CIO: 35 años de investigación en óptica
Por Ana Luisa Guerrero
León, Guanajuato. 15 de junio de 2015 (Agencia Informativa Conacyt).- Hace 35 años, la inquietud de Daniel Malacara Hernández, el primer mexicano doctorado en óptica, vio la luz: nació el Centro de Investigaciones en Óptica (CIO).
El 18 de abril de 1980 se firmó el acta constitutiva de una nueva institución que tenía la encomienda de hacer investigación científica y tecnológica para aplicarla en la industria del bajío mexicano, al ubicarla en la ciudad de León, Guanajuato. En sus inicios solo tenía cuatro investigadores y un modesto edificio.
La idea visionaria del doctor Malacara Hernández era crear en México un centro de alto nivel dedicado exclusivamente al estudio de la óptica, una rama del conocimiento que veía como pieza 
fundamental del desarrollo, la innovación y la tecnología.
A más de tres décadas, esos principios fundacionales se siguen cumpliendo para colocar al CIO como un referente nacional e internacional de los trabajos en óptica y fotónica.
En su 35 aniversario, que coincide con la celebración del Año Internacional de la Luz, el CIO se ha consolidado dentro del Sistema de Centros Públicos de Investigación del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) contribuyendo al conocimiento y la investigación en temas de energía, como su generación, manejo, ahorro y almacenamiento; en la salud sobre todo en el área de biofotónica para diagnóstico, imagen y terapia; así como en el área de alimentos y manufactura.
Con una comunidad de 56 investigadores, cerca de 150 estudiantes y 125 trabajadores, la institución impulsa las fronteras del conocimiento y su aplicación en el sector productivo y social del país, así como el desarrollo y la transferencia de tecnología. A lo largo de este tiempo ha crecido: actualmente tiene nueve edificios y 38 laboratorios; esta expansión le permitió crear la Unidad Aguascalientes.
Para su director, el doctor Elder de la Rosa Cruz, el trabajo que se realiza es de tal importancia que se ve reflejado en la investigación fundamental y en los proyectos de vinculación con la industria de la región, estos últimos suman un promedio de 30 cada año.
“A lo largo de este tiempo hemos venido trabajando en la consolidación de la institución, promoviendo el desarrollo de investigación que termine en aplicaciones en los diferentes sectores productivos de la región, como el automotriz y aeronáutico”, refirió.
El doctor en Óptica por el CIO consideró que otra característica de la institución es formar recursos humanos altamente capacitados con programas de maestría y doctorado de calidad internacional
“Hemos evaluado a más de 400 estudiantes y están distinguiéndose en todo el país trabajando para la academia, la industria, otros en el extranjero; eso nos fortalece como institución”, añadió.
De la Rosa Cruz reconoció los avances del centro sin caer en la autocomplacencia, pues destacó los retos que deben afrontar como tener programas más competitivos a nivel internacional: “Lo que significa que la investigación que realizamos deba estar en la frontera de la ciencia para que los resultados que obtenemos sean reconocidos”.
Asimismo, el desafío de que sus trabajos tengan alto impacto en los diversos sectores industriales para que cada vez más empresas se acerquen al centro.
“El reto con la industria es importante, queremos que la investigación impacte en la sociedad y se convierta en proyectos tecnológicos, la idea es promover que el sector industrial le apueste más al desarrollo tecnológico y que tenga mejores condiciones para competir”, apuntó.
En el área de la investigación, señaló que han desarrollado trabajos para la detección de cáncer, desarrollo de celdas solares más eficientes y económicas, controles de calidad para la manufactura con industria automotriz y drones para la industria aeronáutica. Además, han creado tecnología de aplicación en equipo agrícola y de construcción, así como un método de diagnóstico temprano del deterioro del pie diabético a través de imágenes con rayos láser.
Áreas de investigación
En los laboratorios y aulas del CIO se estudia la luz, sus propiedades y la forma en que se comporta y se manifiesta. Las investigaciones en este centro se dividen en varias áreas.
Una de ellas, detalló el entrevistado, es la de Fibras Ópticas y Láseres, en la que se hace investigación básica de los procesos de generación, amplificación y propagación de la luz en una guía de onda cilíndrica (es decir, fibra óptica) para desarrollar tecnologías aplicadas al área de comunicaciones, salud y generación de energía, entre otras.
Así, se han diseñado y fabricado fibras ópticas microestructuradas, propagación de la radiación en fibras estrechadas, generación de radiación láser pulsada y continua, emisión láser aprovechando la generación de efectos no lineales por la presencia de iones de elementos lantánidos como el iterbio (Yb), erbio (Er) o tulio (Tm) en el núcleo de la fibra óptica; así como el desarrollo de sistemas de fibra óptica para medir variables físicas, químicas o biológicas del medio vecino.
El doctor De la Rosa añadió que otra área de investigación es la Ingeniería Óptica, que estudia los instrumentos ópticos en sus tres aspectos: diseño, fabricación y control de calidad. Su campo de aplicación son las técnicas ópticas para el estudio y análisis del cuerpo humano por medio de múltiples mecanismos formadores de imágenes, como la holografía óptica y acústica, la fotoacústica, el infrarrojo y el procesamiento digital de imágenes médicas.
Por su parte, el área de Nanofotónica estudia la propagación e interacción de la radiación óptica con la materia a una escala por debajo de la longitud de onda, llamada escala nanométrica. También los efectos ópticos que emergen de la interacción de la luz con superficies e interfaces a escala nanométrica o con materiales nanoestructurados abren una gama de aplicaciones en diferentes campos.
En esos laboratorios desarrollan prototipos de celdas solares, sistemas luminiscentes eficientes para pantallas o iluminación de bajo consumo energético, sistemas de señalización lumínica persistentes, aplicaciones biomédicas, incluyendo diagnóstico y terapia de padecimientos médicos, así como la obtención de bioimágenes.
A decir del especialista, las investigaciones en esta área impactan en el desarrollo de técnicas y procesos para la detección molecular. “Esto tiene que ver con la detección de enfermedades de manera temprana para que podamos atenderlas de la mejor manera y con tratamientos adecuados”, indicó.
El área de Investigación de Óptica no Lineal estudia los fenómenos que se generan a partir de la interacción de la materia con haces de luz intensos, los cuales se obtienen de fuentes láser; un ejemplo de esos fenómenos son la conversión de frecuencias ópticas, la absorción multifotónica, autoenfocamiento o desenfocamiento de la luz, el efecto Raman, la modulación del índice de refracción y el mezclado de onda, entre otros.
En tanto que el área de Pruebas Ópticas no Destructivas se encarga de desarrollar nuevas técnicas y métodos no destructivos para detectar cambios en toda la superficie de un objeto bajo análisis. Así, el objeto es iluminado ya sea con luz láser o luz blanca para evitar cualquier tipo interacción mecánica sobre su estructura y composición. De esta manera, explicó el entrevistado, se puede medir la deformación, esfuerzo, distancia, tensión, fracturas, densidad, temperatura, propagación de ondas mecánicas, flujo volumétrico, vibraciones, velocidad, concentración, rugosidad, forma y presión, en escalas de nanómetros a centímetros.
Formación de capital humano
Por vocación, el CIO ofrece un posgrado competitivo en óptica para formar capital humano de primer nivel. Para ello, tiene la meta de ser el centro que ofrece el mejor posgrado a nivel nacional.
“Queremos convertir nuestros programas de posgrado en uno de los insignia a nivel nacional. Nuestros programas están muy bien calificados y está demostrada su pertinencia porque nuestros egresados encuentran rápidamente una posición laboral ya sea en la academia, la industria o en el extranjero”, detalló el doctor De la Rosa.
El CIO ofrece dos programas de competencia internacional: doctorado y maestría en Ciencias (Óptica) y una maestría en Optomecatrónica, de categoría en desarrollo; los cuales se encuentran dentro del Programa Nacional de Posgrados de Calidad (PNPC) del Conacyt, que reconoce los núcleos académicos, altas tasas de graduación, infraestructura necesaria y alta productividad científica o tecnológica.
Asimismo, el centro tiene un programa de colaboración con la División de Ciencias e Ingenierías de la Universidad de Guanajuato, para la impartición de cursos de la licenciatura en Física e Ingeniería Física.
Unidad Aguascalientes
El crecimiento en las actividades de investigación permitieron que el CIO ampliara su campo de acción con la instalación de la Unidad Aguascalientes, que actualmente realiza investigación básica en el área de biofotónica.
En sus instalaciones se desarrolla la espectroscopía Raman para el análisis de muestras tanto de origen animal como vegetal, y se ha utilizado en la manipulación de materiales semiconductores, fibras textiles, óxidos, plásticos y materiales usados en obras de arte.
Nuevos retos
Para el director general, los primeros 35 años del CIO son significativos porque se ha consolidado su vinculación con la industria, manteniendo un equilibrio entre la investigación fundamental y la aplicada.
“No podemos decir que estamos satisfechos, necesitamos todavía redoblar esfuerzos para tener mayor impacto en el sector. Somos un centro que de origen está dedicado a la investigación fundamental, donde el componente de aplicación no es tan dominante, pero hacemos el esfuerzo para que cada vez más haya mayor participación”, refirió.
Elder de la Rosa aseveró que, a manera personal, es un honor dirigir una institución como el CIO porque todos los días se enfrentan a nuevos retos que representan oportunidades de crecimiento.
“Estar al frente de una institución como esta es un honor y creemos que estamos en el camino correcto para poder convertir a la institución en los primeros planos a nivel internacional”, concluyó.
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