Juan Jesús Beato López, NUPeko doktore berria.
Juan Jesús Beato López fisikariak (Jerez de la Frontera, Cadiz, 1981), Nafarroako Unibertsitate Publikoko (NUP) Material Aurreratuen Institutuko ikertzaileak (InaMat), teknologia magnetikoan oinarritzen diren sentsore batzuk diseinatu ditu, aplikazio-aukera ugari dituztenak “beren fabrikazio kostua txikia delako eta detekziorako eta hainbat ingurune edo geometriatara egokitzeko oso eraginkorrak direlako”. Gailu horiek arlo askotan erabil daitezke, hala nola agronomian, ikerketa biomedikoan, industriako eta etxeko makinerian, garraiobideetan, industriako eta garbiketako prozesuetan edota kutsaduraren kontrako tratamenduetan. Berrikuntza teknologiko horrek aukera ematen du mikrometro gutxiko aldakuntzak neurtzeko edo partikula nanometrikoak detektatzeko, NUPen irakurri duen doktoretza-tesian aipatzen denez.
“Sentsoreen eta monitorizazio-sistemen erabilerak gorakada azkarra izan du azken urteetan, detekzioaren inguruan eta komunikazioaren eta biltegiratzearen arloan garatu diren teknika berrien ondorioz”, adierazi du Juan Jesús Beatok. InaMat institutuko bi ikertzailek gidatu dute haren doktoretza-tesia: Cristina Gómez-Polo katedraduna (eta Institutuko zuzendaria) eta Iñaki Pérez de Landazábal Berganzo.
Aldaketak propietate magnetikoetan
Ezkerreko argazkian, Juan Jesús Beatok diseinatutako sentsoreetako bat, limoiondo baten enborraren gainean. Eskuineko argazkian, NUPeko ikertzailearen beste sentsore bat, mahatsondo baten enborrean.
Sentsoreen familien artetik, ikertzaileak teknologia magnetikoan oinarrituta daudenak izan zituen ardatz bere lanean. “Gailu hauen funtzionamendu-printzipioa seinale elektriko baten neurketa da, kanpoko estimulu bat jasotzearen ondorioz elementu sentsorearen propietate magnetikoak aldatzen direnean lortzen dena”, esan du ikertzaileak, zeinaren doktoretza-tesiak bikain “cum laude” kalifikazioa lortu baitu.
Askotariko sentsore magnetikoen artetik, Juan Jesús Beatok magnetoinpedantzia erraldoi izeneko efektuan oinarrituak daudenak aukeratu zituen (GMI, ingelesezko siglen arabera). “Beren funtzionamendu-printzipioa aldakuntzan oinarritzen da, hain zuzen eroale ferromagnetiko batek bere inpedantzia elektrikoan (hau da, korronte elektrikoa iragateari egiten dion erresistentzian) izaten duen aldakuntzan, sentsoreak eremu magnetiko jakin batzuen eraginpean jartzen direnean —azaldu du—. Bestalde, tentsio mekanikoak aplikatzeak aldakuntzak eragin ditzake inpedantzian. Horri GSI efektu esaten zaio, ‘Giant Stress Impedance’ terminoaren ingelesezko siglak direla-eta”.
Sentsore horien aplikazioetako bat pieza zilindrikoen diametroak maila mikrometrikoan izaten dituen aldakuntzak monitorizatzea da. Horretarako, ikertzaileak sentsore bat diseinatu zuen, GSI efektuan oinarritua. “Zinta itxurako gailu hori aztergai dugun pieza zilindrikoaren gainazalean itsasten da modu erradial eta irmoan, erretxinaz baliatuz. Diametroa aldatzen denean, intentsitate desberdineko tentsioak eragiten dira sentsorean, eta, ondorioz, gailuaren inpedantzia aldatu eta diametroak izandako aldakuntza erregistratzen da”, adierazi du Juan Jesús Beatok. Sentsorearen erantzuna agronomiaren arloan aztertu zuen, landareek diametroan izaten dituzten aldakuntza zikliko eta mikrometrikoak monitorizatzeko xedez. “Aldakuntza horiek landarearen barne-egoera hidrikoarekin daude lotuta, eta, hortaz, horiek kontrolatzeak aukera ematen du ureztapenaren plangintza efizientea egiteko eta, ondorioz, horretara bideratzen diren ur-baliabideak murrizteko, uztaren kalitatea hobetzen den aldi berean”, aipatu du.
Sentsoreek duten beste erabilera bat dimentsio mikrometrikoetako (milimetro baten ehunena edo milarena) pieza mugikorren posizio erlatiboa zehaztea da. Kasu honetan, Juan Jesús Beatok GMI efektuan oinarritutako sentsore bat asmatu zuen. “Gailuaren oinarrizko egitura, batetik, iman iraunkor bat da, aztertu beharreko pieza mugikorrari lotzen zaiona, eta bestetik, hari formako elementu sentsore bat, distantzia finko batera kokatua —azaldu du ikertzaileak—. Bi piezen arteko distantzia erlatiboa aldatzean, hariari eragiten dion eremu magnetikoa ere aldatuko da imana hurbiltzearen edo urruntzearen ondorioz, eta, hortaz, haren inpedantzia aldatuko da sentsorean. Gailu hau, agronomiaren arloan aplikatzeaz gain, maiztasun txikiko sistema dardarakorretan oszilazio-anplitudeak bereizteko ere erabil daiteke. Sistema horiek oso ohikoak dira industriako eta etxeko makinerian, garraiobideetan edo prozesu industrialetan”.
Sentsore horiek, azkenik, nanopartikula magnetikoak (eskala nanometrikoko partikulak, hots, atomoen eta molekulen mailakoak) detektatu eta kuantifikatzeko ere balio dute. Kasu honetan, Juan Jesús Beatok detekzio-gaitasun handiko sentsore bat garatu zuen, zinta forma duena eta GMI efektuan oinarritua dagoena. “Nanopartikula magnetikoen erabilerak nabarmen egin du gora, helburu terapeutikoetara, botiken sorkuntzara eta proteinen markaketara bideratutako ikerketa biomedikoari esker, baita garbiketako eta kutsaduraren kontrako prozesuetan ere”, esan du ikertzaileak.
Curriculum laburra
NUPen doktoretza egin baino lehen, Juan Jesús Beatok Fisikako lizentziatura egin zuen Sevillako Unibertsitatean, 2008an. Ondoren, Cadizeko Unibertsitatean hasi zen, eta, 2009 eta 2012 bitartean, Optika eta Magnetismo Aplikatuak ikerketa-taldeko kide izan zen, baita Zientzia eta Teknologia Kimikoetako Masterra egiten ere.
Enpresa pribatu batean ingeniari optiko gisa ibilgailuetarako argiak eta pilotuak diseinatzen aritu eta gero (2013-2014), NUPen hasi zen, hain zuzen Materialen Propietate Fisikoak eta Aplikazioak izeneko ikerketa-taldean. Taldeak Cristina Gómez Polo du zuzendari, eta hainbat materialen propietate magnetikoak aztertzen eta sentsore magnetikoak garatzen dihardu.