SCI-Tech

Bienvenidos al “Maracaná de las ciencias”

Federico Kukso 15 / Nov / 18
Sirius, el flamante acelerador de partículas brasileño se posiciona como el proyecto científico más grande de América Latina. Este miércoles se inauguró el potente mega-microscopio que permitirá estudiar proteínas, fósiles, piezas arqueológicas, neuronas y virus

Es colosal. Por fuera, parece un estadio de fútbol, una catedral merengue y reluciente del deporte más bello del mundo. Pero ni bien uno ingresa por sus puertas descubre que ahí dentro se juega otra clase de competencia, igual o más apasionante: en lugar de perseguir una pelota, los jugadores -los científicos- transpiran para desnudar a la materia de sus secretos. Sirius, el nuevo acelerador de partículas brasileño, se prepara para entrar en funcionamiento cerca de la ciudad de Campinas, a unos 100 km de San Pablo. Y también para liderar un salto de calidad de la ciencia latinoamericana.

!Siempre se dice que Brasil es el país de futuro. Pero yo digo que el futuro ya llegó a Brasil y llegó para agrandarlo!, celebró el presidente brasileño, Michel Temer, este miércoles en la inauguración oficial del proyecto más grandioso y tecnológicamente complejo del gigante sudamericano.

 No exagera: una vez que entre en operaciones en el segundo semestre de 2019, esta máquina fastuosa del Centro Nacional de Investigación en Energía y Materiales (CNPEM) será el proyecto científico más grande de América Latina.

La nueva joya de la ciencia es algo así como un tomógrafo XL: un potente microscopio que permitirá estudiar hasta los más mínimos detalles de cualquier material. Desde una proteína, una célula, un hueso, un grano de arena, una planta, una hormiga, una roca, un plástico, una aleación metálica. Cualquier cosa. Será posible ver el interior de un huevo fosilizado de dinosaurio sin tener que destruirlo en el proceso. O tomar retratos íntimos del virus del Zika y de las menores estructuras del organismo, como de mitocondrias y ribosomas, así como fotografiar, neurona por neurona, los cerebros de ratones con enfermedades como Alzheimer, Parkinson o epilepsia. Lo cual conducirá al diseño de nuevos fármacos.

“Seremos capaces de entender enfermedades degenerativas en el cerebro como nunca”, asegura el físico Antônio José Roque da Silva, quien está al frente del proyecto desde 2009 inicialmente como director del Laboratorio Nacional de Luz Sincrotrón  y ahora como director general del CNPEM.
         
 

Será posible ver el interior de un huevo fosilizado de dinosaurio sin tener que destruirlo en el proceso. O tomar retratos íntimos del virus del Zika
Foto: EFE 

QUE SE HAGA LA LUZ
De todo tipo, tamaño, forma y potencia, se estima que hay alrededor de 30 mil aceleradores de partículas en el mundo. Todos nacieron de la misma idea: cuando en 1911 los físicos Ernest Rutherford y Hans Geiger bombardearon una placa de oro con partículas alfa y descubrieron el núcleo atómico.

El acelerador de partículas más famoso y publicitado, obviamente, es el más grande: el Gran Colisionador de Hadrones (o LHC), un túnel circular de 27 kilómetros en la frontera de Suiza con Francia en el que las partículas dan once mil vueltas por segundo durante unos 20 minutos hasta que alcanzan su nivel de energía óptimo y chocan estrepitosamente para comprender en el caos resultante los bloques fundamentales de la materia.

Pero la (mal) llamada máquina de dios no es la única. De hecho, no todos los aceleradores de partículas se dedican a la ciencia básica. Por ejemplo, en el sótano del Museo del Louvre en París hay uno llamado AGLAE con el que se determina la composición química de una obra de arte sin dañarla.

Hay aceleradores cíclicos y los hay también lineales como los utilizados en hospitales para matar el tumor de un paciente como parte de “terapias de protones”. Sirius, en particular, es lo que se llama una “fuente de luz sincrotrón”: un acelerador de partículas circular con un anillo de 153 metros de diámetro en el que lo que se aceleran son haces de electrones con espesor 35 veces menores que un cabello. A diferencia del LHC, nunca chocan entre sí, sino que, luego de alcanzar una velocidad cercana a la de la luz (300.000 kilómetros por segundo), se los desvía y guía con campos magnéticos generados por más de mil imanes hasta que atraviesan la muestra deseada para componer así una imagen 3D increíblemente detallada.

En el mayor acelerador de partículas del Hemisferio Sur, la precisión reina: el piso de hormigón tiene 1,5 m de espesor. La temperatura del aire acondicionado en los túneles no supera los 0,1 ºC. Para evitar perturbaciones, el edificio de 15 metros de altura y 68 mil metros cuadrados debe permanecer lo más aislado posible de las vibraciones del exterior. Incluso hasta de las generadas por el tráfico de camiones de la carretera que une Campinas con el municipio de Mogi-Mirim y pasa a unos 2 kilómetros de su ubicación.

De ahí su nombre que alude a la estrella más brillante que se puede observar desde la Tierra: Sirius está compuesto por tres aceleradores de electrones de cuarta generación que producen un tipo especial de luz, llamada “radiación sincrotrón” -millones de veces más intensa que la luz del Sol- capaz de penetrar la materia en la misma forma que lo hacen los rayos X pero con alta resolución, por lo que es posible vislumbrar no sólo moléculas, sino átomos invisibles con la luz natural. En la agricultura, la luz sincrotrón puede ser usada para el análisis del suelo, para el desarrollo de fertilizantes más eficientes y baratos y menos agresivos al medio ambiente ya la salud.
 

Sirius está compuesto por tres aceleradores de electrones de cuarta generación que producen un tipo especial de luz, llamada “radiación sincrotrón
Foto: EFE

Esta megaconstrucción, sin embargo, no es la primera máquina de este tipo en Brasil. El país sudamericano ya contaba con un acelerador de partículas llamado UVX al que acudían al año más de mil investigadores de todas partes, en especial de Argentina. Construido en los noventas y de unos 30 metros de diámetro, fue la primera fuente de luz sincrotrón del hemisferio Sur. Pero, según los científicos, ya está viejo y algo desfasado. Localizado en el terreno contiguo a la nueva joya de la ciencia brasileña, esta instalación es de segunda generación. Un proceso que hoy tarda horas en este aparato, en Sirius se hará en pocos segundos. “Es como pasar de una TV antigua de tubo a una ultra HD 4K”, dice la física Liu Lin, pionera en la construcción de sincrotrones en Brasil.

Las tomografías efectuadas por el sincrotrón tendrán una resolución casi 100 veces mayor que la de los tomógrafos médicos. “Nos va a permitir realizar experimentos con mucha mejor resolución espacial y temporal -indica el químico argentino Galo Soler Illia, especialista en nanociencias de la Universidad Nacional de San Martín-. Vamos a poder ver con mucha más claridad los nanomateriales, mapear con mayor precisión su composición y propiedades y también estudiar su reactividad de mejor manera. Esto tendrá enormes consecuencias benéficas en industrias del petróleo, química, de alimentos, en medicina”.
 

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Al interior de Sirius. Foto: EFE
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 LA CARRERA DE LOS SINCROTRONES
El camino que condujo al primer haz de luz en fase experimental -que comenzó a circular este miércoles- no estuvo exento de impedimentos. Tras años de conversaciones, la construcción arrancó en 2015 mientras Brasil era sacudido por una crisis política y económica nacional. La inflación y la oscilación del dólar empujaron a que el costo se disparara a unos 1.800 millones de reales (482 millones de dólares).

Y aún así, pese a la constante amenazado por la falta de recursos, supo mantenerse a flote. “El país anotó un golazo y en este estadio Brasil está ganando 7-1”, bromeó Antônio José Roque da Silva, quien ahora deberá entablar conversaciones con el nuevo presidente electo de Brasil, el controversial Jair Bolsonaro, que asumirá el 1 de enero próximo.

Se prevé que en mayo de 2019 concluya el montaje del anillo principal, de donde son extraídos los haces de luz sincrotrón. Y entonces comenzará una larga fase de pruebas hasta que el sincrotrón brasileño pueda ser abierto para uso de la comunidad científica internacional.

Recién entonces, Sirius -situado en un terreno de 150 mil m²,  el equivalente a siete campos de fútbol- se unirá al Max IV, en Suecia, como los dos únicos aceleradores del mundo de cuarta generación. Hoy existen casi 50 fuentes de luz sincrotrón en funcionamiento en 20 países. Casi la mitad de ellas se concentra en Japón, Estados Unidos y Alemania. En Barcelona, por ejemplo, está el sincrotrón ALBA de tercera generación. Y al norte de Amman, en Jordania, se encuentra el sincrotrón SESAME. En él participan científicos de Israel, Egipto, Pakistán e Irán, entre otros.

Incluso en México se habla de la posibilidad de comenzar las gesiones para construir uno. A iniciativa de Víctor Del Rio Bello, presidente de Red Global de Mexicanos, se llevará a cabo próximamente una reunión de alto nivel dónde acudirán científicos de diversas partes del mundo para analizar la viabilidad de operar un sincrotrón en alguno de los estados centrales del país. Según Del Rio Bello, “el sincrotrón se convertirá en el centro de un futuro parque científico y tecnológico que actuaría como un magneto para atraer a nuevas industrias, centros de investigación científica e innumerables empresas proveedoras de servicios. Estos impactos científicos, académicos, económicos y sociales han sido demostrados claramente en Australia, España y Brasil”.
 
Cuando esté en pleno funcionamiento, Sirius será por su potencia una de las más avanzadas herramientas de investigación del mundo. Hasta que empiece a operar en 2022 la Extremely Brilliant Source del European Synchrotron Radiation Facility, que se encuentra en Grenoble, al sureste de Francia.

“Esto es como una carrera de automóviles, cada año alguien está al frente -indica el ministro de Ciencia y Tecnología brasileño, Gilberto Kassab-. Brasil indudablemente está ahora con este equipamiento en la primera posición”.
 

Autor: Federico Kukso
Periodista científico independiente. 2015-16 Knight Science Journalism Fellow at MIT. Escribe sobre ciencia, tecnología y cultura para publicaciones como La Nación (Argentina), Undark (MIT), Muy Interesante Argentina, Agencia Sinc (España), Scientific American (Estados Unidos), Brando, Le Monde Diplomatique, Suplemento Soy de Página 12 (Argentina), Bank Magazine, entre otras. Fue editor de las secciones de ciencia en diarios como Página 12, diario Crítica de la Argentina y subeditor de la sección Ideas en la Revista Ñ (Clarín). Autor de los libros: Todo lo que necesitás saber sobre Ciencia y Dinosaurios del fin del mundo, entre otros.