"Las técnicas de altas presiones permiten comprender la física planetaria"

Fernando Rodríguez González, físico, profesor de la Universidad de Cantabria, se ha convertido, pocos años después de que entrara en el campo en 1989, en uno de los todavía escasos especialistas españoles en altas presiones, área a la que ve un gran futuro. El año pasado fue elegido miembro, el primero español, del comité internacional del Grupo Europeo de Investigación en Altas Presiones, que agrupa a los científicos europeos que trabajan con estas técnicas.Pregunta. ¿Qué son las altas presiones?

Respuesta. De acuerdo con las directrices del Grupo Europeo, se consideran altas presiones aquellas que son superiores a 2.000 atmósferas. En un sentido más amplio, englobamos en altas presiones, a las técnicas que permiten estudiar los materiales, sólidos y líquidos, al someterles a alta presión. Esto es, cuando el volumen del material se comprime un 20% o un 30% a una determinada temperatura. La diferencia con los gases radica en que estos cambios de volumen se logran con pocas atmósferas, pero en sólidos se requieren presiones mucho mayores.

P. ¿Qué les pasa a los materiales?

R. Cambian mucho sus propiedades. Los líquidos se pueden solidificar y los sólidos continúan siendo sólidos pero pueden pasar de ser aislantes a semiconductores o conductores, como es el caso de la metalización de la sal común. La reducción de volumen por efecto de la presión acarrea cambios de las propiedades electrónicas y estructurales de los materiales, y por tanto de sus propiedades mecánicas, eléctricas, magnéticas, ópticas; pueden cambiar de color. Se pueden conseguir las condiciones idóneas para entender los procesos de formación de minerales, como el diamante, en el interior de la Tierra. También se pueden simular las condiciones que rigen por ejemplo en Saturno, lo que facilita enormemente la comprensión de su estructura. La física planetaria es una de las aplicaciones interesantes de este tipo de técnicas.

P. ¿Cómo se hacen estos experimentos?

R. Mediante celdas de yunque de diamantes. En éstas, dos diamantes presionan un medio hidrostático introducido en una cavidad de dimensiones micrométricas en la que se aloja el material. Se consiguen presiones desde varios miles hasta millones de atmósferas. La presión existente en los mayores fondos marinos a 11 kilómetros de profundidad es de tan sólo unas 1.000 atmósferas.

P. ¿Para qué sirven?

R. Para investigar el comportamiento de la materia en condiciones extremas. Desde un punto de vista básico se utilizan para entender las leyes que rigen los materiales a nivel microscópico. Se pueden sintetizar materiales a alta presión con nuevas propiedades, pero sólo se pueden hacer experimentos a escala muy reducida, porque ni siquiera el diamante resistiría en mayores volúmenes. Un campo de desarrollo de interés es el de sensores de alta presión; materiales que cambien por ejemplo de color a una presión determinada, o sensores mecánicos.

P. ¿Es caro?

R. No, ahora hay equipos sencillos que son ideales para pequeños laboratorios. No obstante, las técnicas experimentales utilizadas normalmente en el laboratorio se tienen que adaptar a este trabajo de precisión y eso resulta laborioso, y no siempre factible.

P. ¿Considera que es un campo con suficiente implantación en España?

R. Todavía hay muy pocos grupos que trabajen en altas presiones. Desde que formo parte del comité internacional del Grupo me he dedicado a contactar con ellos y estimo que no son más de 10 y de ellos sólo cuatro están activos; esto es publican y acuden a las reuniones científicas sobre este campo concreto. Echo en falta que se estimule más esta área, porque es una investigación básica típicamente universitaria con mucho futuro. Y falta personal, más becarios que hagan su tesis en este campo. Y este problema no se debe a la falta de jóvenes científicos dispuestos a trabajar en altas presiones, sino a la escasez de becas destinadas a este tipo de investigación.

P. ¿Cómo convencería a un gestor de que es un área interesante?

R. Desde un punto de vista tecnológico, es fundamental conocer el comportamiento de los materiales al ser sometidos a altas presiones. Imagínese por ejemplo una gran obra de ingeniería en la que los materiales deben soportar altas presiones. Este tipo de técnicas proporciona una herramienta muy útil para explorar el comportamiento y el rango de estabilidad de las estructuras de ingeniería con la presión. Además de este aspecto aplicado, le diría que abre un campo inexplorado en el área de los materiales. Las técnicas de alta presión están resultando de suma utilidad para descubrir nuevos fenómenos. Científicos rusos plantearon en la última reunión del Grupo celebrada en Catania (Italia) que habían conseguido un compuesto más duro que el diamante, a partir de un material a base sólo de carbono. Otro científico alemán ha propuesto, a partir de sus experiencias con agua a alta presión, la posibilidad de conseguir una nueva fase metálica en el agua.