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ALBA: una luz entre los aceleradores de partículas

Arturo Tinoco Arenas
2/mar/2014

El 2014 es considerado el año internacional de la cristalografía y si bien la belleza de las complejas formas que se hallan en las minas de minerales llega a fascinar nuestros sentidos, poco se sabe de los grandes beneficios que aporta el estudio de los cristales.

Una de las aplicaciones más curiosas en este campo fue el esclarecimiento de la extraña muerte del famoso compositor alemán Ludwig Van Beethoven, ya que gracias a estas técnicas se descubrió que el envenenamiento progresivo (por plomo) le ocasionó una trombosis que terminó con su vida.

Sin embargo, el ALBA no sólo es un laboratorio de cristalografía (estudio de las estructuras cristalinas y sus propiedades) común y ordinario sino un bastión en las técnicas espectroscópicas para determinar la composición y estructura atómica o molecular de cualquier material sin ser invasiva, es decir, sin causar mayor daño a la muestra. En este recinto se llevan a cabo investigaciones del mismo tipo que las realizadas por el departamento de cristalografía de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN).

En el mes de noviembre del año pasado el IFUNAM recibió a Caterina Biscari, directora de ALBA, y a Miguel Ángel García Aranda, director científico, quienes presentaron los grandes avances del acelerador de partículas en la ponencia doble titulada “Luz de Sincrotrón en España” en el Auditorio Alejandra Jáidar.


El alto grado de luminosidad de la luz sincrotón permite estudiar con sumo detalle la estructura molecular y subatómica de los materiales.

Un sincrotón es un acelerador de partículas con la capacidad de elevar la velocidad de los electrones hasta lograr que éstos emitan haces de luz sincrotón y así permitir el análisis de la estructura molecular y subatómica de todo tipo de materiales.

Existe cierta similitud con el ciclotrón (otro tipo de acelerador de partículas), ya que en ambos casos se utilizan campos eléctricos y magnéticos (conjuntos de fuerzas debidas a la energía potencial electromagnética) para acelerar partículas (como los electrones) a una velocidad cercana a la de la luz en órbitas circulares. En el ciclotrón, sin embargo, los campos eléctricos y magnéticos permanecen constantes, mientras que en el sincrotrón los campos pueden variar.

ALBA se ubica en la región de Cataluña, España y se inauguró en el 2010 durante el gobierno de José Luis Rodríguez Zapatero. Ha trabajado para las industrias españolas Almirall, el Instituto para la Competitividad de la Industria Química (ICIQ), Enantia, una empresa líder en medicina química e ingeniería cristalográfica, y para Henkel, empresa que desarrolla diversos productos de uso diario.

Entre las técnicas espectroscópicas que utilizan sobresalen las espectroscopías de absorción y emisión de nivel nuclear (CLAESS); espectroscopía de emisión de fotoelectrones (CIRCE); y microscopía de rayos –X (MISTRAL), entre otras. Todas estas tienen como objetivo obtener la composición química y la forma periódica en que se acomodan las moléculas o los átomos de cierta substancia.

Por otro lado, los servicios que ofrece este laboratorio han beneficiado al estudio de fármacos, ya que para generar los beneficios de un medicamento han tenido que escoger entre dos poliformos (figura formada por varios polígonos regulares) y escoger el adecuado para contrarrestar los síntomas de cierta enfermedad. También el sincrotrón permite estudiar las proteínas y los movimientos giratorios de sus moléculas dado que las propiedades de las proteínas cambian al cambiar su forma.

La medicina también se ha visto beneficiada, pues se han diagnosticado enfermedades cardíacas al visualizar el movimiento de un corazón. Los músculos suelen convertir la energía obtenida en reacciones químicas en movimiento. Las moléculas musculares experimentan cambios que sólo pueden ser captados utilizando luz de sincrotrón y un indicador típico para captar estos movimientos musculares es el yodo.

Incluso los estudios realizados en el ALBA han sido de utilidad en la industria alimenticia. Los chocolates son un ejemplo, pues la manera en la que se cristalizan (calentar y enfriar abruptamente) determina su sabor. Actualmente los fabricantes buscan producir la Forma V (de estructura polimorfa estable y que se funde a 29°) del chocolate, ya que distintos estudios mostraron que esta forma se disuelve fácilmente en la boca y su textura es la más popular entre los consumidores.

Para finalizar, ambos ponentes subrayaron la importancia de desarrollar centros de investigación de este tipo para lograr estudios especializados en ciencia de materiales, magnetismo, medicina, cristalografía macromolecular y química así como permitir el auge industrial.

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Link a la página del Sincrotrón ALBA:

https://www.cells.es/