INAOE, un centro de investigación en México con reconocimiento internacional
- Fue la primera institución científica fundada fuera de la Ciudad de México hace 43 años.
- Lidera uno de los proyectos más importantes en astrofísica del país: el Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano (GTM).
Por Susana Paz
Santa María Tonantzintla, Puebla. 22 de octubre de 2014 (Agencia Informativa Conacyt).- El Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) lleva 43 años generando conocimiento mientras examina el cielo. Fue creado el 11 de noviembre de 1971 por decreto presidencial y sus antecedentes constituyen la propia historia de la astronomía mexicana pues se asocian a sus grandes precursores: Luis Enrique Erro, Guillermo Haro y Antonio Serrano. No obstante, a su reconocimiento en astrofísica sobresalen a nivel internacional todas sus áreas de investigación: óptica, electrónica y ciencias computacionales.
“Tenemos un instituto de primera línea, con investigadores que hacen estudios del más alto nivel y son figuras reconocidas en los campos de la astrofísica en casi todas las subdisciplinas. También está el GTM que es una nueva infraestructura que ha comenzado a dar sus frutos; la comunidad científica está esperando los primeros resultados que apenas se van a publicar”, afirmó la coordinadora de Astrofísica, Itziar Aretxaga.
Para el coordinador de Óptica, David Sánchez de la Llave, quien lleva 15 años trabajando en la instancia, la contribución a nivel internacional es muy importante: “El INAOE es líder en cuanto a la calidad de sus publicaciones. Tenemos varios investigadores que publican en revistas de alto nivel, nacionales e internacionales, y que son muy citados. Además, hacemos una gran labor en la formación de recursos humanos”.
De acuerdo con información del Conacyt, el INAOE fue la primera institución científica fundada fuera de la Ciudad de México y es promotor de uno de los proyectos científicos mexicano-estadounidense más ambiciosos en la historia del país: el GTM. También participa en el proyecto Gran Telescopio Canarias, es socio tecnológico de la Secretaría de Marina y sede del Programa Internacional de Astrofísica Avanzada Guillermo Haro del Observatorio Virtual Mexicano; del Laboratorio Nacional de Nanoelectrónica del Centro de Desarrollo de MEMS (sistemas microelectromecánicos); y del Centro Regional de Enseñanza de la Ciencia y Tecnología Espaciales para América Latina y el Caribe, campus México, entre numerosos proyectos.
Un ambiente boscoso y aire frío de montaña definen el campus. A la sede de Santa María Tonantzintla llegan estudiantes de todas partes de México y del mundo. En este reportaje se abordan aspectos de este centro de investigación del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt).
Historia que mira al cielo
El INAOE es heredero de una gran tradición científica que data de 1942, cuando Luis Enrique Erro fundó el Observatorio Astrofísico Nacional de Tonantzintla. Además de ser astrónomo aficionado, Erro fue un político y educador que fundó la Escuela Nacional Politécnica, antecesora del Instituto Politécnico Nacional (IPN).
Fue director del Observatorio de Tonantzintla en donde, en colaboración con astrónomos del Observatorio de Harvard, instalaron la Cámara Schmidt, uno de los mejores instrumentos de la época, además del telescopio solar que él mismo donó. El trabajo realizado con la Cámara Schmidt quedó plasmado en una colección de más de 15 mil placas astronómicas, considerada como una de las más completas del mundo de acuerdo con el instituto, pues cuenta con observaciones desde 1944.
En 1968 asumió la dirección Guillermo Haro Barraza, después de dejar el Instituto de Astronomía de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). Para Raúl Mújica García, investigador del INAOE, parte de las grandes áreas de estudio que componen el instituto tienen su origen en función de lo que requería la astronomía. En un artículo titulado INAOE, 60 Años de Investigación Científica, afirmó: “Guillermo Haro conocía la importancia de la óptica y la electrónica para la astronomía, e impulsó la transformación del Observatorio Astrofísico Nacional de Tonantzintla a un Instituto Nacional de Investigación que contemplara las tres áreas”.
El proyecto dio origen a que el 12 de noviembre de 1971 se expidiera el decreto para crear el INAOE. Se desarrollaron desde entonces campos amplios en las grandes disciplinas que componen actualmente sus coordinaciones: Astrofísica, Óptica y Electrónica. De más reciente creación fue el área de Ciencias Computacionales, de la cual se aprobaron en 1997 sus programas de maestría y doctorado, que iniciaron un año después. En 1999 se creó el programa en esta área, que en 2001 se convirtió en Coordinación de Ciencias Computacionales.
Alcanzar una estrella
De acuerdo con la coordinación de Astrofísica del INAOE, la astronomía es una de las ciencias más antiguas que busca explicar los fenómenos del universo utilizando los conocimientos de la física y otras ciencias afines. También pretende determinar el origen, formación y evolución de los diferentes objetos celestes: planetas, estrellas y galaxias. Con 35 científicos, de los cuales 31 pertenecen al Sistema Nacional de Investigadores (SNI), la Coordinación de Astrofísica del INAOE “cubre un espectro muy grande de temas en astrofísica e instrumentación astronómica”, explicó la investigadora y coordinadora del área, Itziar Aretxaga.
En esta coordinación se imparten los programas de maestría y doctorado en Astrofísica, que siguen las líneas de investigación en Astronomía Extragaláctica y Cosmología; Astronomía Galáctica; Astronomía Estelar; Instrumentación Astronómica y Astronomía Milimétrica y Radioastronomía.
Al ser una de las áreas que más aportan al desarrollo de tecnología de punta, los últimos adelantos astronómicos están relacionados con los avances de nuevas técnicas de observación y el uso de modernos y potentes telescopios. Así, la investigación astronómica se realiza en el Observatorio Astrofísico Guillermo Haro, ubicado en Cananea, Sonora, que cuenta con un telescopio de 2.12 metros de diámetro, y con el Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano (GTM), ubicado en el volcán Sierra Negra de Puebla; además de la colaboración en el desarrollo del Gran Telescopio Canarias (GTC).
“Se tienen varios proyectos. Con el GTM hay un interés muy grande de nuestros investigadores y estudiantes para utilizarlo, alrededor de un 70 por ciento han solicitado tiempo y eso es un paso muy grande en el uso de esta infraestructura. Anteriormente, el número de personas que utilizábamos telescopios en ondas milimétricas era mucho más pequeño, así que eso significa una transición importante, el ir de ondas en el telescopio óptico o infrarrojo a ondas milimétricas”, afirmó la doctora Aretxaga.
Pero además del GTM, existen diversos proyectos importantes: “Hay un grupo de investigadores que están trabajando en una infraestructura denominada HAWC (detección de radiación a muy alta energía y rayos cósmicos). También se participa en el telescopio de las Islas Canarias de cuatro metros, para el cual se están desarrollando instrumentos de óptica; también tenemos un proyecto conjunto con la UNAM para construir un telescopio en San Pedro Mártir, Baja California, del que el INAOE será propietario primario del espejo”, explicó.
A su juicio, en este momento el área a su cargo está apoyando la construcción y explotación de la nueva infraestructura científica para tener una mayor competitividad en sus estudios e investigaciones a nivel nacional e internacional “y que eso genere más interés por la astrofísica, más atracción de estudiantes hacia nuestra rama y más generación de conocimiento y derrama científica en el país”, puntualizó la investigadora.
Los misterios de la luz
¿Qué es la óptica?“Es el estudio de la generación, propagación, detección de la luz, y de su interacción con la materia. Todo aquello que tenga que ver en cómo se produce, cómo se transporta y cómo interactúa con el medio físico con el que se propaga”, dijo el doctor David Sánchez de la Llave. |
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Conformada por 36 investigadores, 44 estudiantes en el programa doctoral y 24 en maestría, la Coordinación de Óptica fue creada en el mismo momento que se fundó el INAOE. Sus dos posgrados, maestría y doctorado en Ciencias con especialidad en Óptica, son los más antiguos del instituto; la maestría está catalogada como de competencia internacional por el Conacyt, y el doctorado pertenece al Padrón Nacional de Posgrados de Calidad del mismo consejo.
Las líneas de investigación comprenden Biofotónica, que es la relación de la óptica con aplicaciones médicas o biomédicas; Fotónica; Instrumentación óptica y metrología; Óptica cuántica; Óptica estadística; Óptica física; Optoelectrónica y Procesado de imágenes.
De acuerdo al coordinador del área, David Sánchez de la Llave, son diversos los proyectos que se trabajan y los retos son amplios, pero los más importantes tienen que ver con la generación y formación de recursos humanos. En cuanto a la infraestructura, cuentan con más de 20 laboratorios equipados para realizar investigación, dos para prácticas, un taller mecánico y uno de óptica, con la capacidad de producir componentes ópticos convencionales para la investigación, docencia y desarrollo tecnológico.
Históricamente, afirma el doctor Sánchez de la Llave, el taller de óptica ha sido relevante porque fue en el que se pulió el primer telescopio del INAOE que ahora está en Cananea, Sonora: “El taller vende servicios fabricando componentes ópticas y, ahora en particular, está involucrado en un proyecto en las Islas Canarias”.
Para Rubén Ramos García, investigador de este departamento y con 17 años de trayectoria en el INAOE, fue con la llegada de un grupo de estudiantes del Centro de Investigaciones en Óptica y de investigadores rusos que arribaron en los 90, que se empezaron a desarrollar nuevas áreas en la óptica. “A partir de 1991 comenzó a crecer mucho y a tener más campo de investigación. Actualmente, es uno de los líderes a nivel nacional en investigación básica, formación de recursos y tecnología”, afirmó.
“Es fascinante manejar la luz y experimentar con ella. Me interesé en el INAOE a partir de una escuela de verano que organizan. Es una gran experiencia académica estar aquí." - Julián Ramírez, 27 años, Universidad de Guanajuato, Maestría en Óptica.
Fuerza productiva
¿Qué es la electrónica?Es un campo de la física que ofrece un área de estudio que abarca los sistemas de comunicación, control, automatización, procesamiento de información y cómputo, basados todos ellos en circuitos y sistemas electrónicos de gran complejidad y velocidad. |
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La Coordinación de Electrónica cuenta con 35 investigadores organizados en cuatro grupos y 21 técnicos asignados a los diferentes laboratorios. Los ejes de este departamento son la generación de ciencia básica y la formación de recursos humanos. Al año, recibe entre 20 y 30 estudiantes de maestría y de cinco a 10 de doctorado. “Afortunadamente nosotros los preparamos para que se incorporen a la fuerza productiva del país, muchos egresados de aquí trabajan en grandes compañías del área y otros se incorporan a la academia”, afirmó Reydezel Torres Torres, investigador de la Coordinación de Electrónica. Las cuatro líneas de investigación principales, explica el doctor Torres, son la de Instrumentación, que se dedica al desarrollo tecnológico e implementación de prototipos para la solución de problemas a corto plazo; Diseño de circuitos integrados, es decir, quienes se encargan de la creación de soluciones electrónicas que permitan la implementación de dispositivos, celulares, computadoras a nivel nanométrico, hasta micrómetros; Microelectrónica, que es el desarrollo de sensores y tecnologías para la implementación de los circuitos; y Comunicaciones, que está enfocada principalmente al análisis y tratamiento de señales. Para el investigador, el objetivo común de estas líneas gira en torno a dos metas principales: “Primero, cuál es el producto que vamos a generar como institución, los desarrollos científicos y tecnológicos que se ven reflejados en el número de publicaciones, número de patentes, desarrollos tecnológicos que se entregan a cierta institución; y segundo, y diría yo más importante, la generación de los recursos humanos que egresan del INAOE”. Aseguró que lo que le brinda más satisfacción es “cuando sale un muchacho de maestría o doctorado y no tiene que batallar para encontrar trabajo haciendo algo para lo que estudió; esa es una satisfacción increíble, muy grande, incluso mayor que si publico en una revista muy importante; eso es relevante, pero no tanto como ver que los alumnos son exitosos”. Los posgrados que se imparten son maestría y doctorado en Ciencias en la especialidad de Electrónica. Algunos ejes temáticos lo conforman las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones, Nanotecnología y el área de Energía.
"Es una institución en la que están los mejores maestros del ramo y ofrece óptimas instalaciones." -Svetlana Cejas, 32 años, Puebla, UAP. Doctorado en Ciencias con especialidad en Electrónica. Alumna del Dr. Reydezel desde la maestría. Al finalizar el doctorado viajará a Estados Unidos contratada por una empresa para hacer desarrollos tecnológicos en el área electrónica.
Ciencia básica y sociedad
Para el investigador y profesor titular, Enrique Muñoz de Cote Flores Luna, quien pertenece al Comité de Difusión de la Coordinación de Ciencias Computacionales, “para empezar, el área de Computación no está en el nombre del INAOE, desde ahí es ya un reto. Tratamos de hacer que la gente conozca que aquí se hace computación, y que en realidad somos uno de los más centros mas importantes, que tenemos un centro de computación único en todo el país, donde todo su personal pertenece al SNI. No somos el más grande, pero sí nos acercamos. Tenemos presencia a nivel internacional y la investigación que se hace es de mucha calidad. Casi todos los profesores son editores o revisores de alguna revista prestigiosa”, explicó.
La Coordinación de Ciencias Computacionales está conformada por 22 investigadores, más tres nuevos a partir de enero, y todos pertenecen al SNI. Imparte los posgrados de maestría y doctorado en Ciencias Computacionales. Las líneas de investigación son: Aprendizaje computacional y reconocimiento de patrones; Cómputo ubicuo y Cómputo reconfigurable; Procesamiento de bioseñales y computación médica; Robótica; Tecnologías del lenguaje y Visión por computadora.
Para el doctor Muñoz de Cote, el enfoque de esta coordinación es no estar alejados de la sociedad. En ese sentido, el Laboratorio de Robótica tiene un área denominada Robótica de Servicio, en la que trabajan en proyectos sobre seguridad; también hacen investigaciones para desarrollar ciudades inteligentes y ofrecer soluciones de tráfico, y en el área de energía para reducir el consumo energético y la huella de carbono. Entre los proyectos más importantes actualmente están los trabajos sobre las energías renovables en la rama eólica, denominado Centro Mexicano de Innovación en Energías (Cemie) y que involucra al Instituto de Investigaciones Eléctricas.
¿Qué son las ciencas computacionales?"Sientan las bases para el desarrollo de nuevos programas y sistemas (software) desde un punto de vista científico y no sólo operativo, auxiliándose de ciencias como las matemáticas, la física y otras. Gracias a ellas, es posible crear nuevos modelos de sistemas que representen y procesen fenómenos naturales y sociales." Fuente: Universidad de Guadalajara. |
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“Nosotros hacemos ciencia básica, ese es nuestro fuerte en cualquiera de las cuatro áreas, pero tratamos de no despegarnos de la sociedad porque a veces pasa eso, que estamos haciendo ciencia muy encerrados en la oficina sin poco conocimiento del impacto que pueda tener”, puntualizó.
“Recibí buenas recomendaciones de la institución, me queda cerca de mi casa, como a dos horas de viaje. Es pesado, como por ejemplo la materia de algoritmia, pero seguimos vivos y vale la pena.” -Rodolfo Riqueño Zúñiga, 26 años, BUAP, Maestría en Ciencias Computacionales.
Ciencia en todas partes
El INAOE ofrece diversas actividades para acercar a los niños y jóvenes a la ciencia. Periódicamente organizan actividades de difusión científica en la región, talleres, olimpiadas, ferias de lectura y, desde luego, seminarios y eventos académicos de alto nivel.
Su biblioteca, Luis Enrique Erro, especializada en astrofísica, óptica, electrónica y ciencias computacionales, conserva un acervo muy importante. También ofrece visitas escolares a su sede en Tonantzintla, observaciones nocturnas en la Cámara Schmidt y visitas guiadas al GTM, en el volcán Sierra Negra; todas ellas sin costo.
Subir y bajar el cielo
Para llegar al GTM hay que dirigirse al Pico de Orizaba y el Tliltépetl (volcán Sierra Negra). Después de dos horas de camino desde Tonantzintla, sede del INAOE. Debe de ser muy temprano para que el cielo sea benevolente. El panorama muestra lo mejor de esta temporada: campos sembrados de maíz y flores amarillas bordean el camino de terracería. Algunos tramos adoquinados aparecen de vez en cuando. A sus faldas, en los pueblos de Temaxlaquilla y Atzizintla, caminan mujeres envueltas en sus rebozos; la mañana es fría y la neblina esconde las casas. Los borregos pasan frente al auto y se tiene que ir a su paso hasta que el pastor los conduzca a la orilla del camino. El panorama es límpido. El Pico de Orizaba, el volcán más alto del país con 5 mil 610 metros sobre el nivel del mar, muestra su cima nevada y el cielo azul intenso anuncia una mañana helada.
El GTM se encuentra en el volcán Sierra Negra, a 4 mil 581 metros sobre el nivel del mar dentro del Parque Nacional Pico de Orizaba en el municipio de Atzitzintla, Puebla. La ubicación tiene tintes ancestrales, en el volcán se halló material arqueológico, más de 100 restos de obsidiana y cerámica fechados entre el 700 a 1200 d.C.
El GTM es el telescopio milimétrico más grande del mundo diseñado para hacer observaciones astronómicas en longitudes de onda de 0.85 a cuatro milímetros. Es un proyecto binacional entre México y Estados Unidos, que lidera el INAOE y la Universidad de Massachusetts Amherts. Según el instituto, representa el instrumento científico más grande y complejo construido en el país. Mide 50 metros, igual que una alberca olímpica, y pesa 2 mil toneladas. Tardaron en su construcción alrededor 10 años y tuvo una inversión de cerca de mil 500 millones de pesos.
Justo en octubre inició su tercer ciclo de observaciones que durará siete meses y medio, y en breve serán publicados los primeros resultados de la segunda campaña de observación científica. En este instrumento se ha iniciado la exploración de los procesos físicos que controlan la formación y evolución de sistemas planetarios, estrellas, hoyos negros y galaxias a través de los 13.7 mil millones de años de historia del universo.
“Del GTM es de fundamental importancia sacar el máximo provecho científico y tecnológico. Los mexicanos han contribuido a su construcción, con sus impuestos. Es una de las infraestructuras de mayor costo que se han construido en el país y es muy competitiva a nivel mundial, a pesar de que están funcionando apenas 30 metros. Eso nos pone en una situación muy privilegiada y coloca a México en el panorama internacional en la radioastronomía. Pero también implica muchas responsabilidades”, expresó el director científico del GTM, Miguel Chávez Dagostino.
Ya arriba, en la cima, el clima es extremo y falta el oxígeno en un 40 por ciento. La temperatura puede ser de hasta cero grados Celsius y la radiación ultravioleta es fuerte. El camino sinuoso ya fue suficiente para provocar mareos. Para subir al GTM, hay que tomar ciertas consideraciones. Llevar ropa abrigadora, guantes, botas, usar bloqueador y lentes para sol, que es lo que recomiendan los encargados. Los miércoles se permiten visitas guiadas, que no tienen ningún costo pero que exigen algunos requisitos: no es recomendable el ascenso a personas con problemas o antecedentes cardiacos, respiratorios, niños y adolescentes menores de 16 años y mujeres embarazadas.
Se pueden desarrollar síntomas leves del “mal de montaña”, como dolor de cabeza, somnolencia, náusea, falta de aliento, tos seca o vértigos. Si éstos persisten o se intensifican, se tienen que reportar al responsable de la visita. El área cuenta con equipo de primeros auxilios, oxígeno y personal capacitado para responder a una emergencia médica. Según Janina Nava, coordinadora de divulgación del GTM, por semana atienden de 40 a 50 visitantes, lo único que hay que hacer es mandar un correo a Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.. Al año, el promedio es de mil 800 personas que hacen la visita. El ascenso no es trivial, son 12 kilómetros de terracería con pendientes elevadas, se requiere un vehículo de doble tracción, en caso de que no lo tengan, nosotros los contactamos con gente de la localidad que ofrecen el servicio”.
Al final, después de estar en las entrañas del telescopio, tocar las nubes todavía más arriba de la cima y aspirar oxígeno por medio de una mascarilla, se sentirá la grandeza e insignificancia del ser humano, en su ancestral manía de examinar el cielo y preguntarse qué es lo que hay más allá de lo que sus propios ojos pueden mirar.
Cámara SchmidtEs un telescopio catadióptrico, es decir, que combina espejos y lentes en su diseño. La lente principal de la Schmidt de Tonantzintla es de 27 pulgadas, y el espejo esférico de 31 pulgadas. La óptica fue manufacturada por la firma Perkin Elmer y las partes mecánicas en los talleres del Observatorio de Harvard. En esa época, resultó uno de los telescopios más potentes de su tipo en el mundo con el que se hicieron numerosos descubrimientos. El INAOE tiene una colección de alrededor de 15 mil placas astro-fotográficas obtenidas con esta cámara de diversas regiones de la bóveda celeste, principalmente de las constelaciones de Orión, el Toro, Cáncer, Escorpio, Sagitario, Osa Mayor, Osa Mayor, entre otras. |
Numeralia• Investigadores: 124 (hombres 109, mujeres 15) • Estudiantes: 374 (hombres 266, mujeres 81) • Estudiantes de nuevo ingreso: 82 • Egresados en toda su trayectoria: mil 628 • Ofrece cuatro maestrías y cuatro doctorados |
