Sincrotrón

Proyecto científico alucinante

Desde hace tres lustros, nuestra comunidad científica está esperanzada por esta maravillosa máquina, que abre todas las puertas de acceso a la materia mediante una luz muchísimo más brillante que la del Sol.

Cuando a principios de 2009 empezó a diseminarse el virus de la influenza A subtipo H1N1 (popularmente conocida como gripe aviar), también comenzó a cundir el pánico fuera y lejos de nuestras fronteras. Solo en Estados Unidos, en los primeros 12 meses hubo más de 60 millones de infectados y más de 12 mil muertes. La solución provino, en buena parte, de un fármaco, el oseltamivir, desarrollado años antes en el acelerador de partículas Stanford Linear Accelerator Center, a pocos kilómetros de la bahía de San Francisco.

Una década después, a finales de 2019, se detectó el SARS-CoV-2, coronavirus que provocó la COVID-19. Muy pocas semanas pasaron antes de que un par de investigadores, utilizando la luz, obtuvieran la estructura molecular de la principal proteasa de este pandémico virus en el acelerador de partículas sincrotrón de Shanghai.

Luz millones de veces más intensa que la del Sol

Al ser una de las herramientas de investigación científica más novedosas y promisorias, la comunidad científica de México comenzó hace un par de décadas a explorar la posibilidad de contar con una propia. La inquietud prendió entre algunos círculos científicos, quienes lo planearon inicialmente “como un proyecto 100% académico”, afirma la doctora María Brenda Valderrama Blanco, del Instituto de Biotecnología del UNAM, presidenta de la Academia de Ciencias de Morelos y coordinadora del Comité Nacional de Asesoría Científica del proyecto del Complejo Científico y Tecnológico Sincrotrón de Hidalgo.

Era un reto demasiado utópico para ese momento, prosigue la investigadora. No obstante, el concepto lo rescató varios años después la comunidad científica del estado de Morelos con el apoyo del gobierno de esa entidad federativa. “De reto académico lo convertimos en proyecto de utilidad nacional. Un gran centro de investigación que impulsara la ciencia y, sobre todo, que fuera un detonador de desarrollo industrial. Lo transformamos en un proyecto nacional”.

Desarrollar y construir un sincrotrón no es fácil, rápido ni sencillo. El costo final supera los 500 millones de dólares. Autoridades de Morelos y científicos asentados en esa demarcación se lo propusieron al Conacyt, pero este máximo organismo de la investigación científica y tecnológica del país optó por no participar. “A cambio, nos propuso construir una línea mexicana en un ciclotrón extranjero, pero eso no era lo que nosotros queríamos”, apunta la académica.

El gobierno del estado de Hidalgo retomó años después el proyecto y ofreció el terreno para su construcción y 500 millones de pesos, como aportación inicial para que se desarrolle la segunda etapa, el diseño del proyecto técnico de ingeniería.

La primera etapa consistió en el diseño conceptual, que efectuó un equipo de la UNAM coordinado por el doctor Matías Moreno, del Instituto de Física, y ejecutado por el doctor Armando Antillón y su equipo de trabajo, del Instituto de Ciencias Físicas, así como por el doctor Mauro Napsuciale Mendívil, de la Universidad de Guanajuato.

La segunda etapa es el diseño del proyecto técnico de ingeniería. “El sincrotrón es una maquinaria de relojería del tamaño de un estadio de futbol. Todo tiene que estar calculado a la perfección, hasta el último tornillo. Es una obra monumental”, explica la doctora Valderrama.

El gobierno federal no se ha involucrado, porque “aún no es el momento. No es tanto por el dinero, aunque sí es muy necesario. Pero debe participar porque es un proyecto de nación, y para que alcance la envergadura que realmente merece. Es una inversión a diez años que no requiere demasiados recursos económicos. Eso es lo que cuesta una autopista, y el gobierno federal aprueba diez al año”, detalla la coordinadora del Comité.

Explica que cada sincrotrón es como si estuviera hecho a mano, porque es único. Se toman los mejores desarrollos de los pares británicos, israelíes, estadounidenses, españoles, japoneses, coreanos… “y haces tu propio diseño de acuerdo con tus necesidades específicas. El nuestro, por ejemplo, sería muy bueno para temas de biomedicina”.

Un gran salto para la UNAM

En representación del rector, el doctor William Lee Alardín, coordinador de la Investigación Científica, rindió protesta como integrante de la Junta de Gobierno de este complejo científico y tecnológico, conformado por distintas instituciones de educación superior y de ciencia del país.

En México hay un grupo de unos 400 investigadores que solicitan espacio en distintos sincrotones para sus estudios. Estos científicos pueden ser los primeros demandantes que tendría el sincrotrón mexicano, además de recibir a estudiantes e investigadores de otros países.

De estas cuatro centenas, aproximadamente, poco más de la mitad son científicos de nuestra Universidad y podrían desarrollar sus trabajos de investigación apoyados en tan alucinante herramienta. Al año, esta máquina se tiene pensado que produzca unas 6,000 horas de luz sincrotrón, con la que 3,000 científicos podrían desentrañar más fácil y rápidamente los secretos de muchos átomos y moléculas. Este acelerador de partículas generaría campos magnéticos 20,000 veces más poderosos que el de nuestro planeta.

Sus características se definieron pensando en qué podría ofrecer el sincrotrón mexicano a Latinoamérica, así como también a Estados Unidos y Canadá. “Estos dos países están actualizando sus aceleradores a muy alta energía, lo que significa que ciertas pruebas ya no podrán hacerlas, y ahí es donde podría entrar en acción el sincrotrón mexicano”, explica la doctora Valderrama.
La lista de aplicaciones es muy larga, entre ellas destacan el desarrollo de nuevos fármacos y la comprensión de procesos biológicos; los estudios de la producción de energías limpias, de la contaminación y de la remediación del medio ambiente; los análisis de aleaciones de nuevos materiales con propiedades aún insospechadas, especialmente en el campo de la nanotecnología; las tareas de preservación del patrimonio cultural, así como investigaciones arqueológicas y paleontológicas. “Además. hay miles de aplicaciones industriales, por lo que entre los beneficios de la luz de sincrotrón también está un enorme incremento en la interacción entre las empresas y la academia”, apunta la doctora Valderrama.

Se estima que 20 por ciento de los estudios que se realizan en el mundo involucra el uso directo o indirecto de un sincrotrón, y la cifra será de 50 por ciento para 2030.

Explica la científica del Instituto de Biotecnología que en México está muy desarrollado el tema de cristalografía de proteínas. Hace tres décadas llegaron a nuestro país varios investigadores extranjeros que formaron un grupo y les fue muy bien. En la Universidad hay una comunidad de 250 usuarios de sincrotrón y unos 150 son cristalógrafos.

Uno de estos usuarios es el doctor José Mier y Terán, del Instituto de Investigaciones en Materiales, pionero en México del empleo de fuentes de luz de sincrotrón para realizar experimentos de fotoionización de átomos. Mier y Terán ha sido investigador invitado en el National Bureau of Standards en Gaithersburg, en la Universidad Central de Florida; en el Synchrotron Radiation Center, en Wisconsin; y en el Advanced Light Source, en Berkeley.

También el doctor Abel Moreno Cárcamo, del Instituto de Química, trabaja con la luz de sincrotrón. Moreno Cárcamo es “experto en el campo de la cristalización de macromoléculas biológicas y métodos de crecimiento de cristales, investigaciones cristaloquímicas y estructurales de proteínas a través de técnicas de difracción de rayos-X, así como microscopia electrónica de barrido/transmisión y microscopía de fuerza atómica y técnicas de radiación sincrotrón… Desde hace varios años investiga sobre la influencia de campos eléctricos y magnéticos en la estructura tridimensional de proteínas para conocer una enfermedad denominada hiperelectrosensibilidad, que tiene que ver con la exposición a equipos electrónicos de la vida moderna como teléfonos móviles, tabletas, computadoras, entre otros”, dice su currículo. Actualmente, es el vicepresidente de la Sociedad Mexicana de Luz Sincrotrón.

México necesita este instrumento de investigación científica y la comunidad académica de la UNAM está deseando que ya empiecen a encementarse los primeros ladrillos de la obra civil. La Universidad aportará el talento, el conocimiento y la experiencia de sus grandes científicos, así como los recursos experimentales que estén a su alcance. México bien vale un sincrotrón, concluye la doctora Valderrama, del Instituto de Biotecnología, presidenta de la Academia de Ciencias de Morelos y coordinadora del Comité Nacional de Asesoría Científica del proyecto del Complejo Científico y Tecnológico Sincrotrón de Hidalgo.

Por José Antonio Alonso García