Presentaron Trabajo Final de Grado denominado “Diseño e Implementación de un detector de muones compacto utilizando centelladores plásticos y sensores fotomultiplicadores de silicio capaz de recolectar datos en un globo sonda”

«Diseño e Implementación de un detector de muones compacto utilizando centelladores plásticos y sensores fotomultiplicadores de silicio capaz de recolectar datos en un globo sonda», se denomina el Trabajo Final de Grado (TFG) presentado por los ahora ingenieros Cristhian Eduardo Pereira Porcal y Ever David Dıaz Cristaldo, como prueba final para egresar de la carrera de Ingeniería Mecatrónica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Asunción (FIUNA). La defensa del trabajo se realizó el lunes 21 de Octubre del 2024 en la Institución.

El campo magnético terrestre es una fuerza protectora esencial que nos protege de los rayos cósmicos y las partículas cargadas provenientes del Sol. Sin embargo, en la región conocida como la Anomalıa del Atlántico Sur, que abarca gran parte de Sudamérica, el campo magnético se esta debilitando considerablemente. Esta zona permite que algunas partıculas cargadas penetren mas fácilmente en la atmósfera, afectando la ionosfera y el circuito eléctrico global.

Los muones, partículas subatómicas generadas por la interacción de los rayos cósmicos con la atmósfera, son capaces de atravesar varios metros de roca y llegar hasta la superficie terrestre. En Paraguay, se han realizado estudios sobre el flujo de muones desde 2018, pero aun quedan muchas preguntas sobre como la Anomalía del Atlántico Sur afecta a estas partıculas y otras radiaciones. Los globos sonda son de gran ayuda a la hora de tomar mediciones en las capas de la atmósfera, ya que poseen la capacidad de realizar vuelos estables por un periodo de tiempo extenso y no conllevan un costo muy elevado.

La investigación sobre la medición de muones en la estratosfera es crucial para entender la radiación cósmica y sus variaciones a diferentes altitudes, especialmente en regiones como la Anomalıa Magnética del Atlántico Sur, donde el campo magnético terrestre es mas débil. Este estudio se centró en el diseño e implementación de un detector de muones compacto que utiliza centelladores plásticos y sensores fotomultiplicadores de silicio (SiPM) para recolectar datos en un globo sonda. Uno de los principales desafıos fue la creación de un sistema que optimice el peso, el consumo de energıa y la capacidad de almacenamiento en un entorno móvil.

Se presentó el desarrollo de una nueva fuente de alimentación que permite el uso de una Powerbank de 5V para alimentar amplificadores y polarizar los SiPM. Se ha implementado un sistema de registro de datos que utiliza un modulo FPGA para la manipulación y almacenamiento de información en una tarjeta SD, con pruebas adicionales realizadas con un segundo procesador basado en ESP32 para verificar la eficacia del almacenamiento en situaciones reales. La principal contribución de esta investigación radica en la mejora de la fuente de energía y en el desarrollo de un sistema efectivo para la recolección y almacenamiento de datos, optimizado para vuelos en globo.