A partir de 2025, Hidalgo pondrá en marcha el Centro de Investigación en Nanomateriales, Robótica e Inteligencia Artificial y Centro de Servicios Científicos y Tecnológicos (en su primera etapa).
Inversión
De acuerdo con el titular del Consejo de Ciencia, Tecnología e Innovación (Citnova), Francisco Patiño Cardona, se pretende que tanto investigadores, académicos y empresas utilicen el equipo, esto para generar ingresos que permitan no sólo su mantenimiento, sino también invertir en nuevo equipo científico para ampliar los servicios que puede ofrecer esta infraestructura.
Aunque las cuotas de que deben cubrir las personas para acceder al Microscopio Electrónico de Barrido (MEB) con Espectroscopia de Energía Dispersiva (EDS), Difractómetro de Rayos X (DRX), Microscopio de Fuerza Atómica (MFA) y Espectrómetro de Plasma de Inducción Acoplada, serán aprobadas dentro de la Ley de Ingresos de Hidalgo y entrarán en vigor hasta enero de 2025; en entrevista con este medio Patiño Cardona adelantó sobre la estimación de estos costos.
Después de un análisis de costos, estudio de mercado, así como cálculo de desgaste y mantenimiento de este equipo recién adquirido, se prevé una cuota mínima por hora de sesión por monto de 28 veces la Unidad de Medida y Actualización (UMA), cuyo valor en este 2024 es de 108.57 pesos, es decir que asciende a un costo de tres mil 39.96 pesos la hora en el uso de equipo como el Microscopio Electrónico de Barrido (MEB) con Espectroscopia de Energía Dispersiva (EDS), Microscopio de Fuerza Atómica (MFA) y Espectrómetro de Plasma de Inducción Acoplada; mientras que para el Difractómetro de Rayos X (DRX) se estima un costo mínimo de entre tres mil 500 y cuatro mil pesos por sesión de una hora.
El equipo especial
MILENIO efectuó un recorrido con doctores especializados y certificados para utilizar este equipo ubicado en el Citnova, para conocer a detalle su funcionamiento y sus aplicaciones en la iniciativa privada; el doctor investigador y director de área de la dependencia estatal Antonio Azpeitia Vera, explicó el uso que puede tener el Microscopio Electrónico de Barrido (MEB) con Espectroscopia de Energía Dispersiva (EDS), el cual consta de resistencias de energía concentrada, las cuales direccionan para que los lectores, compuestos por imanes en lugar de lentes, unifiquen la dirección de electrones y da un análisis de la muestra que buscan conocer su composición.
La cámara donde se coloca la muestra se cierra a vacío y realiza un barrido de haz de electrones, lo cual genera una imagen topográfica del elemento o material que están analizando, este tipo de equipo sólo se tiene en tres instituciones en México, uno en la Secretaría de la Defensa Nacional (Sedena), uno más en la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y el que se ubica en el Citnova, lo cual facilita que las empresas puedan acudir a Hidalgo a realizar sus investigaciones.
“El plus del equipo es que cuenta con un rayo catódico de electrones electro dispersados, este cátodo de energía que incide en el barrido y detecta los elementos que lo componen, vemos un análisis EDS, refleja una muestra topográfica de qué elementos componen a la muestra, sus partículas conglomeradas y la figura de la propia muestra, es un equipo de última generación, por lo cual no necesita ‘sputering’, es decir la incorporación de partículas oro o plata para que sea conductora y puedan transmitir una imagen, eso aumentaba el costo ya que una muestra que necesita cinco gramos de oro para este efecto representaba un costo adicional de cerca de cinco mil pesos por el costo del metal”, manifestó.
El equipo está disponible para uso dentro de la industria de biotecnología, alimentos, uso del litio, muestras mineralógicas, médicas a través del análisis de tejidos, entre otros; en cuanto a los costos serán definidos a partir de enero del 2025, una vez que se publiquen las tarifas en la Ley de Ingresos del estado, pero será una cuota fija para toda la comunidad.
De última generación
Por cuanto hace al Difractómetro de Rayos X (DRX), el doctor investigador Hernán Islas Vázquez, detalló sobre su uso, donde se analiza una muestra en forma de polvo, generando películas delgadas de nanomateriales, dando como resultado una especie de huella dactilar de los elementos que la componen; estos datos recopilados pasan a través de un software y son enviados a una computadora que da como resultado un difractograma con las características del material, además hace una comparación con datos de referencia de 240 mil patrones de difracción conocidos, dando un análisis cualitativo del material en evaluación.
Los servicios de este equipo se emplean principalmente en el desarrollo de nuevos materiales, en la industria de energía, sobre todo en los ánodos y cátodos, para ver su pureza; en la industria metal mecánica, ferroviaria, en el análisis de su fase cristaliza y determinar sus componentes y propiedades mecánicas del material; uniones de soldaduras, tratamiento técnico para evaluar fallas en la calidad de material; en la industria de minería para conocer el material que está extrayendo y determinar la metodología para extraer el elemento deseable con mejores resultados; medicina, lo que es farmacéutica, pureza de compuestos, entre otras aplicaciones.
En tanto el Microscopio de Fuerza Atómica (MFA), explicó el doctor investigador Osvaldo Delgado Vasallo, cuenta con una micropalanca, que actúa como una aguja, y que termina en una punta sumamente fina, de manera tal que los átomos de ésta se acoplan y permite los átomos de la superficie interactúan con un barrido, se recorre toda la muestra; dicha interacción atómica hace menor o mayor fricción de acuerdo a la composición de la muestra; en tanto, un láser incide sobre la micropalanca y refleja lo se detecta, estas variaciones del haz de luz forma una topografía de las muestra a nivel nanométrico atómico, lo que permite estudiar esa topografía, rugosidad del elemento, a nivel atómico y cómo se distribuye esa rugosidad.
“Por ejemplo si crezco un material semiconductor en un vidrio, una capa fina de ese material, sus átomos se distribuyen de determinada manera sobre ese vidrio y cuando vemos cómo está distribuido, esa topografía, es importante por la homogeneidad de la distribución, la cual tiene implicaciones en sus propiedades físicas; se puede medir también su conductividad eléctrica, capacitancia propiedades térmicas del material; en general tiene grandes aplicaciones en la industria de semiconductores, es esencial para crecimiento de películas para células fotovoltaicas, pero también estudio de líquidos, sobre todo en la tensión superficial, como es el caso de la fabricación de baterías y supercapcitadores”, comentó.
Finalmente, el Espectrómetro de Plasma de Inducción Acoplada, cuyo funcionamiento explicó la doctora investigadora Paola Belem Bocardo Tovar; este equipo a diferencia de los anteriores no genera un análisis cualitativo de la muestra, sino cuantitativo, ya que refleja no sólo la composición de elementos sino la cantidad que tiene cada muestra, debido a que se funde con la interacción de un plasma de argón.
“Se genera por chispa en una bobina, el plasma es un gas altamente ionizado que estará a temperaturas altas que alcanza incluso los 10 mil grados Kelvin (K), en una comparación una llama, dependiendo del combustible, tiene una temperatura de hasta mil 200 grados Centígrados (C), el acero se funde a mil 500 C, la temperatura de la superficie del sol se estima en cinco mil 500 C, esto es aún más, temperaturas que hacen que la muestra se disuelva en lo que se quiere, como nebulizaciones, porque a esa temperatura todo se disocia y los detectores ópticos determinan qué tipo de elementos y cantidad de ellos tiene la muestra”, manifestó.
El equipo puede analizar 88 de los 119 elementos de la tabla periódica de elementos, descartando los gases nobles como: carbono, hidrógeno, nitrógeno, azufre, así como los elementos que por su tiempo de vida corto no se pueden analizar, teniendo como principal aplicación el estudio del medio ambiente y agentes contaminantes, tanto en aire, suelo, agua; pero también tiene aplicaciones en la minería, metal mecánica, e inclusive ciencias forense, por su capacidad de analizar concentraciones pequeñas de cada elemento.
El costo del uso del equipo es igualmente de cerca de 28 veces la UMA, tres mil 39.96 pesos por sesión de una hora; sin embargo, no contempla el uso de argón para el plasma, por lo cual cada persona o empresa interesada debe adquirir este gas, el cual representa un costo de entre 10 y 12 mil pesos, pero un solo tanque y una sesión de una hora permite analizar un promedio de 300 muestras, mismas que tendrán un análisis cualitativo muy exacto ya que se evalúan partículas por trillón, con una eficacia superior al 98 por ciento.
Cabe mencionar que una vez que se publiquen las tarifas de los servicios del Centro de Investigación en Nanomateriales, Robótica e Inteligencia Artificial y Centro de Servicios Científicos y Tecnológicos de Hidalgo, también existirá dentro del Citnova flexibilidad para que estudiantes de las instituciones de educación superior e investigadores que buscan hacer un doctorado, accedan a estos equipos por un monto menor al establecido, todo a través de un contrato para hacer más y mejores investigaciones en la sede de la ciencia y tecnología de la entidad, los detalles serán informados una vez que se autoricen los costos por parte del Ejecutivo y Legislativo estatal.