista en JoFCiencia, que os recomiendo muchísimo, consiste en acercarles la ciencia de forma amena y atractiva, y en implicar a los alumnos mayores a tal propósito. Para llevarlo a cabo, es imprescindible establecer lazos de entendimiento entre los profesores de secundaria y primaria. La colaboración mutua favorece el aprendizaje de niños y adolescentes.

Todas estas iniciativas conllevan un gran esfuerzo por parte de los docentes, quienes en demasiadas ocasiones no se ven respaldados en sus propios centros de enseñanza. Pero Melli lo tiene claro: a pesar de los impedimentos que puedan surgir en el camino, hay que seguir siempre adelante. Y es eso precisamente lo que lleva haciendo los últimos 37 años. Ante tal dedicación por preparar a las personas para el mundo científico-técnico en el que vivimos, sólo puedo decir una cosa: GRACIAS.

Para despedir el post, os transcribo el correo de agradecimiento que Melli dedicó a los responsables de ADCMurcia tras la charla y que muestra, una vez más, su grandeza:

“Gracias, gracias y mil veces gracias por hacer posible que haya podido compartir con vosotros mis infinitas ilusiones por la Ciencia.  Enhorabuena a todos los miembros de la junta directiva por esta magnífica organización y por ese grupo de personas que han juntado, que divulgan Ciencia y hacen que llegue a cuantas más personas mejor. Estamos en el camino y lo vamos a conseguir. Todo el mundo se tiene que dar cuenta de que sin Ciencia la humanidad está perdida y los docentes (¡¡¡ATENCIÓN DOCENTES DE TODOS LOS NIVELES!!!) nos tenemos que implicar para hacer posible que los niños y adolescentes que tenemos en nuestras aulas puedan llegar a ser, si es que es su vocación, unos grandes científicos. Para eso la palabra clave es ILUSIONARLES. Así que vamos, que ya estamos tardando.

 Miles de abrazos para todos.

 Melli”

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“Es triste de pedir” pero…. ¿un voto para los X Premios Bitácoras?

votabitacoras 2Queridos lectores,

Gracias a muchos de vosotros el blog se mantiene en los diez primeros puestos. Ha bajado a un séptimo lugar en la Tercera Clasificación Parcial de los X Premios Bitácoras al Mejor Blog de Ciencia y, a pesar de que aún queda camino por recorrer, las cosas están muy difíciles. Es muy probable que no ganemos pero podemos intentar un esfuerzo final mientras mantenemos la ilusión de haber llegado, en estas primeras clasificaciones, a estos puestos.  Debemos sentirnos satisfechos.

Puede que alguno piense que exagero ya que ser séptima no es para tirar cohetes, pero para mí lo es. Significa que algunos lectores contáis Los Mundos de Brana entre vuestros cinco blogs de ciencia favoritos y, dada la calidad que existe en la blogosfera, es un verdadero honor.

Me siento muy agradecida de estar ahí porque posiblemente es una posición muy superior a la que merezco. Pero no puedo negaros que me haría muchísima ilusión que el blog estuviese más arriba y eso sólo puedo conseguirlo si aquellos que no me habéis votado decidís hacerlo. No sé cómo convenceros y os confieso que me ha costado mucho escribir esta entrada porque no me siento cómoda pidiendo.

Pero me gustaría tanto ver este blog entre los primeros puestos que no he podido mantenerme callada. Los Mundos de Brana es muy importante para mí por todo lo que aprendo a través de las estradas que escribo y de los comentarios que me dejáis. En él recibo vuestro cariño y es mi principal canal de divulgación. Y la divulgación me ha regalado los mejores momentos de mi vida.

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Ludwig Boltzmann votando a “Los Mundos de Brana” como mejor blog de Ciencia.

No os puedo decir que lo votéis porque sea el mejor, pero puedo pediros el voto para que sea más leído y llegue a más gente. Os aseguro que seguiré esforzándome al máximo en cada entrada y trataré de mejorar día a día. Vuestro reconocimiento en los Bitácoras me haría muy feliz.

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Vota a Los Mundos de Brana como Mejor Blog de Ciencia

CLASIFICACIONES PARCIALES

Primera Clasificación Parcial de los X Premios Bitácoras al Mejor Blog de Ciencia

Segunda Clasificación Parcial de los X Premios Bitácoras al Mejor Blog de Ciencia

Tercera Clasificación Parcial de los X Premios Bitácoras al Mejor Blog de Ciencia

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