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Ciencia y Sociedad

Investigadora de la BUAP desarrolla materiales en película delgada para celdas solares

En la búsqueda de mejorar la eficiencia en la conversión de energía solar a eléctrica, la doctora María Estela Calixto Rodríguez, investigadora del Instituto de Física “Ing. Luis Rivera Terrazas” de la BUAP (IFUAP), diseña nuevos materiales para celdas solares, basados en películas delgadas, innovación que permitirá reducir espesor y cantidad de material utilizado en este tipo de celdas.
Si bien la generación de energía eléctrica por conversión fotovoltaica es una alternativa real, aún existen limitaciones económicas y operativas.  Dicha investigación permite disminuir costos y posicionar a la BUAP como una de las universidades líderes en el desarrollo de fuentes de energía renovables, en especial en el área de energía solar.
La conversión directa de energía solar a eléctrica se realiza utilizando dispositivos fotovoltaicos o celdas solares, que producen energía eléctrica sin la emisión de dióxido de carbono. El efecto fotovoltaico es la generación de una corriente eléctrica en un material cuando se le induce energía luminosa.
Las actuales celdas solares se componen de obleas de silicio -mono y policristalino-, con espesores de 300-400 micrómetros y reportan, a nivel de laboratorio, eficiencias de 24-25 por ciento. En cambio, las celdas solares en película delgada basadas en diselenuro de cobre indio galio, Cu(In,Ga)Se2, tienen un espesor de entre 4 y 6 micrómetros, reduciendo así la cantidad de material utilizado y, por ende, el costo de su fabricación. En cuanto a la eficiencia de conversión de energía solar a energía eléctrica, estos materiales reportan entre 20-21 por ciento, un valor muy cercano al de las celdas solares de silicio.
En la actualidad, la generación de energía eléctrica por conversión fotovoltaica es una alternativa real. Sin embargo, existen limitaciones  económicas y operativas. Hasta ahora, el precio del kilowatt-hora (kW-h) generado por celdas fotovoltaicas (US$ 0.25–0.65 /kW-h) es de 6 a 10 veces superior al precio del kW-h producido por métodos relacionados con combustibles fósiles (US$ 0.02-0.04/kW-h).
Lo anterior, no ha permitido extender su uso en hogares y empresas. Por consiguiente, la tendencia general es el desarrollo de estrategias para reducir costos de producción y mejorar las eficiencias. Por tal motivo, la doctora en Ciencias Químicas por la UNAM explicó que al reducir la cantidad de material utilizado con las celdas solares en película delgada, se espera disminuir los costos, ya que los paneles fotovoltaicos son centrales en las inversiones de cualquier proyecto de este tipo y representan hasta el 60 por ciento de las inversiones.

Capa por capa
La elaboración de las celdas fotovoltaicas consiste en depositar sobre un sustrato rígido (vidrio) o flexible (polímero o acero inoxidable) un material conductor, por ejemplo molibdeno. Posteriormente, se deposita el diselenuro de cobre-indio (CuInSe2, semiconductor con conductividad tipo “p”). Después se deposita el sulfuro de cadmio (CdS, semiconductor con conductividad tipo “n”). En la siguiente etapa, se coloca un contacto conductor transparente (por ejemplo un óxido de zinc) y finalmente un enrejillado de niquel-aluminio (Ni/Al) como contacto metálico.
Actualmente, la investigación está enfocada a optimizar los parámetros de depósito de materiales semiconductores en película delgada de CuInSe2 y CdS, para su uso en celdas solares. Sin embargo, la doctora Calixto Rodríguez señaló que para completar el procesamiento de este tipo de celdas solares es necesario contar con equipos para la preparación de materiales adecuados, para el depósito de los contactos metálicos y los óxidos conductores transparentes.
Para tal fin, se realizan y presentan propuestas de nuevos proyectos de investigación ante diversas instituciones como la Secretaría de Educación Pública (SEP), el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) y la Secretaría de Energía, para obtener el financiamiento requerido.

Métodos de preparación de materiales
La académica del IFUAP precisó que para depositar los materiales en película delgada sobre los sustratos rígidos o flexibles, se utilizan las técnicas de electrodepósito y de depósito por baño químico.
La técnica de electrodepósito es un proceso electroquímico que permite la preparación de depósitos sólidos en película delgada, sobre la superficie de materiales conductores. El electrodepósito se lleva a cabo por la acción de la corriente eléctrica que circula a través de una celda electroquímica, un dispositivo que consta de dos o tres electrodos sumergidos en un electrolito.
Para la preparación de materiales en película delgada, la doctora Calixto Rodríguez dispone de varios potenciostatos con software integrado para el control y adquisición de datos en su laboratorio de “Materiales Semiconductores para Aplicaciones Fotovoltaicas”.
La académica indicó que también se tiene un sistema de depósito por baño químico (un proceso de reacciones químicas de precipitación) que se utiliza para la obtención del sulfuro de cadmio.
Ambas técnicas son de bajo costo y permiten su escalamiento a nivel industrial; asimismo se pueden usar sustratos de área pequeña y grande.
Una vez que los materiales en película delgada han sido obtenidos es necesario analizar su estructura cristalina, morfología, composición química, propiedades ópticas y eléctricas e interpretar los resultados. Para ello, se cuenta con equipos de difracción de rayos X, microscopios electrónicos de barrido con espectroscopia de energía dispersiva de rayos X, espectrómetros, además de otros equipos disponibles en el IFUAP, añadió la integrante del Cuerpo Académico de Física Aplicada.
Para la fabricación de celdas solares sólo se utilizarán los materiales que muestren los mejores resultados en cuanto a sus propiedades físicas y químicas, satisfaciendo criterios previamente establecidos. El proceso de depósito capa por capa se realiza de manera individual y con la combinación correcta de parámetros de depósito, hasta obtener una estructura de multicapas para completar la celda solar.
El último paso es el análisis de la celda solar para determinar si la conversión de energía solar a energía eléctrica se está realizando de manera eficiente, expuso la académica del grupo de investigación de Física de Superficies e Interfaces y Materiales Fotovoltaicos del IFUAP.
Los avances de los resultados de esta investigación se han presentado en congresos nacionales e internacionales y publicado en revistas indizadas. Además, han permitido la formación de recursos humanos altamente especializados en el área de energía solar, que hacen de la Máxima Casa de Estudios de Puebla una universidad líder en esta materia.

Redacción Campus

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Se incrementa en el mundo la presencia de la labor científica de la BUAP

Mediante convenios de colaboración con importantes instituciones como la Universidad de Salamanca, de la Rioja, Salerno, los institutos Tecnológico de Massachusetts y el Max Planck, la BUAP ha fortalecido sus presencia científica en el mundo, con el respaldo de la calidad de sus posgrados, 57 inscritos en el Programa Nacional de Posgrados de Calidad (PNPC), y de sus prestigiados científicos, 536 miembros del Sistema Nacional de Investigadores (SNI).
Durante el último año, la BUAP estableció dichos convenios a fin de incrementar las actividades de investigación científica a nivel global, a través de estancias académicas y el uso compartido de laboratorios; así como para fortalecer la calidad de sus 80 programas de posgrado –maestrías, doctorados y especialidades.

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Sinaloenses, pasivos ante la violencia: Investigador de la UAS

De cara a la inseguridad y la violencia, los sinaloenses actúan diferente pues, mientras en el primer caso optan por protegerse, en el segundo son más pasivos pues el problema va más allá de su condición y de sus posibilidades de enfrentarla, estableció Tomás Isaac Guevara Martínez.
Como parte del Ciclo de Conferencias en el marco del XXXVI Aniversario de la Facultad de Psicología de la Universidad Autónoma de Sinaloa (UAS), el investigador de esta Unidad Académica institución ofreció una plática a estudiantes sobre la validación de un instrumento para medir el grado de implicación de los sinaloenses en dichos temas.

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Desarrolla IPN medicamentos contra cáncer de mama

Científicos del Instituto Politécnico Nacional (IPN) trabajan en la nanoencapsulación de extractos puros de plantas, que han mostrado efectos benéficos en el tratamiento contra el cáncer de mama.
Con el apoyo de la nanotecnología pretenden administrar fitofármacos que se direccionan específicamente al tumor, lo que permitiría reducir el daño a las células sanas y por tanto mejorar la calidad de vida de los pacientes.
Estudios in vitro con  células tumorales de mama y células sanas realizados en el Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada (Cicata), Unidad Legaria del IPN, han logrado resultados positivos para matar células malignas con diversos extractos puros de plantas.
Eduardo San Martín Martínez, director del proyecto “Nanoencapsulación de fitofármacos a través de liposomas y/o nanocápsulas poliméricas”, comentó que “aún faltan las pruebas in vivo en ratas inducidas con cáncer, las cuales se realizarán en los protocolos con los hospitales para aplicar las dosis en humanos”.
Hasta el momento, agregó, se tiene un avance superior al 60 por ciento en las investigaciones en plantas identificadas como benéficas para el tratamiento de este padecimiento y entre las que están la cancerina, cuachalalate, hierba del cáncer, hierba del sapo, muicle y tejocote.

Redacción Campus

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La BUAP une esfuerzos con el Instituto Nacional de Cancerología

Con el objetivo de fortalecer e incentivar las colaboraciones académicas y de investigación entre la BUAP y el Instituto Nacional de Cancerología (INCan), el Rector Alfonso Esparza Ortiz y el director general de dicha institución, Abelardo Meneses García, signaron un convenio marco de colaboración, del cual resultarán proyectos conjuntos para combatir y dar tratamiento a los padecimientos relacionados con cáncer, la tercera causa de muerte en el país.
Tras refrendar el compromiso de la BUAP para generar sinergias que amplíen el impacto del conocimiento en beneficio de la sociedad, Esparza Ortiz celebró la formalización de dicho convenio, pues sentará las bases de colaboración en proyectos académicos, de investigación y vinculación; además, permitirá la movilidad de gran parte de la comunidad universitaria en la atención de un problema de salud pública, como lo es el cáncer.

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Desarrollan en la UNAM biosensor para diabéticos que detecta glucosa e insulina

Para lograr que las personas con diabetes mellitus tipo 2 puedan medir simultáneamente sus niveles de glucosa e insulina sin ir al médico o a un laboratorio diagnóstico, en la Facultad de Ciencias (FC) de la UNAM desarrollan un biosensor que, a partir de una gota de sangre, identificará los niveles de ambas sustancias, los convertirá en señales eléctricas y los guardará en una base de datos que podrá enviarse al médico, a la computadora o al teléfono celular como una aplicación.
El sistema, que cuenta con microchip, en el que trabajan los profesores Catalina Stern y Mathieu Hautefeuille con sus alumnos de doctorado Mariana Centeno Sierra y Jehú López Aparicio, ganó uno de los 12 Premios de Investigación de Google para América Latina, en su primera edición.

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UASLP comprometida a seguir fomentando el deporte: Rector

Al termino del recorrido de la carrera 4k, eventos que son parte de los festejos del día de la Universidad, el rector de la UASLP arquitecto Manuel Fermín Villar Rubio dijo a la prensa que este es el mejor año para el Medio Maratón Atlético pues registró una participación record de cerca de 3 mil 500 personas y fue un evento impresionante.
Destacó que como universitario, hace la lucha por poner el ejemplo realizando deporte y destacando los valores en la materia que tiene que fomentar la Máxima Casa de Estudios potosina.

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La salud al alcance de más universitarios, con la unidad de medicina familiar en la BUAP

Para atender uno de los temas prioritarios en la BUAP: la salud, el Rector Alfonso Esparza Ortiz puso en marcha la Unidad de Medicina Familiar, en el nuevo edificio de la Dirección de Apoyo y Seguridad Universitaria (DASU), con el propósito de acercar servicios médicos de primer contacto a los derechohabientes en Ciudad Universitaria -el campus más grande de la Institución-, quienes se beneficiarán con consultorios de primera calidad.
En los últimos días, el Rector de la BUAP ha creado dos unidades de Medicina Familiar: una en Ciudad Universitaria y otra en el Área de la Salud, sobre la 27 Poniente, orientadas a la promoción de la salud, detección de enfermedades y atención médica de primer contacto.
Con servicios de consulta general y de Estomatología para los derechohabientes, y servicios de urgencias a estudiantes, cada una de estas unidades tendrá una planta de seis médicos, tres en turno matutino y tres en vespertino, además de enfermeras y cuatro especialistas en Estomatología, divididos en ambos turnos, en horario de 8:00 a 20:00 horas.

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Hacia el reconocimiento de la lengua de señas

Con un gran interés por conocer a la comunidad sorda y por saber cada vez más acerca de la Lengua de Señas Mexicana, la doctora en Lingüística por el Colegio de México (Colmex), Miroslava Cruz-Aldrete, ha trabajado arduamente a favor de que se reconozca a los sordos como una comunidad lingüística minoritaria más y no como personas con discapacidad.

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Identifican en la UNAM enzima que participa en el balance de energía

Una enzima que participa en la regulación del balance energético del organismo fue descubierta por Jean-Louis Charli Casalonga, investigador del Instituto de Biotecnología (IBt) de la UNAM, y colaboradores.
La molécula, llamada piroglutamil peptidasa II (PPII), forma parte de una cascada de proteínas que funcionan en la base del cerebro, entre el hipotálamo y la pituitaria, glándula maestra que sintetiza varias hormonas, entre ellas la tirotropina.

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