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Un 'superacelerador' de protones para ver a través de la materia

Ciencia
I 28.06.2017

 - Entre otras aplicaciones, permitirá desarrollar nuevas terapias y materiales.

 - España fabricará componentes clave, pero aún no ha firmado el acuerdo para convertirse en país miembro.

 - Antes de que acabe 2017 el Gobierno español y el Gobierno vasco deben inyectar más dinero para seguir con los trabajos.

 

El túnel se encuentra a pocos metros bajo tierra, mide 537 metros de longitud y, aunque ahora está totalmente vacío, a principios de la próxima década circularán por aquí protones casi a la velocidad de la luz. Esas partículas viajarán dentro del acelerador que será instalado en esta galería subterránea, que recorremos con botas, chaleco, casco, gafas y guantes protectores.

 

Estamos en Lund, la ciudad sueca que ha sido elegida para albergar la Fuente Europea de Neutrones por Espalación (ESS, por sus siglas en inglés), una gran instalación científica europea que también Bilbao y Debrecen (en Hungría) aspiraban a acoger y que cuenta con un presupuesto de 1.843 millones de euros.

 

Los protones (generados a partir de hidrógeno) que viajen dentro del acelerador lineal impactarán sobre un componente de tungsteno (denominado blanco o target) dando lugar a una reacción nuclear que producirá los deseados neutrones, que serán guiados hacia 16 instrumentos donde, a partir de 2023, se empezarán a hacer experimentos sobre el estudio de la estructura atómica de todo tipo de materiales.

 

Vista área del 'target' o blanco donde chocarán los protones.

 

"Cuando su construcción esté completada, en 2025, será la fuente de neutrones de más intensidad del mundo. El neutrón es la única partícula que no tiene carga y también la más difícil de conseguir", explica el ingeniero nuclear español Antonio Vergara, adjunto al director técnico del ESS.

 

Hay dos formas de producir neutrones a gran escala. Una de ellas es por fisión en un reactor nuclear y la otra, por espalación, que consiste en astillar el núcleo de un átomo pesado para que éste emita pulsos de neutrones, como harán en Suecia. El blanco o target donde tendrá lugar este proceso, que se ubicará dentro de un edificio de 30 metros de altura, es ya claramente distinguible durante la visita a las obras, que comenzaron en 2014 y avanzan a buen ritmo. "Hemos completado ya el 35%. Nuestro principal objetivo es cumplir el calendario, no salirnos del presupuesto y buscar el compromiso de los países", explica John Haines, el jefe de royecto del ESS.

 

John Womersley, director general de este gran proyecto europeo, admite que llevan tres meses de retraso respecto al plan inicial, pero espera que esta demora no afecte al calendario previsto. "En diciembre trabajamos con nieve y ahora lo hacemos con calor", afirma mientras dirige la vista a la ventana. Es lunes y los obreros trabajan bajo un cielo azul y casi 30ºC, una temperatura inusual para esta localidad sueca de 87.000 habitantes, famosa por albergar la mejor universidad de Escandinavia y conocida como 'La ciudad de las ideas'.

 

 

Bilbao aspiraba a acoger el ESS

El ESS está financiado por 17 naciones europeas (15 países miembros y dos países observadores, entre los que se encuentra España). Suecia y Dinamarca son los países anfitriones que sufragarán casi la mitad del coste (haciéndose cargo del 35% y del 12,5% del presupuesto respectivamente). En Lund estará la instalación científica, mientras que Copenhague tendrá el Centro de Gestión de Datos y Software.

 

La decisión de que Lund albergaría el ESS se tomó en 2009 y cayó como un jarro de agua fría en Bilbao. Tras la decepción, se intentó que la ciudad vasca acogiera una subsede y un acelerador más pequeño que hiciera estudios complementarios, pero el proyecto tampoco fraguó. España siguió, no obstante, formando parte del consorcio internacional para construir la Fuente de Neutrones por Espalación. Aunque se iba a hacer cargo del 10% del coste de construcción del ESS, finalmente se comprometió a participar con el 5%.

 

La contribución española se canaliza a través de ESS Bilbao, un consorcio público participado al 50% por el Gobierno central (a través de la Secretaría de Estado de Investigación, Desarrollo e Innovación, dependiente del Ministerio de Economía y Competitividad) y la Comunidad Autónoma del País Vasco (a través del Departamento de Desarrollo Económico y Competitividad y del Departamento de Educación Política Lingüística y Cultura). En la actualidad, ESS Bilbao cuenta con unos 60 empleados (50 de ellos están trabajando en Bilbao y 10, en Madrid).

 

Prórrogas para que España sea país miembro

Entre 2010 y 2012, el Gobierno español invirtió en el ESS casi 30 millones de euros, mientras que el Gobierno vasco puso 19 millones. A estas cantidades hay que añadir otra aportación previa de cinco millones durante la fase inicial del diseño del proyecto. Según datos facilitados por ESS Bilbao, de aquí a 2025 habrá que aportar un total de 88,4 millones de euros repartidos a partes iguales entre las dos administraciones (un 20% será en efectivo y el 80% en especie o in-kind, es decir, a través del suministro de equipamiento y componentes).

 

Sin embargo, y pese a que ha habido varias prórrogas para que lo haga, España, que ahora tiene el estatus de país fundador y observador, todavía no ha firmado el acuerdo para convertirse en país miembro de pleno de derecho del Consorcio Europeo del ESS (European Research Infraestructure Consortium, ERIC), como se comprometió a hacer hace años. La tercera y última prórroga para que rubrique el acuerdo expira en abril de 2018.

 

Por otro lado, desde 2012 ni el Gobierno español ni el vasco han vuelto a poner dinero y, según ESS Bilbao, la situación "es crítica". Si no recibe una nueva inyección de dinero antes de que acabe el año, asegura que no podrán continuar con el desarrollo de los trabajos comprometidos para esta gran instalación científica, una de las mayores que se construirán en Europa en el próximo decenio.

 

Desentendimiento entre el Gobierno central y el vasco

Desde la Secretaría de Estado de Investigación, Desarrollo e Innovación explican que su plan es aprobar lo antes posible un crédito de 18 millones de euros (cada Administración asumiría nueve millones) que permita seguir con los trabajos y que debe ser aprobado por el Consejo Rector de ESS Bilbao. También se muestran favorables a firmar el acuerdo para que España se convierta en país miembro de pleno derecho del ERIC. Sin embargo, consideran imprescindible firmar antes con el Gobierno vasco el convenio que estipule las cantidades que cada administración se compromete a aportar y en qué términos. "Nosotros estamos absolutamente comprometidos con este proyecto", asegura un portavoz.

 

El Gobierno vasco, por su parte, afirma que es la Administración central la que "debe dar el primer paso firmando el ERIC, como se acordó en el Consejo Rector de junio de 2016". Además, el Ejecutivo vasco considera que no se están cumpliendo "las condiciones fundamentales del acuerdo" que firmaron ambas administraciones "para que ESS Bilbao sirviera para impulsar la red científica vasca y fuera beneficioso para el tejido empresarial vasco". A pesar de que el 70% de los contratos del ESS otorgados hasta ahora para empresas españolas han recaído en compañías vascas, sostiene que "los paquetes han sido de libre concurso y cualquier empresa de España podía presentarse", según señala un portavoz del Ejecutivo vasco.

 

Las obras de construcción comenzaron en 2014.

 

Incertidumbre sobre la participación española

Esta situación de incertidumbre inquieta a Suecia. Los responsables del ESS están impacientes por que nuestro país se convierta por fin en país miembro: "España está aportando financiación, pero estaría más contento si firmara el acuerdo para convertirse en país miembro", señala Womersley. ¿Y qué ocurrirá si no lo suscribe? "Bueno, a corto plazo dependemos de España porque se encarga de construir partes muy importantes del ESS. Y a largo plazo, los científicos españoles no podrían usar el ESS", advierte.

 

Y es que España, entre otros componentes de esta instalación, debe suministrar "el corazón del ESS", según John Haines, pues se encarga del blanco o target, integrado por una rueda de dos metros y medio de diámetro. Nuestro país fue el primer país en entregar una aportación en especie, los bloques de hormigón para blindar los protones que se desechan durante el proceso de ajuste del acelerador. Además, España fabricará Miracles, uno de los 16 instrumentos en los que se harán los experimentos con neutrones.

 

Pero, ¿por qué son tan importantes los neutrones? ¿Por qué Europa va a gastar más de 1.800 millones de euros en fabricarlos? "La ciencia moderna requiere métodos distintos y hacen falta instalaciones que son demasiado grandes y costosas para que un país pueda construirlas solo", explica Sindra Petersson, asesora científica del ESS. "Cuando vamos al nivel molecular estamos ciegos, como si estuviéramos en la oscuridad". Los neutrones, añade, penetran profundamente en la materia y permiten ver de una forma distinta y única la estructura de los materiales.

 

Aplicaciones de la ciencia de neutrones

Además de hacer ciencia básica, la investigadora enumera un amplio abanico de aplicaciones prácticas de los neutrones en sectores como la física, la química, el arte o las ciencias de la vida. "Los neutrones muestran cómo un medicamento interactúa con las células, por lo que permitirá desarrollar fármacos que vayan directamente al objetivo", por ejemplo, para combatir el cáncer. También para la mecánica forense: "Puedes analizar por qué un motor ha fallado en un accidente de avión", relata la científica.

 

Hay muchos otros ejemplos: desde estudiar la eficacia de un detergente a mejorar el almacenamiento de energía, desarrollar materiales más resistentes o examinar obras de arte históricas o hallazgos paleontológicos, como huevos de dinosaurio, sin necesidad de romperlos.

 

El ESS se está construyendo a las afueras de Lund, muy cerca del sincrotrón Max IV, un gigantesco anillo inaugurado en 2016 en el que se va a investigar la materia mediante el uso de los rayos X. Aunque se trata de dos tecnologías distintas, los responsables del ESS creen que los resultados de los dos aceleradores serán complementarios por lo que podrán hacer colaboraciones científicas.

 

"El ESS es una instalación radiactiva pero, aunque está controlada por las autoridades nucleares suecas, no tenemos las mismas exigencias que un reactor nuclear porque no producirá residuos que duren muchos años. Hay que tratarlos como un hospital que use material radiactivo", asegura Antonio Vergara. Este ingeniero español, que anteriormente estuvo en el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) y en el reactor ITER, es uno de los 22 españoles que trabajan en Suecia, donde en la actualidad hay 408 empleados (cuando esté terminada habrá medio millar).

 

Se prevé que cada año entre 2.000 y 3.000 usuarios desarrollarán aquí sus investigaciones. Las solicitudes de los científicos de los países miembros serán seleccionadas y éstos podrán hacer sus experimentos de forma gratuita. Las empresas privadas que quieran utilizar la ciencia neutrónica tendrán varias posibilidades para acceder al ESS: "Si ponen en abierto los datos, podrán usarlo de forma gratuita. Si los quieren para su uso exclusivo o para desarrollar patentes, tendrán que pagar", señala John Womersley.

 

Aunque inicialmente operará con 16 instrumentos, en una segunda fase habrá 22. Está previsto que, como mínimo, el ESS funcione durante 40 años aunque según Sindra Petersson, esperan que "haciendo mejoras se amplíe aún más su vida útil".

 

Vista área de la zona de Lund donde se construye el ESS tomada el pasado mayo.

 

Fuente: El Mundo