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Aplicaciones y tecnologías láser. ¿Cómo será el futuro?

El granallado por láser (*laser shock peening*) es el equivalente —asistido por láser— del ya consolidado granallado mecánico (*shot-peening*), con la ventaja de que la rugosidad superficial resultante es mucho menor, al no emplearse proyectiles físicos (esferas).

Granallado por láser

El granallado por láser (*laser shock peening*) es el equivalente —asistido por láser— del ya consolidado granallado mecánico (*shot-peening*), con la ventaja de que la rugosidad superficial resultante es mucho menor, al no emplearse proyectiles físicos (esferas). Esta tecnología se utiliza para aumentar la vida a fatiga de componentes como álabes de turbina, muelles o casquillos de cojinetes. Asimismo, permite mejorar considerablemente la resistencia de los ejes de turbina en centrales eléctricas. Por tanto, resulta aplicable a cualquier pieza sometida a cargas elevadas que experimenten variaciones dinámicas o rápidas. Los sistemas láser de estado sólido bombeados por diodos —tecnología de vanguardia para esta aplicación— generan entre 5 y 15 julios de energía en pulsos de 5 a 15 nanosegundos, con una distribución de intensidad homogénea. Además, pueden configurarse con perfiles de haz cuadrados o hexagonales, lo que facilita un procesamiento continuo y uniforme.

Micromecanizado

Los sistemas láser de pulsos cortos, en el régimen de picosegundos y femtosegundos, experimentan una demanda creciente por parte de la industria. Sus aplicaciones parecen casi ilimitadas: desde el texturizado de superficies —con el fin de evitar que queden huellas dactilares o crear capas hidrófobas— hasta la perforación de orificios sin dejar depósitos de material en los bordes exteriores. En este ámbito, los fabricantes están desarrollando una electrónica de control cada vez más sofisticada, que permite a los usuarios gestionar el láser pulso a pulso, con velocidades de manipulación en el rango de los megahercios (MHz). Todo ello con el objetivo final de lograr un control total del proceso.

LiDAR

El LiDAR se inventó en 1961, poco después de que T. H. Maiman construyera su primer láser. Se trata de una tecnología que ha despertado un gran interés en los últimos años, debido al fuerte aumento de la demanda impulsado por los vehículos autónomos y los sistemas de asistencia a la conducción. Sin embargo, la demanda de estos sistemas no se limita al sector de la automoción; también la observación terrestre, la agricultura y la arqueología se benefician de productos cada vez más versátiles y listos para su uso disponibles en el mercado. Para lograr módulos compactos, robustos y fiables, se están explorando diversos enfoques tecnológicos, tales como el LiDAR de tipo «flash», el LiDAR de barrido o direccionable, y el LiDAR de onda continua con modulación de fase, entre otros.

Tratamiento del material en azul

Con la llegada de las barras de diodos láser azules de emisión lateral —que permiten un acceso rentable a fotones de alta energía para el procesamiento de materiales—, los líderes del mercado comenzaron a explorar procesos de fabricación aditiva diseñados para el cobre y otros metales no ferrosos (los llamados «metales rojos»). La capacidad de soldar mediante láser el cobre y otros metales, como el oro, abre un campo de aplicaciones inmenso para la industria de la electrónica (de potencia). En particular, ante el auge de los vehículos eléctricos, el deseo de automatizar la fabricación de baterías ha cobrado un protagonismo especial para muchos fabricantes de automóviles y sectores afines.

Fuentes láser VIS/MIR sintonizables

Durante muchos años, el ámbito principal de las actividades basadas en láser se centró en la región del infrarrojo cercano (800-2500 nm); esto cambió ligeramente con la invención de las fuentes láser de supercontinuo y la posibilidad de emplear, de forma práctica, la mezcla de frecuencias —suma y diferencia— en osciladores o amplificadores paramétricos ópticos (OPO u OPA). Estas fuentes láser permitieron explorar tanto el espectro visible como el infrarrojo medio. Tanto biólogos como profesionales de la medicina han visto en ellas una herramienta valiosa, lo que ha despertado su interés por diversas aplicaciones de espectroscopia de alta resolución y alto contraste. La capacidad de sintonización de estas fuentes láser permite a los científicos desarrollar sistemas versátiles y compactos para estudiar células, tejidos y tratamientos médicos, así como mejorar el desarrollo de fármacos; todo ello con el fin de lograr una mejor calidad de vida.

Sin duda, existen muchas otras tecnologías y aplicaciones láser —quizás incluso más importantes para la humanidad—, pero este texto es demasiado breve para abarcarlas todas.

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