“El mapa de distribución de los sincrotrones está asociado al desarrollo”

JPA/OEI-AECID/DICYT Apenas quedan unos meses para que se ponga en funcionamiento el Laboratorio de Luz Sincrotrón ALBA, que se está acabando de construir en Cerdanyola del Vallés (Barcelona), una gran infraestructura científica que en opinión de muchos expertos va a suponer un gran salto para los científicos españoles. El Consorcio para la Construcción, Equipamiento y Explotación del Laboratorio de Luz de Sincrotrón (CELLS) ha creado un espacio de 22.000 metros cuadrados en un gran edificio con forma de caracol de 140 metros de diámetro que ha supuesto una inversión de más de 160 millones de euros. Por allí circularán los electrones a una velocidad cercana a la de luz con la misión de desentrañar los secretos de la materia. Una de las personas que mejor lo puede contar es uno de los principales responsables de la nueva infraestructura, Salvador Ferrer Fàbregas, jefe de la División de Experimentos de ALBA.

Pregunta: ¿Cómo le explica al público en general lo que es un sincrotrón?
Respuesta: En esencia, un sincrotrón es un generador de rayos X, parecido a lo que tenemos en un hospital para hacer una radiografía. Sin embargo, el del hospital es como una ducha de agua, salen los rayos X en cualquier dirección y en una superficie muy grande de emisión, mientras que en un sincrotrón se trata de haces de rayos X concentrados en el tamaño de un cabello de grosor y son muy paralelos, sin divergencia. Es decir, que en lugar de una ducha es como una manguera. El hecho de que los chorros sean tan concentrados y tan finos sirve para estudiar muestras muy pequeñas, lo que no se podría hacer con aparatos convencionales. Por ejemplo, la estructura de la materia, cristales pequeños, muestras de inclusiones de objetos dentro de otros como partículas de pintura en un mural o minerales en una roca… Para analizar todo eso vale el sincrotrón, es como un microscopio de rayos X gigante.

P: La clave está en poder acelerar los electrones hasta casi la velocidad de la luz y de forma curva…
R: Exacto. El principio es muy sencillo. Coges la partícula cargada más abundante y más fácil de manejar, que son los electrones, y la aceleras a la velocidad de la luz. Eso no es tan raro, porque en un televisor normal la velocidad que alcanzan los electrones llega al 50% de la velocidad de la luz, cuando la diferencia de potencial que hay en el tubo de rayos X es de unos 100.000 voltios. Lo que hacemos en el sincrotrón es lo mismo, pero con 3.000 millones de voltios. A esas energías, la velocidad ya es del 99’99% de la velocidad de la luz y esto es muy importante, porque sólo así es posible que los chorros que emite sean lo más concentrados posible. Después hay que curvarlos, pero eso es muy fácil: si pones un imán delante del televisor verás como la imagen se modifica, porque un imán cambia la trayectoria de los electrones, los curva. Cuando esto sucede, los electrones emiten radiación, como una bombilla que se enciende. Lo único que hacemos es aprovechar esa luz visible en forma de rayos X o radiación ultravioleta.

P: ¿Qué información podemos obtener gracias a este proceso?
R: En general, si queremos mirar la estructura de la materia, ¿qué hacemos? Algo que podemos hacer es mirar con microscopios de luz visible, la óptica te permite tener la ampliación de un objeto. Pues bien, los sincrotrones son microscopios, pero de rayos X, que tienen unas prestaciones superiores. Otra cosa que podemos hacer para estudiar la materia es mirar el color, que es en realidad la absorción de una luz que mandamos. Es decir, si mandas una luz blanca ves qué luz refleja el objeto y, si es roja o es verde, por ejemplo, es que el objeto es una cosa u otra. Pues en el caso de los sincrotrones es lo mismo, ves la absorción de los rayos X por parte de la muestra que quieres estudiar para obtener información sobre su naturaleza. Por último, otro aspecto importante es la estructura cristalina, que se averigua mandando también rayos X. En este caso, mediante un proceso que se llama difracción salen unos haces de luz y en función de las intensidades de cada haz más pequeño puedes obtener la estructura del cristal. En definitiva, el sincrotrón sirve para estudiar la estructura de la materia a escala atómica o molecular.

P: Con lo cual, el abanico de ciencias a las que se puede aplicar el sincrotrón es enorme…
R: Sí, porque además de todo lo anterior, puede tener aplicaciones de radioterapia en el campo de la Medicina. Si tienes un tumor tan pequeño como de un milímetro y quieres irradiarlo con rayos X de forma muy localizada, tienes que tener suficiente radiación concentrada en ese milímetro para enfocar solamente el tumor. Esto con rayos X convencionales no se podría hacer, porque están más dispersos y son de menor densidad. En cambio con haces muy finos como los de un sincrotrón sí se puede hacer. Pura y simple radioterapia, pero con microhaces.

P: De manera que será muy importante para la comunidad científica española poder disponer de ALBA…
R: ¿Por qué es importante tener microscopios electrónicos en un país? Si no los tienes, no ves las muestras. Son infraestructuras científicas básicas hoy en día. Un país que no tenga sincrotrón y que dependa siempre de ir a tomar las medidas a sincrotrones extranjeros tiene un hándicap muy grande, un freno enorme a sus posibilidades. Por eso, tenerlo es dar un impulso muy grande a todos los que trabajan en Física, Química, estructura de materiales o Biología, proporcionarles una herramienta de muy alta calidad a la puerta de su casa.

P: Entonces, ¿un país no puede ser importante en Ciencia sin infraestructuras gran nivel?
R: No cuando tienes una población científica que elabora muchos proyectos de investigación y necesita muchas técnicas. Imaginemos que no tenemos equipos en los hospitales y cada vez que hay un paciente tenemos que mandarlo a Francia o a Alemania. El servicio que daríamos a los pacientes sería mucho más pobre. Con los rayos X ocurre algo parecido, si tenemos un sincrotrón, podemos dar un servicio de utilidad incomparable en lugar de tener que ir al extranjero y competir con otros colegas para intentar sacar unos pocos días de medida.

P: ¿Qué características tendrá ALBA por comparación con otros sincrotrones?
R: Es muy parecido a los últimos que se están haciendo. Los más antiguos llevan más de 30 años funcionando y cada vez se van especializando y afinando más, como un coche. Los de la última generación, como el Diamond del Reino Unido, el Soleil de Francia y otros dos en China y Australia recién estrenados son muy parecidos y optimizados. ALBA es uno de estos, uno de los mejores del mundo.

P: Y tendrá relevancia internacional, porque en el Sur de Europa sólo existe Grenoble, en Francia.
R: Efectivamente, Si miramos el mapa de distribución de sincrotrones, está asociado al mapa de desarrollo. En Alemania hay seis o siete, entre ellos, dos o tres de los mejores. En Francia, dos. En Suecia sólo tienen uno, pero van por la cuarta versión. Por el contrario, en el Sur de Europa no hay, y en el Cono Sur sólo hay uno en Brasil y es bastante antiguo y con prestaciones limitadas. Después, tenemos en Canadá, en Estados Unidos, en Japón… Acaban de empezar uno en China y otro en Taiwán, pero los países en desarrollo no lo tienen.

P: ¿Necesita la Ciencia estas grandes infraestructuras o no está justificado su coste, como algunos critican en el caso del LHC de Ginebra?
R: Sí, porque además son un motor de la tecnología. Cuando un proyecto muy avanzado está en la frontera de la tecnología desarrollas técnicas al mismo tiempo. El LHC ha desarrollado muchas áreas, porque los requerimientos son tan exagerados para lo que hace hoy en día que ha habido que evolucionar y muchos desarrollos viven a la sombra de los avances que se están logrando de esta forma. El ejemplo más claro es que internet es un invento creado para la comunicación en el CERN. Pero no es el único caso: los lectores de disco duro funcionan con magnetorresistencia gigante, un descubrimiento que se hizo en Francia y Alemania en el campo de la Física básica, y que ahora está incluso en los coches, para subir y bajar las ventanillas.

P: ¿Cuáles serán los primeros experimentos del ALBA?
R: Ver que todo funciona bien, que lleva su tiempo. Una vez que haya pasado esta fase, un ejemplo de lo que vamos a hacer es la colaboración con el Instituto de Tecnología Química de Valencia para estudiar reacciones químicas en catalizadores industriales y ver cómo el catalizador se va modificando en el curso de la reacción. Esto se hará con herramientas muy especializadas y será para reacciones de interés industrial totalmente directo.

P: Aprovechando que ha citado a la industria, ¿el sincrotrón también podría dar un impulso al sector productivo?
R: Claro. La primera etapa que hay que franquear es que la industria se dé cuenta de lo que tiene a su disposición, algo que no se conoce ni siquiera en Europa. El industrial suele ser conservador y desconoce lo que le ofrecen estas técnicas nuevas. Nos vamos a esforzar en divulgar la posibilidad que tiene como herramienta de análisis químico, por ejemplo. Si tienes una muestra y quieres saber si tiene una impureza que está en partes por billón, no tienes más medios y con un sincrotrón lo puedes saber inmediatamente. Un ejemplo que me gusta mucho contar es el de la empresa L´Oréal, que hace estudios de aditivos en champús para saber si penetraban en la estructura del cabello. En el sincrotrón de Grenoble, toman cabello tratado así, realizan un análisis químico a lo largo de su sección y observan en qué parte se depositan sus elementos químicos, si están en la parte exterior o dentro. El cabello tiene milésimas de milímetro, pero pueden averiguar si el elemento en cuestión se ha oxidado o se ha mezclado con algún otro. Eso lo hace sistemáticamente L´Oréal desde hace muchos años. Es una empresa de las que arriesgan e investigan, por eso es de las mejores del mundo.