A las afueras de la ciudad sueca de Lund, entre campos de cultivo y viejos molinos de viento, se está levantando una de las mayores instalaciones científicas del futuro. Su corazón ya es visible: un búnker de hormigón y acero donde los obreros trabajan contra reloj. En su interior estará la fuente de neutrones más potente del mundo.
“Nuestra máxima prioridad es terminar la instalación dentro del presupuesto total, de 1.834 millones de euros, para que las primeras investigaciones científicas puedan comenzar en 2023”, explica John Womersley, director general de la Fuente Europea de Neutrones por Espalación (ESS). El proyecto está impulsado por 13 países europeos liderados por Suecia y Dinamarca, que asumen el 47,5% del coste total. La contribución española es del 3%.
Los neutrones, sin carga eléctrica, penetran en la materia sin dañarla y muestran su composición a escala atómica y molecular. El haz de neutrones más potente del mundo permitirá observar cómo una molécula atraviesa la membrana celular, lo que abre la puerta al diseño de fármacos contra el cáncer más específicos, por ejemplo. También se podrá estudiar la superficie de nuevos materiales de alta densidad energética para baterías de coches eléctricos con una autonomía superior a la actual. En otros instrumentos “los neutrones atravesarán el metal de las capas exteriores de un motor o una turbina en funcionamiento y mostrarán el movimiento de hidrocarburos, agua, aceite así como la formación de óxido...”, explica Sindra Petersson Årsköld, asesora científica de ESS. En cada instrumento habrá dispositivos para someter las muestras a bajas temperaturas y altas presiones para recrear el entorno en el que viven las bacterias a miles de kilómetros bajo Tierra o el estado de las moléculas de hielo en Urano y Neptuno.
El ESS, del que ya se ha construido el 45%, alcanzará su máxima potencia entre 2030 y 2035
“Si no construimos instalaciones como esta en Europa tendremos científicos muy buenos, pero no podrán hacer una investigación de primera clase y se tendrán que ir a EE UU, como hice yo en los 80, cuando este país invertía mucho en ciencia y Europa no”, argumenta Womersley.
Dentro de un túnel de 537 metros de largo se están instalando los primeros tramos de un acelerador lineal de protones que será el más potente del mundo, “más incluso que el LHC del CERN”, asegura Womersley. La velocidad de las partículas es mayor en el acelerador que descubrió el bosón de Higgs, “pero nosotros generamos más intensidad de partículas impactando en el blanco y alcanzamos una potencia de 5 megavatios, mientras el CERN solo alcanza dos megavatios”, detalla el físico británico. El ESS, del que ya se ha construido el 45%, alcanzará su máxima potencia entre 2030 y 2035, dependiendo de cuándo se instale la equipación adicional necesaria, explica Roland Garoby, director técnico de ESS, durante una visita a las instalaciones pagada por la Unión Europea.
Dentro del acelerador los iones de hidrógeno alcanzarán el 96% de la velocidad de la luz gracias a nuevas cavidades superconductoras que se están desarrollando por primera vez para este proyecto. Las partículas impactarán en una diana situada en una cámara hermética dentro del búnker de hormigón y compuesta por una rueda de dos metros y medio de diámetro cargada de 7.000 ladrillos de tungsteno en cuya fabricación España ha tenido un papel protagonista. El impacto arrancará del metal pesado unos mil billones de neutrones por centímetro cuadrado cada segundo que serán dirigidos a 15 instrumentos científicos.
ampliar fotoVista aérea del ESS con el búnker que contendrá la diana en el centro y el edificio de experimentos a la izquierda. EES/R.E.Los atentados del 11 de septiembre de 2001 en EE UU y el accidente de la central de Fukushima el 11 de marzo de 2011 en Japón han tenido un impacto en este proyecto. El helio-3 era el elemento más usado en ciencia para detectar los neutrones que atraviesan y rebotan en una muestra, pero también se usaba en dispositivos que alertan de la presencia de material radiactivo en las fronteras. Desde los ataques contra las Torres Gemelas, el precio de este isótopo se ha disparado y las existencias escasean. Otra de las tecnologías desarrolladas específicamente para el ESS son detectores de neutrones que usan boro-10, con el que se puede alcanzar una resolución equivalente. “Gracias a estos detectores puedes ver dentro de los materiales a escalas de un ángstrom [una millonésima de milímetro] lo que permitirá estudiar cómo la hemoglobina de la sangre captura el oxígeno y lo libera, algo que hasta ahora no se ha observado nunca, o ver cada átomo dentro una muestra de ADN”, resalta Francesco Piscitelli, responsable del desarrollo de nuevos detectores del ESS. Tras el accidente de Fukushima Suecia endureció sus normativas de construcción de instalaciones como el ESS, con lo que reforzar el búnker ha supuesto un sobrecoste de 145 millones de euros y un año de retraso sobre el calendario previsto.
“Si no construimos instalaciones como esta en Europa tendremos científicos muy buenos, pero no podrán hacer una investigación de primera clase
Uno de los objetivos del ESS es fomentar vocaciones científicas entre los jóvenes y crear empleos altamente cualificados. “Esperamos que un 10% del uso sea de empresas y otro 30% de colaboraciones entre empresas y universidades”, explica Womersley. A unos cientos de metros de ESS esta el Max IV, la fuente de rayos-X más potente del mundo, según la Universidad de Lund. En torno a estas dos instalaciones se espera crear una ciudad de la ciencia que visitarán más de 5.000 científicos cada año, con el impacto económico que esto supone. La vida útil del ESS es de 40 años, así que la inversión en este tipo de infraestructuras no es tan grande como pudiera parecer—la contribución de Suecia equivale al coste de 50 kilómetros de AVE—. “Es una buena inversión, pero solo si eres paciente y no quieres ver los retornos de un año para otro”, reconoce Womersley.
España quiso albergar esta instalación en Bilbao, después pretendió que fuera una subsede y desde entonces los vaivenes políticos y económicos han hecho que su papel se haya reducido significativamente. Aún así su aportación es fundamental para el éxito del proyecto. “El blanco es un componente tecnológico único en el mundo, nunca antes se había fabricado algo así y además habrá que reemplazarlo cada cinco o diez años. Una vez que un país ha desarrollado el conocimiento para hacer algo tan único, sería absurdo abandonarlo y que sean otros los que fabriquen estos componentes en el futuro”, opina Roland Garoby.
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