Juan Ignacio del Valle Gamboa se posicionó como el estudiante número 100 en defender una tesis en el Doctorado en Ciencias Naturales para el Desarrollo (DOCINADE). Además del aporte real que su investigación ofrece al desarrollo de motores de plasma para aeronaves espaciales, el doctorando tuvo la oportunidad de contar con la dirección académica del renombrado científico costarricense Franklin Chang Díaz.

La tesis se titula “Experimental Validation of Plasma-Surface Interaction Models in High Power Helicon Plasma Sources”, un trabajo de investigación defendido en excelencia en el Campus Liberia, de la Universidad Nacional, ante personas académicas e investigadoras de las tres instituciones de educación superior, así como de su familia, el pasado 30 de setiembre.

Esta defensa reviste gran valor para el DOCINADE, al tratarse de la defensa número 100 y contar con un tribunal examinador de una reconocida calidad académica y científica, así como de un equipo asesor de renombre, encabezado por el Dr. Chang Díaz, con el Dr. Iván Vargas Blanco y el Dr. Víctor Granados Fernández.

Los aportes entregados por Del Valle Gamboa en su proceso de investigación doctoral contribuyen de manera sustancial a los procesos que desarrolla Ad Astra Rocket Company, empresa fundada en el 2005 por el Dr. Chang Díaz y que tiene presencia en Liberia y en Texas, donde está presente el Centro Espacial Lyndon B. Johnson, de la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio, NASA, por sus siglas en inglés.

Precisamente, Del Valle Gamboa trabaja en Ad Astra Rocket Company, como Director de Operaciones, desde hace unos 15 años. Esta empresa de ingeniería aeroespacial se dedica al desarrollo de tecnologías de propulsión avanzadas basadas en plasma, en tanto, desarrolla soluciones integradas de energía renovable.

“Me siento muy agradecido y satisfecho de haber terminado este proceso de investigación doctoral, con una tesis que se relaciona y se enmarca en el área de la física de plasma en interacción con los materiales, un tema que tiene un impacto y una relación con distintas disciplinas, desde la manufactura y el proceso de materiales hasta la propulsión espacial eléctrica o las fuentes de energía novedosas basadas en la fusión nuclear”, dijo el doctorando.

Juan Ignacio agregó que “el haber tenido la oportunidad de desarrollar esta investigación me ha permitido trabajar en este tema junto con el desarrollo de mi trabajo a tiempo completo en la empresa privada, lo que muestra el potencial que nos dan los programas académicos aquí en Costa Rica”.

“Espero que mi contribución sirva en el área académica y como motivación a las personas para que tomen este mismo camino, un camino muy duro, especialmente cuando se trabaja, pero es un camino que vale la pena. Creo que esta es una herramienta de la que disponemos para generar más emprendimientos y más empresas basadas en la ciencia y la tecnología en todos sus distintos aspectos, que al final, se convierten en semilleros de desarrollo para el país”, aseguró Del Valle Gamboa.

De acuerdo con el doctorando, la tesis analiza “los fenómenos de erosión presentes en las fuentes helicoidales de plasma. Estas consisten en generadores de plasma mediante radiofrecuencia y carentes de electrodos, capaces de producir plasmas de alta densidad a partir de niveles de potencia de entrada bajos y medianos”.

Por ello, fueron analizados tres modos principales de erosión en las fuentes helicoidales de plasma: la aceleración de los iones a través del apantallamiento CD, los efectos del acoplamiento capacitivo por RF bajo las terminales de la antena helicoidal, y el contacto o intersección de las líneas del campo magnético con las superficies de frontera.

“Se introdujeron y discutieron potenciales mecanismos de mitigación. Estos incluyen el control de la distribución a parámetros claves del plasma como la temperatura y la densidad, la adecuada configuración de la geometría e intensidad del campo magnético, y potencialmente el uso de mecanismos físicos de mitigación como pantallas de Faraday. Se presentan perspectivas sobre las brechas remanentes en el entendimiento de estos fenómenos, así como oportunidades para futuras investigaciones”, indica la investigación.

El Dr. Chang Díaz indicó que la investigación doctoral ha sido un “proceso muy enriquecedor para mí y para todos nosotros, un proceso largo, donde él (Juan Ignacio) ha demostrado persistencia y esfuerzo, con un resultado magnífico”.

“Espero que este programa se extienda a otros jóvenes para que puedan tomar esta ventaja de hacer el doctorado mientras están trabajando, de tal manera que las empresas no pierdan talento y que la persona se vaya alimentado y creciendo en su entrenamiento académico”, agregó el científico.

Impacto. El nivel académico y científico que acompaña a esta tesis, así como los hallazgos arrojados en función del mejoramiento de procesos en el desarrollo del motor de plasma colocan al programa doctoral interuniversitario como un importante espacio para la generación del conocimiento en los énfasis encomendados desde su creación: Sistemas de producción agrícola, Gestión de Recursos Naturales, Gestión de Cultura Ambiental y Tecnologías Electrónicas Aplicadas.

Justamente, es en este último énfasis citado, Tecnologías Electrónicas Aplicadas, donde se desarrolla la tesis doctoral defendida por Juan Ignacio del Valle Gamboa. Este énfasis centra sus procesos en el desarrollo de tecnologías innovadoras que tengan un impacto positivo en los problemas del quehacer regional, y es coordinado por el Dr. Carlos Arguedas Matarrita, académico de la UNED; el Dr. Renato Rímolo Donadio, académico del TEC, y el Dr. Víctor Granados Fernández, académico de la UNA.

“Hemos estado en la defensa de tesis número 100, con una tesis de mucha importancia acerca del modelado de la física de plasmas con aplicaciones en la propulsión. Este es un proceso muy valioso ya que evidencia el valor de las universidades públicas y la industria privada, enhorabuena a Juan Ignacio y a su tutor, el Dr. Chang Díaz”, indicó el Dr. Giovanni Sáenz Arce, coordinador general del DOCINADE y académico de la UNA.