Entrevista a Caterina Biscari, directora del Sincrotrón ALBA, uno de los equipamientos científicos más avanzados del sur de Europa
“Infraestructuras como la nuestra son esenciales para la autonomía estratégica europea”
Con una inversión histórica de 926 millones de euros acordada entre la Generalitat y el Gobierno de España, que cubrirá la financiación de la infraestructura hasta el 2038, el Sincrotrón ALBA ha iniciado su transformación hacia una fuente de luz de sincrotrón de cuarta generación, con la visión de situar a Catalunya y a España en la vanguardia científica mundial hasta 2050.
ALBA II no es solo un proyecto científico. Es una apuesta estratégica por la soberanía tecnológica, la innovación industrial, y la atracción de talento. También una nueva propuesta para que las pequeñas y medianas empresas (pymes), que constituyen la base del tejido industrial catalán, español y europeo, den un salto cualitativo y avancen en la producción de sistemas de vanguardia.
Conversamos con su directora, Caterina Biscari, para entender qué significa este salto, qué impacto tendrá en la economía y la ciencia europeas, y cómo se construye una infraestructura que aspira a responder a los grandes retos globales: salud, energía, materiales y sostenibilidad. El sincrotrón ALBA, además, quiere jugar un papel estratégico para que las pymes se incorporen a las tecnologías del futuro y puedan aprovechar también sus instalaciones de vanguardia.
¿Qué significa para Barcelona, Catalunya y España tener una infraestructura de luz sincrotrón de cuarta generación? ¿Cuáles son sus utilidades?
Tener una fuente de luz sincrotrón de cuarta generación significa estar en la frontera de las capacidades científicas y tecnológicas y disponer de una herramienta estratégica para el progreso tecnológico y social del país.
Los sincrotrones son infraestructuras esenciales para desarrollar nuevos materiales, comprender procesos biológicos complejos o diseñar microchips. En un contexto geopolítico como el actual, disponer de esta herramienta reduce dependencias y fortalece la autonomía científica e industrial.
¿Qué nuevas preguntas científicas permitirá responder ALBA II?
ALBA II nos permitirá abordar fenómenos que hoy todavía no podemos explorar. Tendrá mucha más brillantez en el haz de luz (hasta 100 veces mayor, según la longitud de onda). También tendrá un mayor grado de coherencia, lo que implica mayor precisión en la experimentación. Tendremos nuevas líneas de luz que aprovecharán al máximo estas características gracias también a su extensión en longitud que mejora la resolución de los instrumentos. Todo ello con nuevas infraestructuras de datos y nuevas metodologías optimizadas con Inteligencia Artificial.
La resolución mejorará hasta un factor x10. Es decir, el nivel de resolución será 10 veces mejor que el actual, lo que permitirá ver cosas hasta 10 veces más pequeñas. Señales muy débiles que ahora no se detectan serán visibles gracias al aumento de la relación señal-ruido. Se podrá trabajar con muestras más pequeñas o diluidas. Los experimentos se realizarán en tiempos muy cortos, aumentando la capacidad de dar servicio a nuevas comunidades. Asimismo, se correlacionarán distintas técnicas y escalas para resolver problemas complejos. Técnicas como la Coherent Diffraction Imaging (CDI) o la Ptycographia darán paso al estudio de las fluctuaciones en materiales bajo distintas condiciones ambientales y procesos dinámicos.
A modo de ejemplo, estas nuevas capacidades serán clave en el estudio de procesos biológicos como la conectómica, el campo científico enfocado en mapear exhaustivamente las conexiones neuronales del cerebro, así como en el conocimiento de las enfermedades y la producción de nuevas terapias.
Naturalmente, abrir ventanas al mundo nanométrico y trabajar con sistemas más complejos tiene un impacto directo en el desarrollo de las nuevas generaciones de dispositivos electrónicos, de los sistemas de espintrónica y de las tecnologías cuánticas.
¿Qué ventaja competitiva ofrece el Sincrotrón ALBA al tejido productivo catalán y español?
ALBA es un catalizador de innovación para las empresas ya que les da acceso a unas capacidades analíticas únicas, con las que pueden mejorar sus procesos de producción.
Disponer de esta información se traduce en ciclos de desarrollo más rápidos, mejor caracterización de productos y una mayor capacidad para innovar. Para los sectores industriales supone reducir riesgos en I+D y acelerar la llegada al mercado de nuevas soluciones.
¿Cómo colabora el Sincrotrón ALBA con otras infraestructuras europeas como MAX IV (Suecia), ESRF (Francia) o Diamond (Reino Unido)? ¿Qué posición ocupa ALBA dentro del ecosistema europeo y mundial?
ALBA ocupa una posición muy sólida en Europa, al nivel de otras instituciones nacionales, con una producción científica por instrumento, en términos de calidad y cantidad, que la sitúa entre las mejores del mundo. Somos un actor clave en LEAPS (la liga europea de fuentes de fotones basadas en aceleradores), de la que he sido presidenta y vicepresidenta durante cuatro años.
Mantenemos una colaboración muy productiva con estas instituciones europeas y también con otras internacionales, a través de la participación en proyectos financiados por la Comunidad Europea, en el impulso de retos comunes como el desarrollo de nuevas tecnologías de aceleradores, la gestión y el procesamiento de datos, la sostenibilidad y el soporte a la innovación para las empresas.
"ALBA es un ‘catalizador’ de innovación para las empresas y quiere ayudar a que las pymes se incorporen a las tecnologías del futuro"
¿Qué sectores industriales se benefician principalmente de las posibilidades en I+D que ofrece ALBA? ¿Qué tipo de investigaciones utilizan la infraestructura que dirige?
Los sectores a los que el Sincrotrón ALBA da su apoyo son cada vez más numerosos y mencionaré solo algunos de ellos.
El sector farmacéutico es uno de los que tradicionalmente usa los sincrotrones y es nuestro primer usuario industrial. La luz de sincrotrón sirve para determinar la estructura 3D de proteínas, enzimas y receptores biológicos, para la optimización de formulaciones y la liberación controlada de fármacos. Es un poderoso instrumento para la visualización de cómo un fármaco se une a su objetivo molecular y para estudios en tejidos, células y órganos. Finalmente ayuda en la formulación de patentes. En resumen, reduce costes, tiempos y aumenta la probabilidad de éxito de nuevos medicamentos.Otro sector con un peso relevante es el que incluye materiales para energía y catalizadores, como por ejemplo baterías, placas solares, superconductores o hidrógeno verde. En ALBA se pueden hacer experimentos ‘in situ’ (operando), es decir durante una reacción catalítica, mientras una batería carga/descarga, bajo condiciones de temperatura y presión reales. La luz de sincrotrón permite ver materiales en acción, identificar qué funciona y por qué, mejorar eficiencia, selectividad y estabilidad.
Cabe mencionar también, por su importancia estratégica, el sector de chips y semiconductores y las tecnologías cuánticas. Interesante también es la contribución en otros campos, que tienen mucho peso en el tejido industrial de las pymes, como la alimentación, los materiales de embalaje o la cosmética.
¿Cómo se articula la colaboración con empresas (farmacéuticas, energía, materiales, automoción)? ¿Cómo pueden beneficiarse también las pequeñas y medianas empresas de esta infraestructura científica?
En ALBA las empresas contactan directamente con la ‘Oficina Industrial’, un equipo de personal científico y técnico que hace de puente entre las necesidades de la empresa y la instrumentación y los servicios que les ponemos a disposición. El acceso industrial es rápido, se mantiene toda la confidencialidad que la empresa necesita y se puede gestionar como una colaboración a largo plazo o como un servicio puntual.
Tras el primer contacto, se analizan los retos que la empresa nos plantea, se comprueba que nuestras técnicas son las adecuadas para darles respuesta y finalmente se realiza el experimento, en el que podemos dar también apoyo a la hora de analizar los resultados.
Para las pymes hay además programas específicos, financiados a través de proyectos europeos, que permiten obtener un primer acceso gratuito a ALBA o a otros sincrotrones de la red LEAPS, para que puedan comprobar los beneficios de nuestras técnicas para su sector. Esta modalidad, propuesta por ALBA a la Comisión Europea y coordinada por nosotros a nivel de LEAPS, ha tenido mucho éxito, y la Comisión Europea está considerando de ampliar su impacto en el futuro programa marco.
¿Qué retorno económico se espera de la inversión pública? ¿Tienen estudios de impacto? ¿Qué orden de magnitudes se barajan?
Las infraestructuras como ALBA generan un retorno significativo, tanto directo como indirecto. El último estudio de impacto socioeconómico de ALBA II demuestra que cada euro invertido tiene una rentabilidad social anual de 1,5€.
Este retorno se materializa en innovación, creación de empresas, atracción de talento y mejora de la competitividad industrial. Es un impacto muy sólido a medio y largo plazo.
¿Qué papel juega ALBA en la estrategia de Barcelona y Catalunya como hub científico europeo? ¿Cuántas nacionalidades trabajan en ALBA? ¿Cómo captan el talento?
ALBA es una pieza clave en el ecosistema científico de Barcelona y Catalunya. Es polo de atracción de talento internacional y un nodo de colaboración con universidades, centros de investigación, hospitales y empresas.
ALBA tiene una plantilla fija de unas 300 personas, con más de 20 nacionalidades distintas. A ello hay que sumar los equipos de usuarios que vienen semanalmente a realizar experimentos. El 60% provienen de instituciones ubicadas en España, el 25% de Europa y el 5% del resto del mundo. A lo largo del año pasado tuvimos más de 3.800 visitas de investigadores.
La captación de talento es un área muy importante ya que el nuestro es un equipo altamente especializado, con conocimientos técnicos y científicos muy avanzados. Para ello recurrimos, por una parte, a nuestras redes de colaboración internacionales y, por otra, hacemos una labor importante de formación con estudiantes universitarios y de formación profesional, a través de nuestro programa anual de prácticas o a través de actividades docentes en colaboración con varias universidades.
"El chip europeo del futuro será el resultado de un ecosistema colaborativo donde la nueva planta de semiconductores InnoFAB jugará un papel clave"
Estados Unidos y China protagonizan una carrera tecnológica sin precedentes. ¿Cómo afecta esta situación a la transferencia de tecnología en el campo de la física y de la luz sincrotrón? ¿Qué posición juega Europa?
La ciencia sigue siendo, en gran medida, un espacio de colaboración internacional, pero es cierto que en la presente situación geopolítica la necesidad de mantener una autonomía estratégica en Europa es cada vez más evidente, como bien ha explicado Mario Draghi en su informe sobre la competitividad. Europa, que ha apostado mucho por la libre circulación del conocimiento, tiene cada vez más claro que necesita desarrollar tecnologías propias en aquellos sectores que son necesarios para el bienestar de los ciudadanos. Las infraestructuras como ALBA son instrumentos esenciales para conseguir esta autonomía.
¿En qué consiste el acuerdo de colaboración entre ALBA y el proyecto HEPS en China?
HEPS es la primera fuente de luz de sincrotrón de cuarta generación de China. El acuerdo que firmamos entre ALBA y HEPS se basa en la colaboración científica y tecnológica entre las dos instituciones. Permite el intercambio de personal, la organización de simposios y congresos, y realizar experimentos conjuntos sobre ciencia de sincrotrón. Significa un paso hacia adelante para conectar la ciencia entre continentes, mejorando el intercambio de conocimientos y la capacidad de investigación conjunta.
¿Qué retos de gestión implica una infraestructura de esta escala?
Gestionar una infraestructura tan compleja como ALBA implica conjugar necesidades técnicas y científicas de máximo nivel con la gestión económica y de personal del equipo necesario para llevarlo a cabo.
Requiere de una planificación muy detallada a largo plazo, para la cual el apoyo de las administraciones es esencial, como se ha demostrado en nuestro caso con la reciente aprobación del presupuesto hasta el 2038.
Y se necesita una buena coordinación interna, así como con la comunidad de usuarios y con los colaboradores externos.
¿Cómo evolucionará la relación entre sincrotrones, IA y computación? ¿Cuál es su relación con el Barcelona Supercomputing Center (BSC)? ¿Quién diseñará el chip europeo del futuro?
La computación y la inteligencia artificial son hoy en día uno de los componentes principales de los sincrotrones. Los sincrotrones incorporamos los procesos de machine learning en el desarrollo de nuestros experimentos y en el diseño de los aceleradores. Generamos volúmenes masivos de datos cuyo análisis avanzado es posible gracias a las metodologías de IA.
Nuestra relación con el Barcelona Supercomputing Center, con quien compartimos algunas características, siendo ambas instituciones dos de las ICTS (Infraestructuras Científico Técnicas Singulares) más destacadas del país, está evolucionando hacia una mayor colaboración en términos de desarrollo de metodologías para el análisis de datos y las simulaciones, y participación en programas europeos con diferentes partners.
En cuanto al chip europeo del futuro, será el resultado de un ecosistema colaborativo donde la nueva planta de semiconductores InnoFAB –-situada junto al Sincrotrón ALBA, lo que le permitirá analizar los chips a escala nanométrica-- jugará un papel clave, con la colaboración de infraestructuras como ALBA y otros centros de investigación para el desarrollo y caracterización de materiales.