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Construyendo la ciencia del siglo XXIEstrategia española para la participación en infraestructuras científicas y organismos internacionales

Construyendo la ciencia del siglo XXI

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Construyendo la ciencia del siglo XXIEstrategia española para la participación en infraestructuras científicas y organismos internacionales

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© Ministerio de Ciencia e InnovaciónMadrid, febrero de 2010

NIPO470-10-009-6

EdiciónDivulga S.L.

DiseñoBase 12 diseño y comunicación, S.L.

FotosAirbus, Aurora Borealis (© AWI/SCHIFFKO PRV 200),CERN, CTA, ESA, ESO, ESS-Escandinavia, ESRF, FAIR,ILC, ILL, www.istockphoto.com, ITER (CEA), MAGIC,MICINN, NIF, www.lightsources.org, XFEL

Coordinación editorialAlmáciga Consultoría y Gestión, S.L.

ImpresiónElecé Industria Gráfica, S.L.

Depósito LegalM-12394-2010


3

Salu

da

Las grandes instalaciones científicas internacionales son un pilar

básico para el avance de la ciencia, un instrumento imprescin-

dible para afrontar las grandes cuestiones planteadas por la

sociedad del conocimiento y elevar la calidad de los resulta-

dos científicos. Son, además, un gran reto tecnológico y empre-

sarial, en la medida en que su diseño y construcción exigen el

desarrollo de nuevas soluciones tecnológicas y mejora la competitividad y proyección

internacional de las empresas.

Por su complejidad, estas infraestructuras científicas solo pueden abordarse en un mar-

co de colaboración internacional, tanto por las elevadas inversiones que requieren, como

también por la necesidad de que los mejores científicos y tecnólogos de cada especiali-

dad puedan trabajar de forma coordinada, con independencia de su nacionalidad. Estas

instalaciones son, además, espacios privilegiados para la interacción de los tres vértices

del triángulo del conocimiento: la educación, la investigación y la innovación.

El acceso creciente de los investigadores españoles a estas grandes instalaciones está,

sin duda, íntimamente relacionado con el importante avance en los últimos años de la

ciencia hecha en España, que ha permitido que nuestro país se posicione como nove-

na potencia mundial en términos de producción científica. Junto a ello, nos ha permiti-

do desplegar el enorme potencial de lo que hemos denominado “industrias de la ciencia”:

un conjunto de proveedores especializados que son esenciales para la construcción,

equipamiento y operación de infraestructuras científicas.

Las infraestructuras de carácter paneuropeo son también fundamentales para la cons-

trucción del Espacio Europeo de Investigación. Conscientes de la necesidad de una coor-

dinación transnacional para el avance conjunto en estas infraestructuras, el Consejo

Europeo estableció en 2002 el Foro Europeo Estratégico de Infraestructuras Científi-

cas (ESFRI) para facilitar el mejor uso y desarrollo de las mismas.

ESFRI ha establecido una Hoja de Ruta donde se identifican un total de 44 proyectos

de infraestructuras de investigación que han sido considerados prioritarios para la comu-

nidad científica europea. El presupuesto global de construcción de estas instalaciones

Saluda


4

Salu

da

supera los 20.000 millones de euros y sus costes de operación supondrán alrededor

de 2.000 millones de euros anuales.

En 2009, el Ministerio de Ciencia e Innovación inició una evaluación y un ejercicio de

priorización, desde la perspectiva española, de las infraestructuras de investigación iden-

tificadas en la Hoja de Ruta de ESFRI. Fruto de ese ejercicio, que ha implicado a cientí-

ficos de todas las disciplinas, se ha elaborado esta publicación, cuyo objetivo es fijar

las prioridades y estrategias a seguir en esta materia en un futuro a corto y medio pla-

zo. Junto a ello, el informe incluye un breve análisis sobre nuestra actual participación

en las grandes infraestructuras internacionales.

En la medida en que los avances científicos constantes nos obligan a revisar las priori-

dades políticas en materia de ciencia e innovación, la evaluación incluida en este infor-

me debe entenderse como un plan estratégico que ha de ser revisado con una deter-

minada frecuencia. Esta publicación no preconiza por tanto un marco rígido, sino más

bien unas directrices que permitan a nuestros científicos y tecnólogos y a nuestra indus-

tria innovadora orientar su actividad en este terreno.

El compromiso del Gobierno de España con el impulso a las grandes infraestructuras

internacionales, y particularmente a las de carácter paneuropeo, tiene un reflejo claro

en las prioridades de la Presidencia del Consejo Europeo en el primer semestre de 2010.

Por ello, el Ministerio de Ciencia e Innovación, junto con la Comisión Europea, organi-

za en Barcelona los días 23 y 24 de marzo de 2010 la Sexta Conferencia de Grandes

Infraestructuras Europeas, ECRI-2010. La conferencia permitirá intensificar el inter-

cambio de opiniones entre los Estados miembros de la Unión Europea para impulsar la

puesta en marcha de nuevas infraestructuras contempladas en la Hoja de Ruta ESFRI.

Confío en que tanto la conferencia de Barcelona como esta publicación permitirán

difundir aún más las capacidades y prioridades de España en materia de grandes infraes-

tructuras, ayudando a estrechar lazos entre las comunidades científicas y empresa-

riales de toda Europa.

Cristina Garmendia Mendizábal

Ministra de Ciencia e Innovación


El desarrollo de la World Wide Web, las técnicas para la obtención y análisis de imágenes

en medicina, el desarrollo de tecnologías para el aprovechamiento de las energías renova-

bles, la capacidad para trabajar con la materia a nivel atómico en la fabricación de nuevos

semiconductores o la aplicación de los sistemas de observación de la Tierra para el con-

trol y seguimiento del clima, son sólo algunos ejemplos de cómo las aplicaciones científi-

cas han transformado nuestras vidas, la economía e incluso nuestros valores sociales.

Estos avances sólo son posibles gracias a una investigación de vanguardia realizada

con el concurso de científicos de alto nivel en infraestructuras adecuadas, de manera

que se puedan contrastar las hipótesis planteadas y responder a las preguntas que

permiten avanzar en el conocimiento científico. Un papel fundamental en la gestación

de estas instalaciones lo juegan las organizaciones científicas internacionales, que

aglutinan los sueños y expresan las necesidades de los científicos que las constituyen.

La web, desarrollada en el CERN como herramienta de comunicación para la comuni-

dad científica, es un reconocido ejemplo de los logros del pasado siglo XX. Los princi-

pales descubrimientos y avances del siglo actual dependerán a su vez, del desarrollo

de nuevas infraestructuras que proporcionen acceso a las mejores y más avanzadas herra-

mientas para la investigación científica y tecnológica.

Por su propia naturaleza, la concepción y construcción de este tipo de instalaciones entra-

ña retos tecnológicos y costes económicos enormes que requieren del esfuerzo con-

junto de diversos países. Además, a través de la cooperación internacional se garantiza

su perdurabilidad. La vida media de las grandes instalaciones es de entre 25 y 30 años.

Las grandes infraestructuras tienen un papel vertebrador de la ciencia europea, atraen

a los tecnólogos y científicos más brillantes de las diferentes disciplinas y actúan como

catalizadores para el desarrollo de nuevos conceptos y teorías. Son, además, plataformas

fundamentales para la formación de las futuras generaciones de científicos y tecnólogos.

Más allá de su aportación a la ciencia, las grandes infraestructuras internacionales son

motor del desarrollo económico de los países involucrados en su construcción, favore-

ciendo la creación de economías más competitivas e impulsando la recuperación eco-

nómica en momentos de crisis, como dinamizadores de la economía.

La participación de los científicos españoles en estas infraestructuras contribuirá a la

consecución de los grandes descubrimientos del siglo XXI. Descubrimientos que per-

6

Pról

ogo

Prólogo


mitirán acercarnos al origen del Universo, generar importantes tasas de energía sin

comprometer la calidad ambiental de las futuras generaciones, conocer la estructura

de la materia, obtener información sobre la dinámica de los procesos de acoplamien-

to atmósfera-tierra-océano y su influencia en la meteorología y el clima, obtener nue-

vos tratamientos para las enfermedades o inventariar la biodiversidad. La informa-

ción generada tiene que ser almacenada, distribuida y procesada utilizando nuevas

infraestructuras electrónicas basadas en el almacenamiento de datos, las redes, la arqui-

tectura en grid y la supercomputación, tecnologías que de una manera transversal

dan soporte a las infraestructuras del resto de las disciplinas. En este sentido existe

un decidido compromiso de nuestro país en el desarrollo de estas nuevas instalacio-

nes electrónicas.

España se encuentra perfectamente encuadrada en su dimensión europea, contribuye

al fortalecimiento del Espacio Europeo de Investigación con la intención de que Euro-

pa mejore su posición respecto a países como Estados Unidos, Japón, u otras poten-

cias mundiales emergentes, como son China o la India. La iniciativa de ESFRI surgió

con la clara intención de garantizar la competitividad de la ciencia y la tecnología euro-

peas durante el presente siglo, identificando 44 proyectos de instalaciones científicas

para ser construidas en Europa. España ha establecido su propia estrategia, identifi-

cando de entre estos proyectos, aquellos en los que se quiere participar atendiendo a

criterios de interés científico, retorno tecnológico-industrial u oportunidad.

Este documento quiere mostrar el alcance de la participación española en los organis-

mos y grandes instalaciones internacionales de carácter científico, reservando un apar-

tado especial al proceso de priorización de los proyectos ESFRI, que se ha realizado en

el MICINN (Ministerio de Ciencia e Innovación) durante el pasado año 2009. Y en últi-

mo término, se quiere ofrecer una visión de los proyectos de futuros aceleradores que

se prevén construir una vez se obtengan conclusiones válidas del experimento LHC (Gran

Colisionador de Hadrones, por sus siglas en inglés) que se realiza en el CERN.

Es importante indicar que el documento proporciona una imagen fija de la situación

española en el momento actual; situación, que por el propio carácter dinámico de la

investigación, cambiará y que necesitará ser objeto de revisiones periódicas, en las

que tras la evaluación de la participación española y a la vista del nuevo horizonte que

se plantee, se establezcan las nuevas prioridades a corto, medio y largo plazo.

7

Pról

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1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

1. Definición de Gran Infraestructura Científica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2. Las grandes infraestructuras científicas en el contexto europeo . . . . . . . 13

3. La Hoja de Ruta ESFRI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

4. Un nuevo instrumento legal para las infraestructuras

europeas – ERIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2. Participación española en organismos

e instalaciones internacionales de carácter científico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Ciencias Ambientales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

(CPE, EFI, GBIF, IODP, ICDP)

Ciencias Biológicas y Médicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

(EMBL-EMBC-EMBO)

Energía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

(JET, ITER-F4E)

Materiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

(ISIS, ILL, ESRF)

Ciencias Físicas e Ingeniería . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

(Experimentos de Física de Partículas, CERN, CECAM, INL)

e-Infraestructuras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

(EGI, IBERGRID, GÉANT)

Ciencias del Espacio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

(ESO, IRAM, Misiones Científicas)

8

Índi

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Índice


3. Priorización española de los proyectos ESFRI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

1. Objetivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

2. Procedimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

3. Criterios de valoración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

4. Priorización de los proyectos ESFRI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126

5. Descripción de los proyectos ESFRI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

Ciencias Sociales y Humanidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

(SHARE, ESS, CLARIN, CESSDA, DARIAH)

Ciencias Ambientales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150

(Euro-Argo, COPAL, ICOS, Lifewatch, EPOS, Aurora Borealis,

EMSO, SIOS, EISCAT-3D, IAGOS)

Ciencias Biológicas y Médicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186

(ELIXIR, Infrafrontier, Instruct, ECRIN, EATRIS, EuroBioImaging,

BBMRI, EU-Openscreen, EMBRC, BLS4)

Energía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226

(IFMIF, JHR, ECCSEL, HiPER)

Materiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242

(ILL 20/20 Proyecto de Actualización,

ESRF Programa de Actualización, ESS, XFEL Europeo, EMFL)

Ciencias Físicas e Ingeniería . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256

(E-ELT, FAIR, SKA, CTA, SPIRAL2, KM3NET, ELI, PRINS)

e-Infraestructuras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286

(PRACE)

4. Futuros Aceleradores de Altas Energías . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291

5. Consideraciones para el futuro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299

9

Índi

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Introducción

1


La investigación de vanguardia es fundamental para el avance de nuestra sociedad. Es la base para

el desarrollo de innumerables innovaciones tecnológicas que introducirán mejoras en medio ambien-

te, salud o economía, permitiendo la consolidación de una sociedad sostenible.

Una investigación de calidad e innovadora se realiza cuando se conjugan las condiciones más pro-

picias: la instrumentación y las tecnologías más avanzadas con un entorno intelectual y creativo

del más alto nivel. Las grandes instalaciones científicas garantizan el cumplimiento de estas condi-

ciones y desempeñan un papel cada vez más importante como herramientas imprescindibles para

llevar a cabo investigación en la frontera del conocimiento. Producen un importante impacto

social y económico y permiten la concentración de capital humano altamente cualificado.

El coste de construcción, la dotación de personal científico y técnico, la gestión, mantenimiento

y operación de estas grandes infraestructuras, hacen inviable que puedan ser abordadas por un

único país. Por ello, estas instalaciones científicas tienen una dimensión internacional, siendo el

resultado de un compromiso a largo plazo de los países que deciden colaborar en las distintas fases

de su desarrollo.

El germen que origina la necesidad de construcción de las infraestructuras es diverso, en ocasiones, exis-

te una comunidad científica bien estructurada en torno a una organización internacional, que es la que

identifica la necesidad de una determinada instalación, y la que convence a los gestores de los siste-

mas científico-tecnológicos de los distintos países para que colaboren en su construcción. En otros casos

la necesidad surge de la propia naturaleza global del reto científico (cambio climático, problemas medioam-

bientales, temas de salud, etc.). Los proyectos de infraestructuras globales se rigen por convenios

internacionales y para su construcción y explotación se crean organizaciones internacionales, con par-

ticipación de los Estados, que asumen de manera compartida los costes de las mismas. Se trata de

proyectos en áreas como astrofísica, física de partículas, física de altas energías, o incluso medioambien-

tales. Ejemplos de este tipo de instalaciones son ITER, LHC (CERN), ALMA (ESO) o GBIF.

1. Definición de Gran Infraestructura Científica

El diccionario de la Real Academia de la lengua española define infraestructura como “el conjunto

de elementos o servicios que se consideran necesarios para la creación y funcionamiento de una

organización cualquiera”.

Esta definición es perfectamente válida cuando se aplica al campo científico. Así por ejemplo, el

CERN, es el primer y paradigmático ejemplo de instalación europea a gran escala. La creación de

este centro de referencia en Europa fue clave para potenciar una muy diezmada comunidad de

físicos nucleares europeos. En 1961 España se adhirió al CERN, tan sólo durante nueve años, pero

fue el período en el que surgieron los primeros físicos de partículas españoles, y en 1984 volvió a

convertirse en Estado miembro ya de forma permanente y podemos decir que, actualmente,

nuestro país no se encuentra lejos del nivel medio europeo en esta disciplina. Los aceleradores y

detectores del CERN siguen siendo elementos indispensables para el trabajo y funcionamiento de

la comunidad científica de física de altas energías. Su actividad investigadora sería inviable sin la coo-

peración de los países de nuestro continente en la aportación de recursos.

12

1.In

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Otro ejemplo paradigmático es lo que ha significado para los científicos españoles relacionados

con las ciencias de la vida, la adhesión española a la Conferencia Europea de Biología Molecular

(EMBC, por sus siglas en inglés) en 1969 y su participación posterior en el Laboratorio Europeo de

Biología Molecular (EMBL). Ambos casos demuestran que la participación, en grandes infraestruc-

turas y en organismos científicos internacionales, favorece la creación y consolidación de una comu-

nidad científica a escala nacional con proyección internacional y ofrece los medios sin los cuales la

investigación en un determinado campo es impensable.

Existen innumerables definiciones del concepto de Gran Infraestructura Científica. ESFRI define a las

infraestructuras de investigación europeas como “los medios, recursos o servicios de naturaleza

única que son necesarios para realizar investigación en todos los campos”. Esta definición incluye

grandes equipos, grupos de instrumentos y recursos que contengan información, tales como colec-

ciones, archivos, o bases de datos. Estas infraestructuras pueden ser centralizadas (aquéllas que se

encuentran ubicadas en un lugar específico), distribuidas (infraestructuras localizadas en diversos

lugares, pero con personalidad jurídica única y sistema de dirección, gestión y planificación estraté-

gica centralizada) y virtuales (aquéllas que proporcionan sus servicios por medios electrónicos).

Habitualmente estas instalaciones requieren sistemas complejos para estructurar la información,

y gestionar los datos científicos y las comunicaciones. Se trata de las TIC (Tecnologías de la Infor-

mación y la Comunicación), tales como la supercomputación, el Grid computing, el middleware y

las redes.

En general las grandes infraestructuras se rigen por el sistema de acceso abierto, que es aquél en

el que, recogidas las propuestas de los investigadores, son seleccionadas atendiendo al criterio de

su excelencia científica.

2. Las grandes infraestructuras científicas en el contexto europeo

La Estrategia de Lisboa de la Unión Europea establece como prioridad el desarrollo del conoci-

miento y la tecnología europeas para mantener una economía competitiva y sostenible. Una pieza

básica en esta estrategia es el desarrollo del Espacio Europeo de Investigación (ERA, por sus siglas

en inglés). No cabe duda de que existe una mutua influencia entre el ERA y las grandes infraestruc-

turas científicas europeas.

Educación

Infraestructuras deInvestigación

Investigación Innovación

13

1.In

trod

ucci

ón


Por un lado, constituyen un estímulo para la cooperación científica internacional, ya sea median-

te el acceso al conocimiento o a través de los recursos económicos necesarios para su construc-

ción, siendo además un instrumento importante de cohesión. Por otro, tienen un notable poten-

cial de transferencia de tecnología a otros ámbitos y de formación de investigadores, jóvenes

científicos y tecnólogos que utilicen sus equipamientos o exploten los datos obtenidos o almace-

nados en las mismas. Su dimensión educativa puede reforzarse aún más con la colaboración con

instituciones de enseñanza superior y la organización de “escuelas de verano”, cursos, y otras

actividades educativas.

Las infraestructuras de investigación son por tanto elementos clave en la integración de los tres

vértices del triángulo del conocimiento en los que se sustenta el ERA: investigación, educación

e innovación.

Por último, no se puede olvidar que las grandes infraestructuras de investigación, en su calidad de labo-

ratorios dotados de una tecnología avanzada, pueden y deben mantener una estrecha colaboración

con la industria. La investigación que se lleva a cabo en estas instalaciones da lugar, a menudo, a apli-

caciones industriales relevantes, y para su construcción, mantenimiento y mejora es imprescindible

una importante participación del sector industrial. Esta relación mutua asegura la transferencia de la

tecnología y del conocimiento.

Aunque los Estados pertenecientes a la UE han incrementado sus inversiones en investigación,

existen desequilibrios regionales y fragmentación en el ERA. Ello provoca, que las inversiones que

se realizan en investigación no sean completamente efectivas, ni eficientes desde el punto de

vista de la perspectiva global europea. En este contexto, la UE ha detectado el potencial de las

grandes instalaciones científicas para contribuir al desarrollo del ERA y a la consecución de la quin-

ta libertad; la libre movilidad del conocimiento. Por ello, ESFRI ha elaborado una Hoja de Ruta de

Infraestructuras de Investigación, en la que se identifican las grandes instalaciones científicas que

Europa deberá construir en los próximos años para garantizar su competitividad científica y tec-

nológica a medio plazo.

3. La Hoja de Ruta ESFRI

ESFRI es un órgano consultivo de la UE encargado de coordinar una estrategia común en materia

de instalaciones científicas e infraestructuras de investigación. Reúne a representantes de los Esta-

dos miembros de la UE, de los Estados asociados y de la Comisión Europea. Se constituyó en abril

de 2002 como apoyo al establecimiento de políticas europeas en el ámbito de las infraestructuras

de investigación y para actuar como incubadora en las negociaciones internacionales sobre inicia-

tivas concretas.

En el año 2006, ESFRI elaboró una Hoja de Ruta que, junto a su actualización de 2008, ha identifi-

cado un total de 44 proyectos de infraestructuras de investigación de interés paneuropeo, crucia-

les para la comunidad científica de la UE. Los proyectos se agrupan en siete ámbitos científicos

diferentes: (1) ciencias medioambientales; (2) energía; (3) ciencia de materiales; (4) astrofísica, astro-

nomía, física nuclear y de partículas; (5) ciencias de la vida y biomédicas; (6) ciencias sociales y huma-

nidades; y (7) tratamiento de datos y computación.

14

1.In

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Los proyectos identificados en la Hoja de Ruta han recibido el apoyo financiero del VII Programa

Marco de la UE durante su fase preparatoria, en la que se realiza el estudio de viabilidad y el dise-

ño preliminar, con objeto de facilitar su posterior implementación.

La Hoja de Ruta de ESFRI es una parte esencial del proceso de toma de decisiones en relación con

las infraestructuras de investigación paneuropeas, y son los Estados miembros los que juegan el

papel fundamental en este proceso, dada la característica de geometría variable de estas infraes-

tructuras y del hecho de que la mayor parte de la financiación provendrá de los mismos. Por ello,

varios Estados miembros, entre ellos España, han desarrollado ya su propia planificación estraté-

gica a nivel regional/nacional, estableciendo sus prioridades en relación con las infraestructuras de

esta Hoja de Ruta.

4. Un nuevo instrumento legal para las infraestructuras europeas - ERIC

Otra iniciativa importante de la UE para facilitar el establecimiento de infraestructuras de inves-

tigación paneuropeas ha sido la aprobación en 2009 de un nuevo marco legal para las mismas,

en virtud del Reglamento (CE) 723/2009, de 25 de junio: el European Research Infrastructures

Consortium (ERIC).

Con este nuevo instrumento legal se da carta de naturaleza a una nueva forma jurídica, de natu-

raleza europea, con personalidad jurídica propia reconocida por todos los Estados miembros,

que pueda ser utilizada para canalizar la gestión de infraestructuras de investigación como alter-

nativa a otras figuras legales tradicionales de ámbito nacional (sociedades, fundaciones) o a otros

entes supranacionales de mayor complejidad en cuanto a su creación (organismos internaciona-

les, empresas comunes).

Los consorcios (que deben contar siempre con la participación de un mínimo de tres Estados miem-

bros de la UE, los cuales tendrán conjuntamente la mayoría de los derechos de voto), una vez

creados, gozarán de personalidad jurídica internacional, lo cual les dará la posibilidad de disfrutar

de ciertas ventajas fiscales en materia de impuestos indirectos, con la consiguiente y significativa

reducción de costes, así como de dictar sus propias normas de contratación, sin tener que regir-

se de forma estricta por la normativa en materia de contratación pública.

15

1.In

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Participación españolaen organismos

e instalaciones internacionalesde carácter científico

2


España cuenta con una larga tradición de participación en instalaciones y organismos interna-

cionales de carácter científico. Es miembro del Consejo del CERN, relacionado con la investiga-

ción básica de ciencias físicas, desde 1961. Igualmente, es miembro de EMBC desde 1969,

organización relacionada con la investigación en biología molecular.

No obstante, debido al contexto político y económico en el que estuvo enmarcado el país duran-

te buena parte del siglo pasado, la proyección internacional de la ciencia española ha sido limi-

tada. Por ello, España ha hecho grandes esfuerzos para favorecer la internacionalización de su

investigación, fomentando la movilidad y la formación de sus investigadores y tecnólogos en cen-

tros de investigación y organismos internacionales en el extranjero, coordinando las directrices

y las actividades de sus programas de investigación con los de otros países, especialmente con

los programas marco de investigación de la UE, e incrementando su participación en los diver-

sos organismos e instalaciones internacionales.

España participa actualmente en numerosas organizaciones e infraestructuras internacionales.

En este capítulo se realiza una descripción de las instalaciones y organismos internacionales que

cuentan con la participación de nuestro país.

El incremento en la participación española en estos foros ha contribuido, junto con el aumento

de la inversión realizada en I+D+i, a aumentar la producción y la calidad de la ciencia española,

ampliando su participación en redes internacionales, y creando un tejido industrial asociado a

nuestra ciencia y tecnología.

El retorno que obtiene nuestro país en los organismos e instalaciones internacionales en los que

participa es igual, y a menudo inferior, al que le corresponde por el peso de su economía. Por otro

lado, nuestro país necesita disponer en su territorio de las infraestructuras científicas que le per-

mitan atraer a los mejores científicos y tecnólogos europeos, así como a retener al talento de

origen español producido como fruto de las recientes políticas científicas.

En este sentido, cabe destacar el desarrollo del Mapa de Instalaciones Científicas y Técnicas Sin-

gulares (ICTS) aprobado en 2007, fruto del acuerdo entre las comunidades autónomas y la

Administración General del Estado, supone un incentivo para atraer a los mejores científicos y tec-

nólogos mundiales y facilita un tejido empresarial de alto valor tecnológico. En este mapa se

han incluido más de medio centenar de instalaciones, de las cuales unas están ya operativas y

otras se pondrán en marcha en los próximos años impulsadas por el MICINN y las comunidades

autónomas. En estas infraestructuras, distribuidas por todo el territorio español, se desarrolla-

rán actividades científicas de vanguardia en áreas como la supercomputación, las energías reno-

vables, la observación costera, las ciencias biomédicas o la astrofísica, entre otras.

La calidad de estas instalaciones dependerá de que su gestión, planificación, equipamiento,

incorporación de personal científico y técnico, operación, mantenimiento, modificación y pro-

gramación, se correspondan con los máximos estándares internacionales. Para ello, será necesa-

rio establecer planes de formación de personal científico, técnico y de gestión en el extranjero,

así como promover la apertura al exterior para su utilización por parte de investigadores y tecnó-

logos internacionales.

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La Hoja de Ruta ESFRI también ofrece oportunidades a la ciencia y la tecnología españolas para

atraer infraestructuras de carácter internacional a nuestro país, así como para fomentar la coope-

ración internacional. Por ello, España debe planificar su participación en estas infraestructuras

teniendo en cuenta las fortalezas y debilidades de su sistema científico-tecnológico y de la dispo-

nibilidad de recursos económicos. A principios de 2010 se ha culminado el proceso de la prioriza-

ción española de los proyectos ESFRI. Su importancia para la internacionalización de la ciencia espa-

ñola es tal, que será tratado de forma independiente en el siguiente capítulo.

Ciencias Ambientales

CPE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

EFI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

GBIF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

IODP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

ICDP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Ciencias Biológicas y Médicas

EMBL-EMBC-EMBO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Energía

JET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

ITER-F4E . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Materiales

ISIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

ILL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

ESRF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

Ciencias Físicas e Ingeniería

Experimentos de Física de Partículas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

CERN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

CECAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

INL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

e-Infraestructuras

EGI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

IBERGRID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

GÉANT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

Ciencias del Espacio

ESO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

IRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

Misiones Científicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102


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(CPE

)

Descripción

Comité Polar Español

El Comité Polar Español (CPE) se creó el 18 de mayo de 1998 como base para la coordinación de todas las activida-

des de España en la Antártida. Depende de la Autoridad Nacional Polar, que actualmente radica en la Dirección Gene-

ral de Cooperación Internacional y Relaciones Institucionales (DGCIRI) del MICINN. A partir de 2006 y con motivo

de la aceptación de España como país observador en el Consejo Ártico, el Comité Polar Español reforzó su carácter

bipolar, abarcando tanto a la Antártida como al Ártico.

El Comité Polar está formado por una Presidencia, una Secretaría Técnica y una serie de vocalías, que represen-

tan a los diferentes organismos implicados en la investigación polar: el MICINN, del que depende el propio Comi-

té, concretamente de la Subdirección General de Proyectos de Investigación, la Unidad de Tecnología Marina del

CSIC, el Instituto Geológico y Minero de España (IGME), etc. En esas vocalías también tienen representación

Comité Polar Español

CPE

Glaciar Hurd visto desde el pico Napier en Isla Livingston (UTM-CSIC).

01_Ciencias_ambientales.qxd 8/3/10 18:57 Página 20

Ciencia en losconfines del fríoCiencia en losconfines del frío


otros ministerios relacionados con la investigación

antártica; como el de Asuntos Exteriores y de Coope-

ración, el de Defensa y el de Medio Ambiente y Medio

Rural y Marino.

Entre las funciones de la Secretaría Técnica está la coor-

dinación entre los diferentes ministerios y organismos

implicados en la investigación antártica, la represen-

tación internacional en los foros relacionados con el

Sistema del Tratado Antártico (Council of Managers of

National Antarctic Programs, Committee for Environmen-

tal Protection, etc.), así como en el Consejo Ártico y

en el Consejo del IASC (Internacional Arctic Science Com-

mittee). Otras funciones son velar por el cumplimien-

to de las obligaciones derivadas de la firma del Trata-

do Antártico y del Protocolo al Tratado Antártico sobre

Protección del Medio Ambiente, así como la aproba-

ción, control y seguimiento de las evaluaciones de

impacto ambiental, el otorgamiento de permisos para

toma de muestras y para la entrada en zonas antárti-

cas, especialmente protegidas de las actividades a desa-

rrollar en la zona.

COMNAP (Consejo de Administradores

de Programas Nacionales Antárticos)

El COMNAP (Council of Managers of National Antarctic

Programs) fue creado en 1988 con el fin de reunir a los

responsables de los programas antárticos nacionales,

quienes coordinan las actividades de cada país en el Polo

Sur. Forma parte, junto con el órgano asesor del Trata-

do del Antártico en materia científica, SCAR (Scientific

Committee on Antarctic Research), y la Comisión para

la Conservación de los Recursos Vivos Marinos Antár-

ticos (CCAMLR), del Sistema del Tratado Antártico.

Actualmente, el COMNAP es una organización inter-

nacional con representación de 29 países, y dos más en

proceso de aceptación. El Consejo apoya y fomenta la

coordinación de las actividades de apoyo logístico, ase-

gurando la aplicación de las resoluciones adoptadas en

las reuniones del Tratado Antártico y actuando como

organismo asesor del mismo. Además, cuenta con gru-

pos de asesoramiento en cuestiones de evaluación

ambiental, seguridad aérea y marítima, gestión de dese-

chos, contaminación marina, intervención de emergen-

cia, protocolo médico, emplazamiento de estaciones o

energías alternativas, entre otros.

IASC (Comité Científico Internacional del Ártico)

Instituido en 1990, el IASC (International Arctic Scien-

ce Council) es un organismo no gubernamental for-

mado por 19 países, entre los que se encuentra Espa-

ña. Su objetivo es apoyar y facilitar la cooperación en

todos los aspectos de investigación ártica. España es

miembro del IASC desde marzo de 2009 y la repre-

sentación en el Consejo recae en el secretario técnico

del CPE. Actualmente, se encuentra en periodo de rees-

tructuración y están pendientes de nombramiento

los representantes científicos en los distintos SSC (Stan-

ding Scientific Committees).

Objetivos

La Antártida constituye uno de los escasos reductos

vírgenes que quedan en la Tierra. Por ello sigue sien-

22

Com

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(CPE

)

Oso polar en el archipiélago de Svalbard, en el Ártico(imagen BIO-Hespérides. Armada española).


do un laboratorio científico natural, un registro don-

de es posible estudiar los fenómenos en estado natu-

ral, antes de que las actividades humanas los hayan

perturbado. Tras el Tratado Antártico, prácticamen-

te todas las actividades humanas (exceptuando un limi-

tado turismo) se concentran en la investigación cien-

tífica, principalmente en la biología, la meteorología

y la climatología, aunque el abanico de ciencias se ha

ampliado, ya que, por ejemplo, el ecosistema antárti-

co es una zona capital para el estudio de los organis-

mos extremófilos, de especial interés para los astrobió-

logos. Además, la atmósfera de las mesetas centrales

de la Antártida es la más transparente de la Tierra,

por lo que allí se han instalado diferentes observato-

rios astronómicos.

En las capas profundas sus hielos tienen antigüedades

de cientos de miles de años, por lo que son perfectos

para hacer registros paleoclimáticos (principalmente,

observando las burbujas de aire atrapadas en ellos). Esos

mismos hielos suelen conservar casi intactos meteori-

tos o esconder grandes cráteres de impacto. La Antár-

tida también resulta básica para el estudio de la activi-

dad magnética de la Tierra ya que allí se encuentra el

Polo Sur Magnético.

Participación española

España se adhirió al Tratado Antártico en 1982 y des-

de 1988 tiene la categoría de miembro consultivo de

pleno derecho. España tiene representantes naciona-

les en SCAR, el COMNAP (organismo asesor al Trata-

do Antártico en todas las materias no específicamen-

te científicas, incluyendo, entre otras, la operatividad,

seguridad, logística instalaciones, medio ambiente,

seguridad o tecnología) y la CCAMLR.

Actualmente, el Tratado Antártico ha sido refrendado

por 45 países, de los cuales 28 son miembros consul-

tivos de pleno derecho con voz y voto en las reunio-

nes consultivas (entre ellos se encuentra España). Los

17 restantes son miembros no consultivos.

En 1991 se firmó en Madrid el Protocolo al Tratado

Antártico sobre Protección del Medio Ambiente (tam-

bién conocido como Protocolo de Madrid) con el obje-

tivo de reforzar el Sistema del Tratado Antártico e

incrementar la protección del medio ambiente de

la zona y de los ecosistemas dependientes y asocia-

dos. España ratificó dicho Protocolo en 1992, que

entró en vigor oficialmente en 1998, cuando se creó

el Committee for Environmental Protection, que vela

por el cumplimiento de lo establecido en el Proto-

colo al Tratado Antártico sobre Protección del Medio

Ambiente.

23

Com

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Pola

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(CPE

)

Información adicional

Webs:

http://www.micinn.es

https://www.comnap.aq/

http://web.arcticportal.org/iasc/

España es miembro del IASC desde marzo de 2009.Foto UTM-CSIC.


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FI)

Descripción

EFI (European Forest Institute) es un organismo internacional reconocido a través de un tratado entre Estados

miembro europeos. Su finalidad es la promoción de la conservación y la gestión sostenible de los bosques de toda

Europa. Por ello, su misión es desarrollar la investigación a nivel paneuropeo en política forestal, incluyendo aspec-

tos ambientales, ecología, usos múltiples, recursos y sanidad de los bosques del Viejo Continente, así como estu-

dios de producción y demanda de madera y otros productos y servicios forestales.

Con sede en Joensuu (Finlandia), fue creado en 1993 como una asociación internacional regida por la ley finlande-

sa, con 24 miembros afiliados (universidades y centros de investigación). En el año 2000 y como respuesta a la

necesidad de acciones para interactuar sobre ciertos temas a nivel regional, se crearon los centros de proyectos.

En España, coordinado por el Centro Tecnológico Forestal de Cataluña, se estableció el Centro MEDFOREX (Medite-

rranean Forest Externalities), el cual coordinó a una red de instituciones de investigación forestal mediterráneas

para desarrollar actuaciones en el campo de las externalidades forestales.

En 2005, EFI cambia su estatus al de organismo internacional, tras la firma de ocho países de un nuevo convenio

que reconocía dicha situación. En julio de 2009, un total de 21 Estados europeos ratificaron el Convenio de EFI. En el

año 2007, se inauguró la primera Oficina Regional en Barcelona, EFIMED (EFI-Mediterranean Regional Office), que

coordina un programa de actividades científicas centradas en el ámbito forestal mediterráneo. Ese mismo año se esta-

blecieron y planificaron otras oficinas regionales, siguiendo el modelo ya experimentado en EFIMED.

Instituto Forestal Europeo

EFI

La misión del EFI es desarrollar la investigación a nivel paneuropeo en política forestal.


Cuidando los bosques europeosCuidando los bosques europeos


Objetivos

EFI articula la investigación en base a cuatro progra-

mas coordinados desde la sede de Joensuu: (1) ecolo-

gía y gestión forestal; (2) mercados y socio-economía;

(3) políticas y gobernanza; (4) recursos e información

forestal.

La misión principal del Instituto radica en los siguien-

tes aspectos: proveer de información relevante a agen-

tes políticos y gestores en países europeos en relación

con los bosques y el sector de la industria forestal,

llevar a cabo investigación en los campos anteriormen-

te mencionados, organizar y participar en reuniones

científicas, así como diseminar el conocimiento sobre

los resultados de los trabajos realizados. De este modo,

la actividad de la Institución se estructura alrededor de

los siguientes pilares: investigación y desarrollo, traba-

jo en red, información y defensa del sector.

Futuro de EFI

En la actualidad, se está preparando el desarrollo de

nuevos programas. Por un lado AGORA (AdvancinG

mediterranean fOrest Research cApacities), financia-

do a través del VII Programa Marco de la UE, que tie-

ne como objetivo mejorar las capacidades en inves-

tigación, tecnología y desarrollo existentes y exten-

derlas en áreas estratégicas para las entidades selec-

cionadas, las cuales cuentan con un gran potencial en

investigación. Dicho programa (2010-2012) estará

coordinado por EFIMED.

Por otra parte, NEWFOREX (NEw Ways to value and

market FORest EXternalities) trata de generar nuevos

métodos de valoración de bienes y servicios no comer-

cializados, integrando la producción de externalida-

des. Además, investigará sobre los métodos para su

comercialización y se analizarán los beneficiarios como

potenciales financiadores. Se desarrollará una meto-

dología de cuantificación de coste de producción de

dichos bienes y servicios, así como los potenciales

mecanismos de mercado. Se desarrollará en el perio-

do 2010-2013.


España financia desde 2005 la participación de los cien-

tíficos españoles en los programas de EFI. La contribu-

ción española es del orden del 4% del total del presu-

puesto del Organismo, situándose en segundo lugar

después de Finlandia. Dicha contribución garantiza

el funcionamiento de la oficina EFIMED.

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FI)

Vista de las instalaciones del EFI en Joensuu (Finlandia).


Nodo nacional EFIMED

EFIMED ha sido la primera oficina regional de EFI debido

a la experiencia previa con el proyecto MEDFOREX, así

como por la importancia estratégica de responder a

los retos y necesidades de investigación de los bosques

mediterráneos. Sus actividades se vertebran a través

de una red compuesta por investigadores y técnicos

de instituciones forestales de la cuenca mediterránea y

en ella participan diversas instituciones y universida-

des españolas.

El objetivo de EFIMED es coordinar y promover la inves-

tigación y el trabajo en red sobre bosques mediterrá-

neos, su gestión y sus productos, desarrollando pro-

yectos de investigación, actividades de desarrollo de

capacidades, eventos y publicaciones específicas, así

como fomentar el trabajo en red entre instituciones de

investigación mediterráneas.

El programa científico de EFIMED se articula en base

a las cuatro grandes prioridades científicas de la Agen-

da Mediterránea de Investigación Forestal (MFRA):

· Impactos del cambio climático y de usos del suelo

en el funcionamiento de los ecosistemas forestales

y recursos clave relacionados: agua y suelo.

· Integración del riesgo de incendios forestales en el

uso del suelo y la planificación de la gestión forestal.

· Instrumentos económicos y políticos para la soste-

nibilidad de los bienes y servicios de los bosques.

· Modelos y sistemas de toma de decisiones para opti-

mizar la planificación de la gestión forestal.

Su programa científico se basa en las prioridades cien-

tíficas que establece la MFRA. Esta agenda, coordina-

da por EFIMED, recoge una visión conjunta de todas

las instituciones forestales mediterráneas de investi-

gación y de otros actores relevantes acerca de los retos

del bosque mediterráneo, así como de las prioridades

científicas para el próximo decenio.

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FI)


Ubicación: Joensuu (Finlandia)

Presupuesto: 4,4 M€ (2008)

Año de puesta en funcionamiento: 1993

Web: http://www.efi.int

El objetivo de EFIMED es coordinar y promover la investigacióny el trabajo en red sobre bosques.


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Infr

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Info

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(GBI

F)

Descripción

GBIF (Global Biodiversity Information Facility) es un organismo internacional de coordinación abierto, cuyo objetivo

es desarrollar y mantener una infraestructura mundial de información para compartir datos digitales sobre biodiver-

sidad. La sede de su Secretariado Internacional se encuentra en Copenhague (Dinamarca). Su objetivo es promover,

coordinar, diseñar y desarrollar la recopilación, conexión, estandarización, digitalización y difusión global de los datos

de biodiversidad a todas las escalas, dentro de un marco apropiado de los derechos de propiedad y de la atribución

y el crédito por el trabajo realizado. La finalidad fundamental del GBIF es hacer accesible, a través de Internet, toda

la información disponible sobre los organismos vivos conocidos a nivel mundial. De este modo, se concibe como

una red de bases de datos interconectadas que pretende ser una herramienta básica para el desarrollo científico de

los países y contribuir significativamente a una mejor protección y uso de la biodiversidad en el planeta. Sus priori-

dades se concentran en el nivel de organismos, y dentro de este nivel, la prioridad inicial son las colecciones.

La Organización se creó a partir de un grupo de trabajo de la OCDE (Organización para la Cooperación y el Des-

arrollo Económico) denominado Mega Science Forum Working Group que se constituyó formalmente en 2001. En este

foro surgió el concepto del GBIF, con la idea de aplicar la informática como mecanismo para facilitar y administrar

datos sobre biodiversidad. El acceso a sus datos es libre y se ofrece a todos los usuarios de Internet. Las entidades

participantes en su red retienen el control sobre sus datos y se reconocen sus derechos de propiedad intelectual y,

además, pueden establecer condiciones específicas de uso.

El presupuesto destinado a GBIF Internacional en 2009 ha sido de 3,8 millones de euros y la contribución financiera

básica de cada participante es proporcional a su PIB, que se multiplica por una constante que cambia anualmente.

Características técnicas de la infraestructura informática

GBIF se centra principalmente en la descripción de especies y especímenes principalmente datos taxonómicos

que incluyen nombres científicos y vernáculos, descripciones taxonómicas, incluyendo claves, información sobre

distribución espacial y temporal (tanto en el caso de especímenes de colecciones como de observaciones) y links a

otra información como biología, ecología, genética, recursos como imágenes, sonidos... La cantidad de informa-

ción disponible al respecto es muy amplia y se encuentra en muy variados formatos. Es por ello que la red creada

por GBIF debe asegurar que los datos sobre biodiversidad estén disponibles de una forma estructurada y estanda-

rizada, para que se puedan compartir entre los diferentes usuarios de la información. Esta organización de los

datos se realiza a través de dos estándares internacionales: Darwin Core y ABCD. Ambos sistemas permiten que los

Infraestructura Mundial de Informaciónen Biodiversidad

GBIF


Evaluandola biodiversidad

Evaluandola biodiversidad


datos sobre especímenes y observaciones sean com-

partidos como documentos electrónicos vía Internet.

Una vez conseguida la estandarización de los datos,

la infraestructura conecta y da acceso a bases de datos

con información primaria sobre biodiversidad en un

entorno distribuido, al tiempo que permite su acce-

so unificado. Esto se realiza a través de web services.

Cada una de estas web service desarrolla una interfaz

definida y documentada. Las interfaces que se utili-

zan son el protocolo DiGIR (Distributed Generic Infor-

mation Retrieval) y TAPIR (TDWG-Access Protocol for

Information Retrieval). A través de estas interfaces, los

portales de acceso a los datos hasta ahora desarrolla-

dos permiten hacer búsquedas simples o complejas

por cualquiera de los elementos de datos almacena-

dos y también permiten su exportación en distintos

formatos para su análisis y visualización, con fines cien-

tíficos o de otra índole.

GBIF está desarrollando herramientas y modelos de

acceso, conexión y análisis de las bases de datos nue-

vas y ya existentes, incluyendo estándares y protoco-

los, para el indexado, la validación, la documentación

y el control de calidad en diversos idiomas, conjuntos

de caracteres y lenguajes cifrados de ordenador. Ade-

más, continuamente trata de mejorar la accesibilidad,

la terminación e interoperabilidad de las bases de datos

de biodiversidad, desarrolla diseños novedosos de inter-

faz con usuarios, proporciona acceso a bases de datos

de biodiversidad nuevas y ya existentes y facilita la ela-

boración de un catálogo electrónico con los nombres

de los organismos conocidos.

Objetivos

Los datos primarios sobre biodiversidad y los recursos

que se hacen públicos y se ponen en línea gracias a la

infraestructura de GBIF y el conjunto de centros asocia-

dos a su red, son fundamentales para muchas investi-

gaciones y trabajos relacionados con la conservación

de la biodiversidad y la gestión del medio ambiente y

del territorio a nivel regional o nacional. Son fundamen-

tales, de igual modo, para la toma de decisiones políti-

cas que tengan que ver con la conservación y la planifi-

cación ambiental, pero especialmente, su gran cantidad

de información es relevante para alcanzar un mejor cono-

cimiento de la biodiversidad global y de los procesos que

acontecen en relación con grandes problemas actuales,

como el cambio climático.

GBIF da acceso en todo el mundo a más de 185 millo-

nes de registros de biodiversidad procedentes de más

de 8.000 bases de datos. La contribución derivada de

centros y entidades españoles se eleva a más de cinco

millones de registros procedentes de 128 bases de datos,

originarias de 50 instituciones.

Programas de investigación

Las actividades de GBIF están organizadas en cuatro pro-

gramas de trabajo principales:

· Informatización de colecciones de historia natural

(Digitisation of Natural History Collection Data - DIGIT).

· Tecnología e interoperabilidad (Inventory Discovery

Access - IDA).

· Catálogo de nombres científicos (Electronic Catalog of

Names of Known Organisms - ECAT).

· Formación y cooperación (Outreach and Capacity Buil-

ding - OCB).

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Info

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(GBI

F)

La sede del Secretariado Internacional del GBIF se encuentraen Copenhague (Dinamarca).


Innovación y desarrollo tecnológico

Hacer realidad el concepto de GBIF como “red bioinfor-

mática” ha consistido en conectar, y hacer interoperables,

miles de bases de datos heterogéneas y distribuidas por

todo el mundo para proporcionar acceso a toda esta infor-

mación de manera sencilla. Los desarrollos llevados a cabo,

y que están en continuo proceso de mejora, se pueden

clasificar en las siguientes áreas: estándares de datos,

(para intercambio y acceso unificado que se engloban en

la arquitectura de datos del GBIF, bajo el concepto de

Darwin Core), protocolos de comunicación y desarrollos

de software específico para el acceso a múltiples bases

de datos en entornos altamente distribuidos (conocidos

como TAPIR) y herramientas diversas de validación y

visualización. Todas ellas realizadas bajo la filosofía de

código abierto por equipos de expertos internacionales,

trabajando bajo el paraguas del GBIF y su socio tecno-

lógico Biodiversity Information Standards-TDWG.


GBIF España es el Nodo español de la Organización. Su

creación es consecuencia de la adhesión de España a GBIF

mediante la firma de un Memorando de Entendimiento

por parte del Ministerio de Ciencia y Tecnología (MICYT)

en 2001, que encargó al CSIC la implantación, desarrollo

y coordinación de las actividades de GBIF en España.

El CSIC llevó a cabo dicha tarea a través del Museo Nacional

de Ciencias Naturales y del Real Jardín Botánico. España se

comprometía, entre otras cosas, a compartir sus datos de

biodiversidad con el nodo central de GBIF y a organizar y

mantener el Nodo Nacional de Información en Biodiversi-

dad que permitiría reunir los datos dispersos sobre biodi-

versidad y darles libre acceso a través de Internet. Por otro

lado, el Nodo español del GBIF, a través del CSIC y del

MICINN, mantiene un acuerdo de colaboración con el Minis-

terio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino (MARM)

y un convenio con el Instituto Geográfico Nacional (IGN).

La web de GBIF es un portal en línea de acceso unificado

a datos de biodiversidad producidos, compilados o gestio-

nados por centros de investigación, universidades y admi-

nistraciones públicas españolas y proporciona la infraes-

tructura informática para conectar, mantener y alojar bases

de datos de biodiversidad. Asimismo, constituye la vía de

participación de España, como miembro del GBIF, en la

consecución de los objetivos generales trazados por dicha

iniciativa internacional. El Nodo Nacional se articula como

una red constituida por las bases de datos interconecta-

das, pertenecientes en la actualidad a un total de 50 cen-

tros o instituciones (centros de investigación, universida-

des y administraciones públicas españolas depositarias de

colecciones y bases de datos con información en biodi-

versidad) y por la Unidad de Coordinación.

En cuanto al retorno científico, toda la información sobre

biodiversidad puesta online por el Nodo resulta relevante

para todos los científicos, tanto nacionales como de fue-

ra de España, que tienen como objeto de estudio la diver-

sidad biológica. A esta comunidad hay que añadir todos

los profesionales, gestores y personas que, de una u otra

forma, están relacionadas o interesadas en la conservación

y uso sostenible del medio natural y su biodiversidad.

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(GBI

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Ubicación: Ubicado en servidores de todo

el mundo

Presupuesto: 3,8 M€ (año 2009)


Webs:

http://www.gbif.org

http://www.gbif.es

El GBIF da acceso en todo el mundo a más de 185 millones deregistros de biodiversidad.


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Descripción

Los resultados de las perforaciones de sondeos científicos profundos en el subsuelo oceánico han posibilitado

explicar conceptos fundamentales y excepcionalmente útiles en ciencias de la Tierra, para la exploración y explota-

ción de recursos minerales y energéticos, mitigar los riegos geológicos, así como gestionar el medio ambiente terres-

tre. IODP (Integrated Ocean Drilling Program) es un programa de cooperación científica internacional, participado

por 27 países de todo el mundo, que fundamenta su actividad en investigaciones multidisciplinares sobre los

resultados de perforaciones científicas en mares y océanos. El programa está dedicado a investigaciones sobre temas

punteros en geociencias, biodiversidad y cambio climático.

IODP se desarrollará entre los años 2003 y 2013 y es el tercero de una saga de programas de perforaciones cientí-

ficas de cooperación internacional. Los anteriores fueron el Deep Sea Drilling Project (DSDP, entre 1968 y 1983) y el

Ocean Drilling Program (ODP, entre 1983 y 2003). Ambos estaban basados también en el estudio de sondeos oceá-

nicos profundos y fueron el resultado de un ingente y continuado empeño científico mundial para abordar proble-

mas globales del planeta. IODP explora la historia y la estructura de la Tierra registradas en el fondo y subsuelo

marino bajo los océanos. Proporciona resultados sobre la evolución del planeta para entender los procesos que rigen

la interacción entre la tierra sólida, los océanos, la atmósfera, los casquetes polares, el comportamiento orbital, la

evolución climática y la vida.

IODP y sus predecesores proporcionan una base única y potente de datos geológicos estratégicos que están a

disposición de los países participantes. A nivel global propicia un amplio espectro de programas y proyectos

en investigación básica y aplicada, desarrollo tecnológico y educación científica. Se trata de un programa de

cuota y, consecuentemente, sus socios son los países que contribuyen a su financiación mediante la firma de

un Memorando de Entendimiento, que compromete su participación en el programa. Los dos países con

mayor contribución económica a IODP son EE. UU. y Japón y, por tanto, sus agencias de financiación son líde-

res del programa.

Una segunda categoría en cuanto a la participación corresponde a la de miembro contribuyente, estatus que tie-

ne únicamente el Consorcio Europeo para Perforaciones Científicas Oceánicas (ECORD, por sus siglas en inglés),

constituido por 16 países europeos (Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Holanda,

Irlanda, Islandia, Italia, Noruega, Portugal, Reino Unido, Suecia y Suiza) y Canadá. Un tercer nivel de contribución

está formado por los denominados miembros asociados, que incluyen actualmente la Republica Popular de Chi-

na y Corea del Sur. Australia y Nueva Zelanda participan actualmente con aportaciones también importantes

aunque más modestas.

Programa Integradode Perforación Oceánica

IODP


Travesía a las entrañasde la Tierra

Travesía a las entrañasde la Tierra


Objetivos

Las principales aplicaciones científicas y tecnológicas

del programa se pueden agrupar por grandes áreas:

· En cuanto a ciencia: se centra en el estudio de la bios-

fera profunda y el océano de fluidos en el subsuelo

marino (hidratos de gas, por ejemplo), el cambio

medioambiental, sus procesos y efectos (cambio cli-

mático rápido, climas extremos) y el análisis de ciclos

en la tierra sólida y geodinámica (ruptura de los con-

tinentes y formación de cuencas, grandes provincias

ígneas, perforación de la base de la corteza de la Tie-

rra, zonas seismogénicas…).

· En lo referente a tecnología: facilitar la investigación

de regiones inexploradas y resolver problemas de

urgencia científica y social. El programa opera con

dos buques de perforación únicos en su género, que

están equipados con numerosos y bien dotados labo-

ratorios de muy diversa índole (el Chikyu y el Joides

Resolution) y además utiliza plataformas específicas

de perforación procedentes de la industria petrole-

ra (Mission Specific Platform, MSP). Ambos buques

pueden recuperar testigos continuos de sedimentos

y rocas en ámbitos oceánicos de hasta 11.000 m de

profundidad y tienen la capacidad de penetrar en el

subsuelo oceánico hasta profundidades de 7.000 m.

El Joides Resolution está dedicado a perforaciones

en ámbitos oceánicos, el Chikyu permite perforar en

márgenes continentales con potenciales depósitos

de petróleo y gas, así como en regiones difíciles de

perforar, mientras que las MSP se dedican a objeti-

vos de perforación en medios naturales no aptos para

los otros dos navíos: climas extremos del Ártico y la

Antártida, ámbitos litorales o fondos marinos muy

someros.

Asimismo, las aplicaciones científicas atienden a diver-

sos aspectos, entre los que se pueden citar: el estudio del

régimen oceanográfico global, la variabilidad climática

registrada en los sedimentos y cambios climáticos, la

organización, estructura y funcionamiento de las placas

tectónicas, de los límites de placas y de los márgenes con-

tinentales. Otras aplicaciones tienen que ver con la hidro-

dinámica en la corteza terrestre y la circulación de fluidos

en el subsuelo marino, la generación de corteza oceánica

y las grandes provincias de rocas ígneas oceánicas, los

recursos naturales no renovables (hidratos de gas) y depó-34

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Distribución de las perforaciones científicas oceánicas.


sitos metálicos en yacimientos hidrotermales medio-oceá-

nicos o los riesgos naturales (referidos al origen, activi-

dad y efectos de terremotos y volcanes, entre otros).

Por otra parte, las aplicaciones tecnológicas están com-

prometidas con el desarrollo de mejoras en las capa-

cidades actuales para la perforación profunda de los

océanos.

Futuro de IODP

La fase actual de IODP finaliza en otoño de 2013 y has-

ta entonces el programa tiene garantizada su existen-

cia. Para afrontar los distintos desafíos, los países par-

ticipantes en el programa han comenzado a establecer

comités ad hoc y a organizar reuniones científicas a nivel

internacional, donde se discutan los diversos intere-

ses de cada país con el fin de incluirlos en el nuevo plan.

Es de destacar que España participa activamente en este

proceso.

En cuanto a los retos futuros (periodo 2014-2023) para

las perforaciones de IODP, tendrán que ver con temas

de interés socioeconómico como el futuro climatoló-

gico y el cambio medioambiental, los ciclos y la miti-

gación del CO2, los riesgos geológicos, las regiones

de mares cubiertos de hielo, dinámica y procesos en

las plataformas continentales, los procesos de la super-

ficie terrestre y sus ciclos geoquímicos, los ciclos de

la litosfera bajo los océanos, la acidificación del océa-

no y la influencia de la atmósfera y nuevas fronteras en

técnicas de perforación.


La participación de España en IODP comenzó en 2003

integrada en ECORD (European Consortium for Ocean

Drilling Research) bajo la firma de un Memorando de

Entendimiento ECORD. Este consorcio europeo para el

IODP, y por ende para España, promueve una coopera-

ción científica y tecnológica entre países de Europa,

para reforzar la excelencia científica y competitividad

de la UE en el campo de las perforaciones científicas

oceánicas.

Las investigaciones españolas en IODP, así como la

participación de científicos españoles en expedicio-

nes de perforación y actividades relacionadas, vienen

siendo propiciadas y financiadas por instrumentos del

Plan Nacional de I+D+i. Numerosos proyectos de inves-

tigación nacionales y de cooperación internacional

han tenido y tienen objetivos y actividades científicas

relacionados con IODP (y ODP) que han dado lugar

a propuestas y realización de perforaciones en aguas

territoriales españolas (océano Atlántico y mar Medi-

terráneo) y en aguas de influencia española en la

Antártida. Igualmente, científicos españoles han par-

ticipado en más de una treintena de campañas mari-

nas de estos programas como especialistas en dis-

tintos campos de ciencias de la Tierra.

La participación nacional en IODP (IODP-España) está

financiada y patrocinada por el MICINN.

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Vista general de uno de los buques oceanográficos usadospara perforar el lecho marino.


Presupuesto: 164 M$ (2009)


Webs:

http://www.iodp.org

http://www.ecord.org

http://carpe.usal.es/~iodp


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Descripción

ICDP (International Continental Scientific Drilling Program) es un programa que tiene como objetivo obtener infor-

mación sobre la estructura y los procesos de la corteza terrestre a través de las perforaciones continentales. Esta

información es necesaria para minimizar los riesgos geológicos producidos por volcanes y terremotos, mejorar el

desarrollo sostenible de la Tierra y comprender los procesos de interacción de la corteza terrestre con la biosfera,

entre otras cosas.

Los proyectos financiados por ICDP abordan estudios en el ámbito de las ciencias de la Tierra. Para ello, las perfora-

ciones se realizan a distintas profundidades, obteniéndose testigos de sedimentos, rocas y fluidos. Los miembros fun-

dadores de ICDP son los EE. UU., China y Alemania. El número de miembros ha ido creciendo progresivamente

Programa Internacional de PerforacionesCientíficas Continentales

ICDP

ICDP tiene como objetivo la provisión de información precisa y transcendental sobre la estructura y los procesos de la cortezaterrestre a través de las perforaciones continentales.


Desentrañandolos secretos de la Tierra

Desentrañandolos secretos de la Tierra


durante los últimos años hasta los 20 con los que cuen-

ta a principios de 2010. Estos miembros pertenecen a un

total de 18 países distintos (entre los que se encuentra

España), más la UNESCO y la empresa Schlumberger Inc.

Objetivos

Las aplicaciones de este programa se desarrollan en el

contexto de ocho temas de interés científico que han

sido acordados por los miembros participantes y que

son los que se enuncian a continuación:

· El cambio climático y el medio ambiente.

· Las estructuras de impactos.

· La geobiosfera y las formas de vida tempranas.

· Los sistemas volcánicos y la energía geotérmica.

· Las plumas del manto y las dorsales.

· Las fallas activas.

· Los márgenes convergentes y las zonas de colisión.

· Los recursos naturales.

ICDP dispone de varios recursos tecnológicos para

satisfacer las necesidades de cada proyecto. Así por

ejemplo, el sistema de perforación de cable (Wireline

Coring System) es un instrumento capaz de perforar a

5,5 km de profundidad. Por otra parte, el sistema

GLAD800 es capaz de recuperar sedimentos lacustres

en lagos profundos mediante el uso de un barco

modular.

Además de estos equipos, ICDP aporta la tecnología

de mediciones en pozos de sondeo que permite carac-

terizarlos de manera física y geológica. Respecto al

estudio de testigos, el sistema de monitorización de

testigos y el escáner óptico de Geoteck son fundamen-

tales para el análisis de las propiedades geofísicas de

las muestras.

Finalmente, ICDP cuenta con un soporte informático

que permite el manejo y el almacenamiento de datos

durante las campañas de perforación y en etapas pos-

teriores. El software DIS (Drilling Information System),

posibilita la transmisión de datos obtenidos en el cam-

po directamente a la web.38

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Minimizar los riesgos producidos por los terremotos es uno de los objetivos del proyecto.


Futuro de ICDP

En los próximos años se espera la incorporación a ICDP

de países como Israel, India, Rusia, Países Bajos, Gran

Bretaña y Brasil, con los cuales las negociaciones ya están

avanzadas. El número de proyectos está aumentando,

en 2010 están previstas perforaciones en Italia, China,

Sudáfrica, Turquía y EE. UU.


España entró a formar parte de ICDP en el año 2007,

tras la firma de un Memorando de Entendimiento entre

el anterior Ministerio de Educación y Ciencia y el Geo-

ForschungsZentrum, entidad pública alemana que ges-

tiona el proyecto. Desde su entrada en este Organis-

mo, España cuenta con miembros permanentes en las

comisiones científicas y organizacionales del mismo.

También ha participado de forma activa en diversos

proyectos y su aportación en propuestas de investi-

gación ha sido muy importante.

España también contribuye a ICDP a través de un Gru-

po de Apoyo Operacional (OSG, por sus siglas en inglés)

en Postdam (Alemania), en el que trabajan científicos

españoles. Está colaboración se realiza al amparo de las

becas del MICINN para especialización en organismos

internacionales.

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Presupuesto: 5,8 M$ (2009)


Web: http://www.icdp-online.org/

España entró a formar parte de ICDP en el año 2007.Los miembros fundadores de ICDP son los EE. UU., China yAlemania.


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Descripción

EMBO (European Molecular Biology Organization) fue creada en 1964 como una academia científica para fomen-

tar la cooperación en biología molecular y para construir un laboratorio europeo dedicado a esta temática. Sus

miembros son elegidos en función de su excelencia investigadora. Las actividades iniciales de cooperación

entre diferentes laboratorios europeos se realizaron mediante la dotación de becas y la elección de 200 biólo-

gos como miembros de la organización. Actualmente, EMBO tiene más de 1.400 miembros en Europa y cerca

Organización Europea de Biología MolecularConferencia Europea de Biología MolecularLaboratorio Europeo de Biología Molecular

EMBO-EMBC-EMBL

EMBO fomenta la cooperación internacional en biología molecular desde hace casi 50 años.

02_CC_biologicas.qxd 8/3/10 18:59 Página 40

Tras el misteriode la vida

Tras el misteriode la vida


de 90 miembros asociados en otras partes del mun-

do. Es de destacar que cuenta entre sus miembros con

52 premios Nobel. Esta organización gestiona un

extenso programa, que incluye ayudas a la investiga-

ción para científicos jóvenes, principalmente, en for-

ma de contratos postdoctorales y becas de estancias

cortas, la organización de cursos, talleres, actividades

para relacionar la ciencia con la sociedad y la conce-

sión anual de la medalla de oro EMBO a investigado-

res de menos de 40 años. Además, gestiona la edición

de prestigiosas revistas científicas: EMBO Journal, EMBO

reports, Molecular Systems Biology y EMBO Molecular

Medicine.

La financiación de las actividades de EMBO de forma

permanente se consiguió al constituirse la Conferen-

cia Europea de Biología Molecular (EMBC, European

Molecular Biology Conference). Inicialmente, la cons-

tituyeron 14 países y, en la actualidad cuenta con 27

miembros europeos. Su programa general se centra,

fundamentalmente, en la provisión de ayudas para

la formación, la enseñanza y la investigación relacio-

nadas con las ciencias de la vida. En este contexto son

de destacar su programa de becas y contratos, deno-

minado EMBO Fellowship Programme, así como su pro-

grama específico para investigadores jóvenes (EMBO

YIP). La financiación del programa general proviene

de las contribuciones de sus países miembros pero su

ejecución corresponde a EMBO.

EMBO propuso a EMBC que diseñara y construyera

el Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL,

European Molecular Biology Laboratory). El EMBL se

fundó en 1974 y está financiado por 20 países miem-

bros y Australia como miembro asociado. Está gober-

nado por un director general, que cuenta con la ayu-

da y supervisión del Consejo del EMBL (EMBL Council),

así como el asesoramiento de un Comité Científico

Asesor (SAC, Scientific Advisory Committee) integra-

do por científicos de excelencia internacional. El órga-

no responsable de la financiación y supervisión del

EMBL es el Consejo, formado, al igual que la EMBC por

un presidente, dos vicepresidentes y los delegados de

los distintos Estados miembros elegidos por sus res-

pectivos gobiernos. Los objetivos del EMBL son reali-

zar investigación básica en biología molecular, formar

científicos, estudiantes y visitantes, ofrecer servicios

fundamentales a los científicos de los Estados miem-

bros, desarrollar nuevos instrumentos y métodos en

el ámbito de la biología molecular y realizar la trans-

ferencia de tecnología.

Actualmente, el EMBL tiene cinco unidades: el labo-

ratorio principal, que se encuentra en la ciudad alema-

na de Heidelberg y cuatro centros adicionales locali-

zados en Hinxton (Reino Unido), Grenoble (Francia),

Hamburgo (Alemania) y Monterotondo (Italia). En total,

cuenta con 1.400 empleados de 60 naciones con expe-

riencia en biología, física, química y bioinformática.

Objetivos

La investigación realizada por el EMBL se centra en la

biología del desarrollo, biología y biofísica celular, bioin-

formática, expresión génica, biología estructural y bio-

logía de sistemas. Los distintos centros del EMBL están

especializados en diferentes temáticas.

El laboratorio de Heidelberg tiene diversas infraestruc-

turas de soporte a la investigación. Las principales son:

microscopía óptica avanzada, genómica, proteómica,

expresión y purificación de proteínas, citometría de flu-

jo, anticuerpos monoclonales, resonancia magnética

y biología química. Su investigación se centra en cua-

tro áreas principales: biología y biofísica celulares, bio-

logía del desarrollo, genómica y biología estructural y

computacional.

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Mitocondria vista al microscopio.


El Instituto Europeo de Bioinformática (EBI, European

Bioinformatics Institute) es un centro del EMBL locali-

zado en Hinxton (Reino Unido). Las misiones de este

centro son proveer y mantener bancos de datos y servi-

cios de bioinformática a la comunidad científica, rea-

lizar investigación básica y proporcionar formación

avanzada en bioinformática a los científicos de cual-

quier nivel, así como contribuir a diseminar las tecno-

logías más avanzadas a la industria.

El centro de EMBL en Grenoble (Francia) es un labo-

ratorio que se encuentra cerca de dos infraestructu-

ras de investigación europeas especialmente dota-

das para la investigación en el ámbito de la biología

estructural: el Instituto Laue Langevin, que proporcio-

na haces de neutrones de alto flujo y el sincrotrón

del European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), que

produce uno de los haces de rayos X más intensos. Ello

ha permitido que este centro del EMBL colabore con

estas infraestructuras en el desarrollo de métodos e

instrumentación diversa para determinar las estructu-

ras moleculares. Además, el centro realiza investiga-

ción en biología molecular estructural, fundamental-

mente, en los complejos proteína-RNA relacionados

con el metabolismo y traducción del RNA, los comple-

jos proteína-DNA involucrados en la transcripción,

estructura, ensamblaje e interacciones de los virus

con las células y proteínas involucradas en la fusión de

las membranas. Finalmente, este centro desarrolla ins-

trumentos y tecnologías para la expresión y la crista-

lización automática de las proteínas.

El centro de EMBL en Hamburgo está ubicado en el mis-

mo lugar que el sincrotrón DESY y opera siete líneas

de haz de esta instalación. En breve entrará en opera-

ción una nueva instalación asociada al sincrotrón DESY,

denominada PETRA III. La radiación que proporciona

este sincrotrón se utiliza para estudiar la estructura y

la función de las proteínas. Sus objetivos tecnológicos

se orientan hacia la innovación en tecnologías desti-

nadas a la aplicación de la radiación sincrotrón en bio-

logía. Sus intereses científicos se centran en la regula-

ción de la transcripción y la traducción, la replicación

viral, las interacciones proteína-ligando, así cómo las

proteínas de los organismos extremófilos y las meta-

loproteínas en sus diferentes estados de oxidación-

reducción.

El centro de EMBL en Monterotondo está centrado

en la genómica funcional del ratón y en la aplica-

ción de la manipulación genética de ratones a pro-

blemas biomédicos. Sus alianzas con otros centros

europeos de investigación básica y clínica lo han con-

vertido en un centro internacional de excelencia don-

de se realizan actividades que permiten asociar la

genómica, el fenotipado y los procesos fisiológicos,

así como trasladar la investigación a la aplicación clí-

nica relacionada con el diagnóstico y tratamiento de

las enfermedades.

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Sede del EMBL en Heidelberg (Alemania).


El EMBL está relacionado con diversos proyectos de futu-

ras instalaciones incluidas en la Hoja de Ruta de ESFRI

relacionados con la investigación en biología y la bio-

medicina, como ELIXIR o Bioimaging.

Participación Española

En el año 2009 España contaba con 54 investigadores

miembros de EMBO. El país participa en esta institución

desde 1969, en EMBC desde 1970 y en el Consejo del

EMBL desde 1986, y es el MICINN la institución que

representa a la nación en ambos foros. La contribución

económica española conjunta a las tres organizaciones

durante el periodo 2004-2009 fue cercana al 7% del pre-

supuesto total.

En el periodo 2000-2008 los investigadores españoles

recibieron el 8,52% y el 16% de las ayudas EMBO para

realizar estancias cortas (hasta tres meses) y de mayor

duración (dos años), respectivamente. Dada la calidad

científica de la biología molecular española, distin-

tos laboratorios nacionales han recibido becarios de

este programa.

Desde 2006 existe un acuerdo entre el EMBL y el Cen-

tro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona,

financiado por el MICINN que ha permitido la crea-

ción de la Unidad de Investigación en Biología de Sis-

temas EMBL-CRG. Esta unidad se encuentra ubicada

en la sede del CRG y combina la experiencia del EMBL

en el área de la biología molecular con el conocimien-

to del CRG en áreas específicas de la genómica y la

proteómica.

El acuerdo CRG-EMBL sitúa a España en primera línea en

el ámbito de la investigación biomédica en Europa. Supo-

ne además un impulso para otros institutos y universi-

dades españolas que trabajan en biomedicina y un incen-

tivo de competitividad.

Cinco de los seis grupos de investigación de esta unidad

forman parte de este acuerdo: Diseño de Sistemas Bio-

lógicos, centrado en la ingeniería racional de seres vivos;

Ingeniería de Redes Génicas, que estudia la ingeniería

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Numerosos becarios han sido beneficiarios de los programas de formación de EMBO.


de redes sintéticas para controlar la expresión génica en

las células y para construir patrones de autoorganización

similares a los que presentan los organismos durante las

fases de morfogénesis y desarrollo; Sistemas Genéticos,

que utiliza análisis computacionales y experimentales

para abordar problemas fundamentales en genética; Sis-

temas Sensoriales y Conducta, que tiene por objetivo

entender cómo codifica y procesa el cerebro las seña-

les sensoriales y cómo adopta un comportamiento adap-

tativo y, por último, Análisis Comparativo de Sistemas

de Desarrollo, que estudia cómo los cambios regulato-

rios en redes génicas inducen cambios fenotípicos en un

organismo.

Desde 1998, España tiene un programa de especiali-

zación de investigadores relacionado con el EMBL. En

la actualidad este programa está financiado por el

MICINN.

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Presupuesto:

· Conjunto EMBO/EMBC (2010-2014):

21 M€ anuales estimado.

· EMBL (2007-2011): 80 M€ anuales

estimado.

· Financiación del MICINN al convenio CRG-

EMBL (2006-2014): 12,27 M€


Webs:

http://www.embo.org/

http://embc.embo.org/

http://www.embl.org/

http://www.embl.de/research/

partnerships/crg/index.html

EMBL está relacionado con diversos proyectos de futuras instalaciones incluidas en la Hoja de Ruta de ESFRI, como ELIXIR o BioImaging.


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Reac

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sión

(JET

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Descripción

El tokamak europeo JET (Joint European Torus) ubicado en Culham (Reino Unido), constituye la mayor instalación

de fusión nuclear del mundo y es la única capaz de operar con el combustible de los futuros reactores; el tritio.

Con 16 MW, el JET mantiene el récord mundial de potencia de fusión. Asimismo, este reactor experimental permi-

te realizar ensayos para probar los materiales que han de estar expuestos directamente al plasma y los prototipos

de los sistemas de calentamiento o de diagnóstico, todo ello bajo condiciones próximas a las de los futuros reacto-

res de fusión. Fue constituido en 1978, año en que la Comisión Europea lo creó como empresa común, formada

por Euratom y los Estados asociados al Programa Europeo de Fusión.

El programa científico del JET y la investigación sobre fusión en Europa, se llevan a cabo y se coordinan desde el

año 2000 mediante el acuerdo EFDA (European Fusion Development Agreement), que tiene como objetivo la opera-

ción y explotación de esta gran máquina y sus instalaciones anexas, a fin de ampliar la gama de parámetros aplica-

bles a las experiencias en fusión termonuclear controlada. Los excepcionales resultados de esta infraestructura,

junto con la experiencia ganada en la explotación colectiva de la instalación, han permitido a Europa jugar un

papel clave en la preparación del ITER (ver página 50).

Reactor Europeo de Fusión

JET

Representación virtual del reactor tokamak del JET.

03_Energia.qxd 8/3/10 19:00 Página 46

Los primeros pasospara la fusión

Los primeros pasospara la fusión


Objetivos

El JET es el dispositivo que, por geometría y tamaño,

se aproxima más al ITER y cumple, dentro del programa

internacional de fusión, un papel fundamental: validar

los resultados obtenidos en los dispositivos de todo el

mundo de cara a su futura aplicación en el ITER. En este

sentido, es el punto más relevante en la ley de escala,

que predice la capacidad de un dispositivo de confinar

la energía en función de la geometría, tamaño y cam-

po magnético, lo que ha permitido a su vez predecir que

el ITER alcanzará la ganancia energética prevista. De la

misma manera, el JET ha validado los escenarios (con-

juntos de parámetros que definen un experimento dado)

de confinamiento mejorado, extracción de partículas,

extracción de energía o estabilidad, que deberán en su

día extrapolarse al ITER.

De particular importancia han sido los resultados sobre

calentamiento del plasma mediante partículas alfa, que

confirman la viabilidad de los escenarios de ignición, en

los que la alta temperatura necesaria para la fusión se

mantiene gracias a las partículas alfa de alta energía que

se producen en la propia reacción deuterio-tritio (D-T).

Estos experimentos han sido exclusivos del JET, ya que

la generación de partículas alfa de alta energía (como

producto de la reacción D-T o mediante radiofrecuen-

cia), así como su confinamiento durante el tiempo nece-

sario para que la depositen en el plasma antes de per-

derse al exterior, son sólo posibles en esta instalación.

La capacidad única del JET de operar con tritio, hace

de este dispositivo el principal referente tecnológico de

cara a los sistemas de este isótopo del hidrógeno en el

ITER. La planta de extracción de tritio, los protocolos de

seguridad, los diseños de los accesos al plasma o el catá-

logo de materiales compatibles constituyen la principal

base de datos para el diseño de los sistemas equiva-

lentes en el ITER, así como la redacción de sus proto-

colos de operación.

JET ha sido también el banco de desarrollo de la tec-

nología de mantenimiento remoto. Buena parte de sus

labores de reparación y mantenimiento se realizan

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(JET

)

Vista del interior del reactor tokamak JET.


mediante sistemas por control remoto; grandes brazos

articulados capaces de levantar enormes masas y, al

mismo tiempo, de apretar y aflojar pequeños tornillos

o reparar cables dañados. Esta tecnología, que impli-

ca no sólo el diseño de los sistemas de manipulación

sino que impone una serie de condiciones de compa-

tibilidad en el propio diseño de los componentes del

reactor, se utilizará en el ITER para todas las operacio-

nes internas.

Finalmente, cabe destacar un ejemplo de cómo los expe-

rimentos del JET pueden suponer un importante aho-

rro de tiempo y presupuesto en la construcción del ITER.

Actualmente, JET está instalando una nueva combina-

ción de materiales (berilio y tungsteno) en las paredes

del reactor. Si los experimentos con estos materiales

son exitosos se podría llegar a suprimir la fase que el

ITER tiene previsto realizar con paredes recubiertas de

carbono y pasar directamente a operación con pared

de tungsteno. Esto permitiría ahorrar al proyecto que

se construye en Cadarache (Francia) más de 100 millo-

nes de euros y adelantar en más de un año la fase de

operación con alta potencia de fusión.


El principal socio de EFDA en España es el Ciemat

(Centro de Investigaciones Energéticas, Medioam-

bientales y Tecnológicas), que participa en JET a tra-

vés de la explotación científica de la instalación (task

forces) y del programa de ampliación y mejora de sub-

sistemas (enhancement projects). En el área de explo-

tación científica merece especial mención el traba-

jo realizado en las áreas de transporte turbulento del

borde, prevención de películas de hidrocarburos por

inyección de scavengers, explotación de diagnósticos

y el desarrollo de técnicas para el análisis de datos en

tiempo real, entre otros. En el área de mejora de diag-

nósticos, el Ciemat ha llevado a cabo la ampliación

del sistema de Emisión Ciclotrónica Electrónica (ECE),

el desarrollo de sondas para la medida del borde del

plasma y la instalación de cámaras rápidas y ha pro-

porcionado el coordinador científico para estos

temas.

El periodo de explotación del JET bajo la gestión de EFDA

ha venido marcado por una fuerte participación indus-

trial española. Los suministros, como fuentes de alimen-

tación, no fueron aportaciones en especie, sino que

correspondieron a adjudicaciones en régimen de libre

competencia junto con la industria europea.

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(JET

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Ubicación: Culham (Reino Unido)

Presupuesto: 85 M€


Webs:

http://www.jet.efda.org/

http://www.efda.org/

El tokamak europeo JET constituye la mayor instalaciónde fusión nuclear del mundo.

Vista de las instalaciones del JET en Culham (Reino Unido).


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Descripción

El proyecto ITER, actualmente en construcción en Cadarache (Francia), supone el esfuerzo de un grupo de países,

que acogen a más de la mitad de la población mundial, para desarrollar una fuente de energía, basada en la fusión

nuclear, segura, inagotable y respetuosa con el medio ambiente. Con el ITER se pretende construir un gran labora-

torio de investigación, donde se demuestre por primera vez la viabilidad científica y tecnológica de obtener ener-

gía utilizando reacciones de fusión. Europa, Estados Unidos, Japón, Rusia, China, Corea del Sur e India participan

en este proyecto. Del total de su presupuesto, la Unión Europea aportará el 48%, a través de los fondos comunita-

rios destinados a la investigación.

La fusión es la reacción por la cual dos núcleos ligeros se unen para formar un tercero más pesado. En este proce-

so se libera energía, ya que la masa de este núcleo es menor que la suma de la de los núcleos originales. Esa mate-

ria restante se transforma en energía, llevando a la práctica la predicción teórica de Einstein de conversión de

masa en energía. En todas las estrellas del Universo se producen reacciones de fusión, a través de las que se libera

la energía que les hace brillar y que, en el caso del Sol, hace posible que exista vida en la Tierra.

Para la producción de energía en el ITER se fusionarán dos isótopos del hidrógeno: el deuterio y el tritio, lo que

dará lugar al helio y un neutrón, con la consiguiente liberación de energía. Las ventajas del aprovechamiento ener-

gético de esta reacción de fusión son, en principio, enormes. Baste citar que, fusionando una pequeña cantidad de

estos isótopos de hidrógeno, puede generarse la cantidad media de electricidad que consume una persona en un

país industrializado durante toda su vida. Al tratarse de una fuente de energía segura, poco contaminante y prácti-

camente inagotable, se han creado en todo el mundo importantes programas de investigación encaminados a estu-

diar estos procesos de fusión. De hecho, esta preocupación por encontrar nuevas fuentes de energía y demostrar

el potencial de la fusión en particular, ha trascendido a los niveles políticos más elevados. Así, el encuentro mante-

nido en 1985 entre los líderes americano y soviético supuso, de facto, el inicio del proyecto ITER.

Objetivos

Desde el punto de vista científico, el proyecto ITER deberá conseguir un plasma en el que las partículas alfa (núcleos

de helio) que se producen en la reacción de fusión deuterio-tritio, constituyan su principal fuente de calentamiento.

Este calor intrínseco será apoyado por otros 50 MW de energía externa adicional, que llevará al combustible a las

condiciones adecuadas para que, de forma sostenida, se produzcan 500 MW térmicos, lo que significaría la obten-

ción de una energía al menos 10 veces superior a la necesaria para mantener la reacción. Desde el punto de vista

Reactor Experimental Termonuclear Internacional

ITER


El camino haciala energía de las estrellas


tecnológico, el ITER ha de demostrar que es posible inte-

grar las tecnologías más relevantes para la futura cons-

trucción de plantas productoras de electricidad basadas

en la fusión, mostrando las ventajas de esta energía en

cuanto a seguridad y al impacto medioambiental.

Los mecanismos que hacen posible la fusión en las estre-

llas no son viables a escala planetaria. Actualmente, la

forma más prometedora de utilizar esta energía reside

en la creación de botellas magnéticas. En ellas, el combus-

tible (unos pocos gramos de isótopos del hidrógeno en

estado de plasma), es aislado de su entorno mientras

es calentado a temperaturas de centenares de millones

de grados, algo necesario para que las reacciones de

fusión generen energía de forma eficiente. En torno al

diseño y perfeccionamiento de esas botellas magnéti-

cas ha girado la investigación en energía de fusión en

las últimas décadas y, concretamente, en el concepto

tokamak, una cámara toroidal con bobinas magnéticas

donde tendrá lugar la reacción. ITER está basado en este

tipo de cámara, que ha experimentado un desarrollo

espectacular en todo el mundo. Su diseño, inicialmen-

te propuesto por la antigua Unión Soviética, está avala-

do y determinado por el conocimiento obtenido a través

de la extensa operación de tokamaks en el mundo duran-

te las pasadas décadas y, particularmente, por las inves-

tigaciones realizadas en el tokamak europeo JET (Joint

European Torus) en el Reino Unido, el mayor del mundo

en la actualidad. En él ya se han conseguido generar 16

MW térmicos utilizando reacciones de fusión. Asimismo,

la tecnología propuesta para ITER ha sido validada por un

amplio programa de I+D que ha construido prototipos

de, prácticamente, todos sus componentes críticos.

ITER es un proyecto tecnológicamente muy complejo para

cuya construcción se estima que serán necesarios 10 años

y, al menos, 20 más de explotación posterior. Los avances

científicos que ITER necesita para su construcción y pos-

terior operación y mantenimiento son, fundamentalmen-

te, todos aquellos tradicionalmente relacionados con la

alta tecnología: superconductividad, nuevos materiales,

robótica, alto vacío, electrónica, microondas, acelerado-

res o sistemas de control, entre otros.


La empresa común del ITER: Fusion for Energy

Un importante reto del proyecto ITER es su propia ges-

tión, ya que hay que tener en cuenta que los socios

financiarán el 90% de todo el proyecto mediante con-

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Futuras instalaciones del ITER (Cadarache, Francia).


tribuciones en especie. Cada socio del ITER tiene su

agencia doméstica, encargada de contratar y entregar

al ITER-Cadarache los equipos y servicios, que constitu-

yen una determinada contribución en especie. La agen-

cia doméstica europea para el ITER está establecida en

Barcelona y se denomina Empresa Común Europea para

el ITER y el Desarrollo de la Energía de Fusión, si bien

su nombre abreviado es Fusion for Energy (F4E). Esta

agencia gestionará un presupuesto de inversiones para

el ITER de más de 2.000 millones de euros, contará con

una plantilla de cerca de 300 personas y con un pre-

supuesto de funcionamiento propio de, aproximada-

mente, 30 millones de euros anuales a lo largo de 35

años, ya que sus objetivos van más allá del ITER y alcan-

zan el desarrollo de los llamados “reactores de demos-

tración”. F4E opera en Barcelona desde 2007 y su plan-

tilla ha rebasado las 180 personas, considerando los

ingenieros, científicos y administrativos incluidos en su

dotación. El 21% del personal es español.

Programas de investigación y desarrollo

tecnológico

España participa como socio en el ITER a través de la

Unión Europea y, además de acoger a la agencia F4E,

mantiene un activo programa de I+D en el área de la

energía de fusión coordinado por el Laboratorio Nacio-

nal de Fusión del Ciemat. En este organismo se realiza

la investigación experimental en fusión y se encuentra

uno de los stellarators (dispositivos de confinamiento

magnético tecnológicamente más avanzados que el

tokamak) más importantes del mundo, que fue cons-

truido en un 60% por empresas españolas (TJ-II).

En este ámbito, la capacidad de la industria española

de bienes de equipo, de las ingenierías, de las construc-

toras y de la industria eléctrica es indudable. Son pre-

cisamente estas empresas las que deberán estar pre-

paradas para acudir a las ofertas que se planteen para

la construcción del ITER, formando parte de los con-

sorcios europeos que ya se están empezando a cons-

tituir. De hecho, ya se está comenzando a obtener adju-

dicaciones en las licitaciones para la contratación de

provisión de equipos y servicios para el ITER. En el ámbi-

to científico, las principales contribuciones se sitúan

en los campos de la física del confinamiento magnéti-

co, los sistemas de diagnóstico, control de inyección

de energía y regeneración del tritio. Asimismo, Espa-

ña mantiene un importante esfuerzo en el área de las

tecnologías de reactor: materiales especiales, sistemas

de manipulación remota y sistemas de metal líquido,

a través de un proyecto Consolider y del desarrollo

de la Instalación Científica y Tecnológica Singular

“Tecnofusión”.

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Ubicación: Cadarache (Francia)

Presupuesto: 5.000 M€ aproximadamente


Web: http://www.iter.org

Representación virtual de una sección del reactor tokamak,donde se producirá la reacción de fusión.


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Descripción

ISIS constituye actualmente una de las instalaciones para generación de neutrones pulsados por espalación de mayor

rendimiento en el mundo. Situada cerca de Oxford (Reino Unido), en el Rutherford Appleton Laboratory (RAL), ISIS

apoya a una comunidad internacional de alrededor de 1.600 científicos que utilizan neutrones y muones para la

investigación en física, química, ciencia de materiales, geología y biología. Su tecnología permite conocer las pro-

piedades de la materia a una escala atómica. El programa científico de ISIS abarca tanto investigación básica como

estratégica, y el número de experimentos completados cada año supera los 600.

ISIS es la instalación principal del RAL y viene funcionando desde hace más de 20 años. La construcción se apro-

bó en 1977 y los primeros neutrones se produjeron a finales de 1984, aunque fue inaugurado oficialmente en 1985.

En la actualidad se ha completado la construcción de un segundo blanco de espalación, que albergará 16 nuevos

instrumentos, de los cuales siete ya están operativos. Este nuevo blanco permitirá nuevas oportunidades de

investigación en las áreas de materia blanda, ciencias biomoleculares, materiales avanzados y ciencia en la esca-

la nanométrica.

En su configuración actual, ISIS produce haces de iones hidruro (H-) (linac de 70 MeV, 22 mA y 200 μs) que,

una vez acelerados, atraviesan una lámina de aluminio de 0,3 mm de grosor que arranca los electrones de los

iones H+ para producir los pulsos de protones (H+). Éstos son transferidos a un sincrotón con una órbita circu-

lar de 26 m de radio. El objeto de este acelerador circular es el almacenaje y compresión temporal hasta 100

ns de pulsos, conteniendo 3 x 1013 H+. Tales pulsos, acelerados a una energía de 800 MeV, se extraen con una

frecuencia de repetición de 40 Hz hacia la primera estación (TS-I), donde un blanco de carbono genera los

Fuente de Neutrones y Muones Pulsados

ISIS

Otras aplicaciones directas en el área de las biociencias están relacionadas con los estudios de proteínas, enzimas o nuevos fármacos.

04_Materiales.qxd 8/3/10 19:01 Página 54

Neutrones para viajaral interior de la materia

Neutrones para viajaral interior de la materia


muones antes del blanco de wolframio, que genera

los neutrones. Con una frecuencia de 10 Hz, los iones

H- acelerados se dirigen hacia la segunda estación

(TS-II), que está optimizada para producir neutrones

de baja energía.

Para actualizar las instalaciones se están consideran-

do varias opciones de desarrollo de la fuente ISIS, que

involucran tecnologías avanzadas y entre las que cabe

mencionar las siguientes alternativas:

· Reemplazar en una primera fase el linac actual de

70 MeV por uno de nueva generación de 180 MeV, así

como el sincrotón por un Rapid Cycling Syncrotron

(RCS) que alcance 3 GeV, con lo que la potencia depo-

sitada en el blanco alcanzaría 1 MW. En una segun-

da fase, el linac de H- sería reemplazado por uno capaz

de proporcionar un haz de 800 MeV, manteniendo

el RCS de 3 GeV, lo que representaría un incremen-

to de potencia hasta los 5 MW.

· Otra opción consiste en la inyección del haz salien-

te del RCS hacia un sincrotrón FFAG (Fixed Field Alter-

nating Gradient) de 10 GeV, compuesto por 66 cel-

das y capaz de proveer potencias de hasta 20 MW.

La actualización de ISIS pretende equiparar su potencia

a la de máquinas de última generación (como la fuen-

te de neutrones norteamericana SNS). Cabe destacar,

además, que todos estos diseños, actualmente bajo

estudio, ya contemplan tecnologías aplicables a la futu-

ra ESS (European Spallation Source).

Objetivos

Los haces de neutrones son las sondas que permi-

ten determinar la estructura y la dinámica de mate-

riales a nivel molecular. Dadas sus propiedades, los

neutrones también permiten estudiar la materia a

temperaturas y presiones similares a las que tienen

que soportar las sondas para las perforaciones terres-

tres, o a temperaturas y campos magnéticos nece-

sarios para descubrir los secretos de la superconduc-

tividad. Los neutrones son de aplicación en campos

tan variados como la energía, la nanotecnología, el

tratamiento de materiales, la arqueometría, el patri-

monio cultural, el diseño de nuevos fármacos, la bio-

tecnología, la tecnología verde, y las tecnologías de

la información, además de tener aplicaciones inme-

diatas en la industria.

Nuestro entendimiento acerca de los procesos bioló-

gicos a nivel molecular progresa extraordinariamente

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ISIS es la instalación principal del RAL y viene funcionandodesde hace más de 20 años.

ISIS constituye actualmente una de las instalaciones parageneración de neutrones pulsados por espalación de mayorrendimiento en el mundo.


gracias a la batería de técnicas complementarias emplea-

das, de las cuales las basadas en métodos de dispersión

de neutrones forman una parte cada vez más importan-

te. Cada vez más, los biólogos de todo el mundo están

explotando las posibilidades que las fuentes de neu-

trones ofrecen para descifrar la estructura de grandes

moléculas biológicas, tales como las proteínas; cómo

se ordenan en complejos entramados y cómo desarro-

llan sus funciones en la célula.

Algunos de los ejemplos de investigaciones realizadas

con neutrones dentro de del ámbito de las ciencias de

la salud son: estudios de complejos moleculares rela-

cionados con la digestión (el metabolismo) de las gra-

sas, análisis del papel de los átomos de hidrógeno en

las enzimas, estudios acerca de la estabilidad de enzi-

mas para aplicaciones en biotecnología, el papel de

las moléculas de agua en los cambios del ADN, la inves-

tigación de membranas biológicas (o cómo los pépti-

dos penetran a través de las membranas), estudios en

terapias génicas, etc.

Todas estas aplicaciones y las que se mencionan

como objetivos en el caso del ILL (ver página 58 del

libro) son comunes a ambas fuentes de neutrones

(ILL e ISIS).


Si bien algunos investigadores españoles han podido

acceder a las instalaciones de ISIS desde sus comienzos,

fue en 2005 cuando se produjo la firma de un acuerdo

de cooperación bilateral entre el antiguo Ministerio de

Educación y Ciencia y el Council for the Central Labora-

tories of the Research Council (CCLRC) de ISIS.

La necesidad de ISIS de renovar o construir nuevos ins-

trumentos científicos para las estaciones TS-I o TS-II moti-

vó que la propuesta española de colaboración consis-

tiera, precisamente, en la construcción de parte de dicho

equipamiento científico. Como consecuencia de esta

contribución española, ISIS ha puesto a disposición de

los científicos españoles el 2,5% del tiempo de haz dis-

ponible para la realización de sus experimentos.

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Ubicación: Didcot (Reino Unido)

Presupuesto: 57 M£ (2009)


Web: http://www.isis.rl.ac.uk

Vista general de las instalaciones de ISIS.


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(ILL

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Descripción

El ILL (Institut Max von Laue-Paul Langevin), situado en Grenoble (Francia), fue fundado en enero de 1967 por inicia-

tiva de Francia y Alemania, a quienes se unió el Reino Unido en 1973. Dicho instituto posee la fuente de neutrones

más intensa dedicada enteramente a investigación fundamental para usos civiles. En 1971, el primer reactor euro-

peo de alto flujo (High Flux Reactor, HFR) alcanzaba su estado crítico con el formato innovador de un instituto de

servicio, ofreciendo a la comunidad científica mundial una fuente continua de neutrones y diez guías, cada una de

ellas capaz de hacer llegar una alta intensidad de flujo de neutrones (aproximadamente 1015 n/cm2.s) hasta tres o

cuatro instrumentos.

El reactor de alto flujo del ILL trabaja a una potencia térmica de 58 MW, con un único elemento combustible de ura-

nio enriquecido, en ciclos de funcionamiento de 50 días (alrededor de 225 días por año). Los neutrones producidos (tér-

micos, fríos y calientes) son guiados hasta los 37 instrumentos en los que los científicos realizan sus experimentos.

El ILL ha sido siempre un centro de excelencia y un buen ejemplo de cooperación en Europa. Más de 1.500 científicos,

de los cuales aproximadamente 90 son españoles, visitan anualmente el ILL para realizar más de 800 experimentos,

de los que resultan numerosas publicaciones (aproximadamente 600 en 2008) en revistas científicas de prestigio.

Objetivos

El espectro de las áreas que pueden beneficiarse de las múltiples investigaciones llevadas a cabo en el ILL es muy

amplio, e incluye farmacia, biología, química, medio ambiente, geología, tecnologías de la información y del

transporte, arqueometría y el patrimonio cultural, así como la industria y la investigación en física, tanto funda-

mental como aplicada.

Las aplicaciones directas en el área de las biociencias están relacionadas con los estudios de proteínas, enzimas, nue-

vos fármacos, procesos celulares in vivo o paso de fármacos a través de las membranas celulares. En el área de la

materia blanda y nuevos materiales, las aplicaciones de las técnicas neutrónicas son muy numerosas; por ejemplo,

ayudan a encontrar materiales que permitan un ahorro de energía (células solares, pilas de hidrógeno…) o una mejo-

ra de la calidad del medio ambiente (como los ecomateriales, útiles para purificar aguas contaminadas). También

permiten realizar estudios conducentes a que mejoren los rendimientos químicos, materiales de construcción

para que resistan temperaturas más altas, materiales magnéticos que permitan disminuir el tamaño de cualquier

imán, materiales superconductores para el transporte de corriente eléctrica sin pérdidas, cerámicas ultrarresisten-

tes para motores de combustión, etc.

Instituto Max von Laue – Paul Langevin

ILL


Mucho más que simplesneutrones

Mucho más que simplesneutrones


Organización

El ILL está organizado en torno a cuatro divisiones: Cien-

cia, Proyectos y Técnicas, Reactor y Administración, diri-

gidas por otros tantos jefes de división. Cada división

se distribuye a su vez en grupos o servicios. El director

general (alternativamente de nacionalidad alemana o

británica) es el máximo responsable de la institución.

Los jefes de las divisiones de Ciencia y Proyectos y Téc-

nicas (elegidos por los países asociados) tienen el ran-

go de directores adjuntos.

El coste de explotación, mantenimiento y desarrollo con-

tinuo de instrumentación en el ILL fue de 82,4 millones

de euros en 2008. La financiación de dichos costes se rea-

liza a través de las aportaciones de los organismos de

investigación de los países asociados y de sus socios inter-

nacionales. La contribución española en 2008, canaliza-

da a través del MICINN, ascendió a 3,48 millones de euros.

La actualización de la fuente de neutrones y la instru-

mentación del ILL de Grenoble, constituyen el proyec-

to ILL 20/20 (dentro del Milennium Programme para la

revitalización del ILL), que forma parte de los proyectos

de investigación identificados en la Hoja de Ruta de

ESFRI (ver página 242).


España fue el primer país que se unió a esta instala-

ción bajo la figura de Miembro Científico, en el año

1987. Desde entonces, el MICINN (o su equivalente

en años anteriores) ha venido contribuyendo econó-

micamente al ILL para que los científicos españoles

puedan utilizar sus instalaciones.

El convenio actual, acordado entre Francia, Alemania y Rei-

no Unido para asegurar el funcionamiento de la instala-

ción, deberá ser renovado en 2013 por un periodo de 10

años. El convenio actual que ha firmado España está en

vigor desde el 1 de enero de 2009 y expirará el 31 de diciem-

bre de 2013. En él se establece una contribución españo-

la al presupuesto de funcionamiento del ILL del orden del

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(ILL

)

Instalaciones del ILL en Grenoble (Francia).


5% como aportación dineraria y del 1% en forma de con-

tribuciones en especie. Dicha contribución total permite

el acceso de los científicos españoles a un tiempo de haz

igual o superior al 6% en todos los instrumentos.

Instrumentos españoles

En la instalación hay varios instrumentos gestionados

directamente por España. El conocido como D1B es

un difractómetro de neutrones para muestras policris-

talinas, líquidos y amorfos, caracterizado por su alto flu-

jo. Está equipado con un gran multidetector, que cubre

una región angular de 128° y dispone de un variado equi-

pamiento para realizar medidas en diferentes condicio-

nes ambientales (criostatos [1,5 - 300K], hornos [20 -

1.000°C], 4-círculos para texturas, campos magnéticos,

celdas de presión, etc.). Su diseño hace de D1B un ins-

trumento especialmente adaptado para la investigación

de estructuras y transiciones de fase magnéticas y para

la realización de estudios de difracción de neutrones en

tiempo real y/o in situ.

Por otro lado, el instrumento D15 es un difractóme-

tro de neutrones térmicos para monocristales, que pue-

de funcionar en configuración de 4-círculos o en con-

figuración de normal beam. Puede operar con dos tipos

de detectores diferentes, uno monodimensional y otro

bidimensional. También se pueden emplear otros entor-

nos de muestra, tales como hornos, criostatos de muy

bajas temperaturas (50 mK) o celdas de presión. Sus

características hacen de D15 un instrumento ideal para

estudios cristalográficos, determinación de diagramas

de fase H-T o P-T, así como determinación de estruc-

turas magnéticas.

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(ILL

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Ubicación: Grenoble (Francia)

Presupuesto: 75 M€ (2008)


Webs: http://www.ill.eu

http://www.spins.unizar.es/

Instrumento D15 en el ILL.


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crot

rón

(ESR

F)

Descripción

El ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) lleva funcionando desde 1994 al servicio de los científicos europeos

y está financiado por 19 países. Ubicado en Grenoble (Francia), se dedica a producir radiación electromagnética

para desentrañar los secretos más íntimos de la materia y abordar investigaciones en campos tan variados como la

biología, la química, la medicina, la geología, la física, la ciencia de materiales o el medio ambiente. Allí trabajan

unos 600 empleados y se mantienen en funcionamiento 43 líneas de luz, algunas de las cuales son propiedad de la

instalación, mientras que otras, conocidas como líneas CRG, pertenecen a los países miembros. Fue la primera fuen-

te de radiación sincrotrón de tercera generación y está considerado como un proyecto de gran éxito a nivel interna-

cional, tanto por el número de usuarios (unos 4.000 por año), como de publicaciones en revistas científicas (más de

1.600 en 2008).

A fin de mantener el liderazgo del ESRF a nivel mundial, el Consejo del ESRF ha preparado a lo largo del periodo 2005-

2008 el Upgrade Programme, que situará al ESRF a la altura de los más grandes desafíos científicos de las dos próximas

décadas. El proyecto de sincrotrón empezó a gestarse en 1975, y más tarde, en 1984, se tomó la decisión de construir-

lo en Grenoble. Cuatro años después comenzaron los trabajos de edificación. Ya en 1992 se generaron los primeros

rayos X y en 1994 se se inició su definitiva puesta en funcionamiento al servicio de la ciencia europea.

El uso que cada país miembro hace del ESRF es proporcional a su contribución al presupuesto anual de la instala-

ción. Los países de mayor participación en el proyecto son Francia, Alemania, Italia y Reino Unido, con contribucio-

nes del 27,5%, 25,5%, 15% y 14%, respectivamente. España, Suiza y el consorcio Nordsync (Dinamarca, Finlandia,

Noruega y Suecia) contribuyen con un 4% a cada uno, mientras que el consorcio Benesync (Bélgica y Holanda) se

queda con un 6%. Además, existe la modalidad de países asociados, que aportan una contraprestación económica a

cambio del tiempo de haz proporcional pero no se consideran socios propietarios de la instalación. Estas naciones

son Portugal, Israel, Austria, Polonia y el consorcio Centralsync (Chequia, Hungría y Eslovaquia). Juntas contribuyen

con un 5,05% al presupuesto anual. Sus representantes tienen voz, pero no voto en la toma de decisiones del Con-

sejo, el órgano de gobierno del ESRF, que está asesorado por el Comité Científico y el Comité de Finanzas.

Aplicaciones

Los campos de aplicación del ESRF cubren muchos ámbitos de la ciencia y la tecnología. En biología, por ejemplo, la difrac-

ción de macromoléculas es una herramienta única, que permite determinar de forma precisa la estructura atómica de

cristales de proteínas o de virus. En ciencia de materiales, las técnicas de difracción y absorción de rayos X permiten la

caracterización a nivel atómico en condiciones de entorno de muestras complejas. Otro campo de aplicación el de la

caracterización electrónica y magnética de semiconductores o materiales magnéticos, en el que las técnicas de radia-

ción sincrotón proporcionan información exclusiva y sin precedentes sobre comportamientos dinámicos a escala de nano

Instalación Europea de Radiación Sincrotrón

ESRF


El haz que iluminala materia

El haz que iluminala materia


o picosegundos. En medicina, la técnica de irradiación

con microhaces se ha revelado útil en el tratamiento de

gliomas. Incluso en áreas de estudio poco habituales en

este tipo de laboratorios, tales como la paleontología, la

radiación sincrotón, y muy en particular el ESRF, está gene-

rando resultados revolucionarios. Ello se debe a la posi-

bilidad de ver con precisión fósiles cubiertos de material

inorgánico, mediante la técnica de tomografía de rayos X

y el contraste de fase.

El ESRF pretende mantener su liderazgo en el ámbito

de las técnicas relacionadas con la radiación sincrotrón.

Para ello, el Consejo del ESRF, en su reunión de noviem-

bre de 2008, aprobó la Fase I del programa de mejora

de la instalación, denominado "ESRF Upgrade", y que

en su momento fue incluido en la Hoja de Ruta de ESFRI

de 2006 (ver página 244).

El éxito del ESRF ha servido de estímulo para la construc-

ción de otros sincrotrones europeos, tales como el Dia-

mod (Reino Unido), Soleil (Francia) y el sincrotrón Alba

(España), que se han nutrido de la experiencia adquiri-

da por los científicos del ESRF. Asimismo, la cantidad de

aplicaciones científicas y tecnológicas de la radiación

sincrotrón ha provocado la aparición de nuevos pro-

yectos en todo el mundo. En Europa, concretamente,

se contempla la aparición de dos nuevas instalaciones:

el sincrotrón Petra III (Alemania), que fue inaugurado en

noviembre de 2009, y el Max IV (Suecia), cuya construc-

ción está previsto que comience en 2010.


Es el MICINN (o su equivalente en años anteriores)

quien, desde el año 1984, viene contribuyendo econó-

micamente al ESRF para que los científicos españoles

puedan utilizar sus instalaciones. Actualmente, en la

plantilla del ESRF hay 17 españoles. Es conveniente des-

tacar que el número de científicos de nacionalidad espa-

ñola que realizan toda o parte de su investigación en

el ESRF no ha cesado de aumentar desde la creación

del laboratorio. Actualmente, los investigadores espa-

ñoles utilizan hasta un 6,5% del tiempo de haz dispo-

nible, un 2,5% superior a la que nos correspondería

en virtud de nuestra contribución al presupuesto de

la instalación. Ello contrasta claramente con la situa-

ción existente durante los primeros años de funciona-

miento, en los que la tasa de uso apenas alcanzaba el

2%. Estos datos demuestran la utilidad de esta insta-

lación respecto a las necesidades científicas de los inves-

tigadores españoles.

Según la Asociación de Usuarios de Radiación Sincro-

trón de España (AUSE), el total de científicos españo-

les usuarios de radiación sincrotrón es superior a 500.

Además, cuando Alba, el sincrotrón español que se está

construyendo en Cerdanyola del Vallès (Barcelona),

entre en funcionamiento en 2010, la comunidad de

usuarios que trabajan con este tipo de radiación crece-

rá muy significativamente.

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El ESRF lleva funcionando desde 1994 al servicio de los científicos europeos y está financiado por 19 países.


Además, existen dos líneas españolas de tipo CRG (cuyo

funcionamiento corresponde a la fórmula de Grupo de

Investigación Colaborador). La línea BM25, dedicada a

ciencia de materiales, consta de dos ramas independien-

tes, A y B. La rama A ocupa dos estaciones experimen-

tales: la HRPD (difracción de polvo de alta resolución) y

la XAS (espectroscopía de absorción de rayos X). La rama

B consta, igualmente, de dos estaciones: la SXD/XRD

(difracción de monocristales, lámina delgada, interca-

ras y superficies) y la HAXPES/XSD (difracción de super-

ficies e interfases y fotoemisión a muy altas energías).

Por otro lado, la línea de luz BM16, dedicada principal-

mente a la biología estructural, ha sido diseñada para

que la comunidad científica española pueda acceder a

una instalación de radiación sincrotrón, de tercera gene-

ración, para desarrollar experimentos de absorción y

difracción de rayos X en un amplio espectro de energías.

Aquí se pueden realizar experimentos en espectrosco-

pia de absorción de rayos X (XAS), cristalografía macro-

molecular (MC), difracción de monocristales e interfa-

ses (SCD) y dispersión de rayos X a bajos y altos ángulos

(SAXS/WAXS). Esta línea proporciona, principalmente,

dos tipos de técnicas de caracterización: una aplicable a

experimentos de cristalografía de proteínas (PX), y otra,

a experimentos de difracción/dispersión de rayos X en

material no cristalino (NCD).

El ESRF contribuye a la formación de científicos españo-

les, y, las líneas CRG son excelentes para este propósito,

ya que sirven de medio para que muchos investigado-

res noveles puedan adquirir experiencia. Además, hay

que tener en cuenta la gran complementariedad del ESRF

con el sincrotrón Alba, dado que los investigadores con

experiencia en este último podrán acceder a las futuras

prestaciones del ESRF con mejor fundamento.

Por último, es de destacar que en el Consejo, el órga-

no de gobierno del ESRF, España cuenta con tres dele-

gados y un observador invitado.

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Ubicación: Grenoble (Francia)



Web: http://www.esrf.eu/

Instrumentación para la línea BM25 en el ESRF.


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Descripción

La física de altas energías o de partículas observa y estudia el comportamiento de la materia en las escalas más peque-

ñas. Su fin es conocer cuáles son los componentes fundamentales (sin estructura) de la materia y las fuerzas que

actúan entre ellos. En la actualidad, el conocimiento y las tecnologías que se han desarrollado permiten entender

la materia y sus leyes físicas hasta escalas del attómetro (10-18 m).

El siglo XX, ha contemplado como dos nuevas teorías, la mecánica cuántica y la Teoría de la Relatividad, han pro-

porcionado nuevas ideas y líneas de trabajo que han dado un soberbio empuje al conocimiento de la estructura

fundamental de la materia. Junto al descubrimiento de estas nuevas teorías hubo también un intenso desarrollo tec-

nológico y experimental, tanto en el campo de los aceleradores como en el de técnicas de detección, que conjun-

tamente permitieron descubrir en experimentos con rayos cósmicos y más tarde con haces artificiales en acelera-

dores un gran número de nuevas partículas: muones, piones, kaones, etc. También, se descubrió la existencia de

la antimateria: partículas con la misma masa que las partículas de materia pero con carga eléctrica opuesta a las

de las partículas. Adicionalmente, al estudiar las interacciones de las partículas se dedujo que existen cuatro fuer-

zas fundamentales: la gravitatoria, la electromagnética, la débil (responsable de las desintegraciones radiactivas) y

la fuerte (responsable de unir protones y neutrones en los núcleos atómicos).

En la actualidad, consideramos que las partículas elementales son de tres tipos: los leptones (partículas que no inter-

accionan fuertemente), los quarks (partículas que sí interaccionan fuertemente) y las partículas mediadoras de las

interacciones. A los leptones y los quarks se les conoce como campos de materia. La materia ordinaria se forma

con los dos quarks de la primera familia y el electrón. El resto de partículas y las formadas por los otros quarks se

han detectado en los rayos cósmicos o producidos artificialmente en los laboratorios y son inestables. Todas ellas

existieron en los primeros momentos de la creación de nuestro Universo en condiciones de muy alta temperatura

y energía. Por tanto, su estudio nos proporciona información de cómo fueron esos primeros instantes.

Hoy en día tenemos un sólido marco teórico, el Modelo Estándar (ME), que explica razonablemente las interaccio-

nes electro-débiles y fuertes entre partículas. Sin embargo, aún quedan interrogantes abiertas a las que el ME no

sabe dar respuesta. Entre ellas la más acuciante es la del origen de la masa. La generación de masa para las partícu-

las dentro de este modelo se lleva a cabo a través de lo que conocemos como mecanismo de Higgs. Dicho mecanis-

mo da lugar a la aparición de la única partícula predicha por el ME que no ha sido observada experimentalmente a

día de hoy, el bosón de Higgs. Su búsqueda y naturaleza son algunos de los objetivos principales que el nuevo gran

acelerador el Large Hadron Collider (LHC) del CERN debe desentrañar. Otros aspectos insatisfactorios del ME que aún

no se entienden son la relación de la fuerza gravitatoria con las demás fuerzas, la asimetría materia-antimateria del

Universo, las observaciones cosmológicas que indican que el Universo contiene un 96% de materia y energía exóti-

ca (materia y energía oscura) cuya naturaleza se desconoce por completo, las propiedades de los neutrinos (su

Experimentos deFísica de Partículas

05_Ciencias_fisicas.qxd 8/3/10 19:03 Página 66

En la fronteradel conocimiento

En la fronteradel conocimiento


masa y su composición), el origen de los rayos cósmi-

cos de muy alta energía, etc.

Estas preguntas, que en la actualidad carecen de res-

puesta, representan las actuales fronteras del conoci-

miento en física de partículas y se identifican como:

· La frontera de la alta energía y alta intensidad, cuya

resolución precisa de grandes aceleradores y cuya des-

cripción en este documento se detalla en las sec-

ciones del CERN y Futuros Aceleradores de Altas

Energías.

· La frontera de la cosmología, que constituye el cam-

po recientemente creado de la astrofísica de partícu-

las (astropartículas).

Física de neutrinos

Los neutrinos son partículas elementales producidas

en abundancia en el Sol, la atmósfera, los reactores

nucleares y en los laboratorios, mediante haces de par-

tículas. Existen tres tipos de neutrinos y pueden trans-

formarse de un tipo a otro durante su propagación

mediante un fenómeno llamado oscilaciones. Este pro-

ceso sólo puede ocurrir si los neutrinos tienen masa.

Diversos experimentos de partículas han observado

las oscilaciones de los neutrinos procedentes de diver-

sas fuentes pero no todos los parámetros que gobier-

nan este fenómeno son conocidos. En concreto, de los

tres llamados ángulos de mezcla que determinan la pro-

porción entre los diferentes tipos de neutrinos, sólo

dos de ellos han sido medidos. El objetivo fundamen-

tal de los nuevos experimentos de neutrinos que

comienzan su operación en 2010; Doble Chooz en Fran-

cia y T2K en Japón, es la medida del tercer ángulo de

mezcla, máxima prioridad actualmente en este cam-

po. España participa en estos experimentos de Doble

Chooz y T2K.

Física de astropartículas (la fronterade la cosmología)

En las últimas dos décadas se ha producido el desarro-

llo de una nueva disciplina científica, conocida como

física de astropartículas. Esta rama de la física, tiene por

objetivo el estudio del Universo en lo referente a las ener-

gías más extremas, detectando los mensajeros de origen

cósmico (rayos cósmicos, rayos gamma, neutrinos, ondas

gravitacionales, materia oscura, etc.) recibidas en la Tie-

rra y que nos permiten estudiar los fenómenos mas vio-

lentos y energéticos que se producen en el Universo y

la composición del partículas que lo integran.

Este campo de la física está en la encrucijada en la que

convergen la física de partículas, la astrofísica y la cos-

mología. La física de astropartículas nos permite el estu-

dio del Universo y su historia a través de las partículas

que nos llegan de los astros. Gracias al desarrollo de la

física de astropartículas, se han abierto nuevas venta-

nas de observación para la astrofísica. La combinación

de las observaciones de objetos astrofísicos a diferen-

tes longitudes de onda (hasta las energías mas extre-

mas y usando diferentes tipos de mensajeros para com-

prenderlos) está ayudando a desvelar en profundidad

el Universo más extremo y violento. Más aún, los obje-

tos astrofísicos en donde tienen lugar esos fenóme-

nos pueden ser utilizados como laboratorios para com-

probar la estructura de las leyes fundamentales de la

física de partículas y de la gravitación en las condicio-

nes en las que nuestras teorías podrían tener sus lími-

tes de validez.

Hasta hace poco, la mayoría de los experimentos de físi-

ca de astropartículas habían sido llevados a cabo por

pequeños grupos a nivel nacional, pero estamos vivien-

do un cambio en el que el progreso de esta especiali-

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Observatorio Pierre Auger. Detector en superficie.


dad sólo se concibe a través de grandes colaboraciones

internacionales, a escala europea o incluso mundial.

La mayoría de los experimentos de astropartículas

requieren instalaciones muy singulares y en localizacio-

nes extremas: recónditos túneles subterráneos, en la

profundidad del hielo antártico, en el fondo abisal de

los lagos y mares, en grandes llanuras desérticas, en alti-

planos aislados o en satélites. Básicamente, estamos

hablando de tres tipos de infraestructuras:

· Laboratorios subterráneos (para protegerse del fon-

do de rayos cósmicos que llegan a la Tierra), donde

se pueden instalar detectores de partículas y los ser-

vicios complementarios. En España existe el Labora-

torio Subterráneo de Canfranc (Pirineos). Sus líneas

de investigación son, principalmente, la búsqueda de

materia oscura, el establecimiento de la naturaleza

de los neutrinos y en el futuro la astrofísica nuclear y

la geodinámica.

· Observatorios, telescopios o antenas sobre la super-

ficie terrestre, de gran tamaño debido a que las seña-

les que deben detectarse son débiles (caso de las ante-

nas de ondas gravitacionales) o muy escasas (caso de

los rayos gamma de gran energía, neutrinos o rayos

cósmicos de muy alta energía) y que en la mayoría de

casos utilizan el medio natural (la atmósfera, las masas

acuáticas y las masas de hielo) como detectores de

partículas. El Roque de los Muchachos (en la isla de La

Palma) es el lugar donde España tiene instalados detec-

tores de rayos gamma de gran energía (experimen-

to MAGIC).

· Satélites, que contienen observatorios de rayos

gamma de gran energía, rayos cósmicos u ondas

gravitacionales.

Europa ha alcanzado hoy en día una posición de lide-

razgo en el campo de la física de astropartículas y exis-

ten cerca de 2.000 científicos europeos en este cam-

po. El comité europeo ApPEC (Astroparticle Physics Euro-

pean Coordination) coordina y discute las prioridades a

nivel europeo y ha promovido la red europea ASPERA

(AStroParticle ERAnet), que agrupa a más de 20 agencias

europeas y que ha creado la Hoja de Ruta de astropar-

tículas para los próximos diez años. Esta Hoja de Ruta

incluye siete grandes proyectos de investigación: CTA

(observatorios de rayos gamma de alta energía), AUGER

(observatorios de rayos cósmicos de ultra alta energía),

KM3NET (telescopios de neutrinos cósmicos), LAGUNA

(detector para medir la vida media del protón y neu-

trinos de baja energía), Eureka (detectores de mate-

ria oscura), Einstein (telescopio de ondas gravitaciona-

les) y detectores para medir la masa y naturaleza de los

neutrinos.

España está bien posicionada para abordar estos estu-

dios, ya que existen alrededor de 200 científicos y técni-

cos españoles trabajando en esta área, con contribu-

ciones en: ANTARES (bajo el Mediterráneo) y KM3NET

para el estudio de neutrinos de muy alta energía, MAGIC

y CTA para rayos gamma de muy alta energía, AUGER en

lo referente a rayos cósmicos, AMS para la búsqueda

de antimateria en el Universo (en la Estación Espacial

Internacional), NEXT en cuanto al estudio de neutrinos,

LIGO Y GEO600 para la búsqueda de ondas gravitacio-

nales y, por último, la búsqueda de materia oscura en

el LSC de Canfranc (proyectos ANAIS y ROSEBUD) y CAST,

en el propio CERN.

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Webs:

http://www.appec.org/

http://www.aspera-eu.org/

http://www.fpa.csic.es/

Telescopio MAGIC.


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Descripción

El CERN (European Organization for Nuclear Research), con sede en Ginebra (Suiza), es en la actualidad uno de los cen-

tros de investigación fundamental más importantes del mundo. Esta organización constituye el primer ejemplo para-

digmático de colaboración europea a gran escala y ha establecido el modelo para la creación de nuevas organizacio-

nes multinacionales europeas dedicadas a la investigación (como la Agencia Espacial Europea, la Organización

Europea para la Investigación Astronómica en el Hemisferio Austral o la Instalación Europea de Radiación Sincro-

trón). El CERN constituye un referente a escala mundial en el ámbito de la investigación básica, el desarrollo, la

innovación tecnológica, la educación y la formación académica y la cooperación internacional.

El CERN es una organización internacional e intergubernamental formada por 20 Estados miembros: Alemania,

Austria, Bélgica, Bulgaria, República Checa, Dinamarca, Eslovaquia, España, Finlandia, Francia, Grecia, Holanda,

Hungría, Italia, Noruega, Polonia, Portugal, Reino Unido, Suecia y Suiza. Otros países como India, Israel, Japón,

Federación Rusa, Estados Unidos, Turquía u organismos como la Comisión Europea y la UNESCO tienen el esta-

Laboratorio Europeo de Físicade Partículas Elementales

CERN

Interior del anillo del LHC.


Un viaje al interiorde la materia

Un viaje al interiorde la materia


tus de observadores. Además,

hay varios Estados no miembros

del CERN en los que se llevan a

cabo algunos programas de

investigación (Argentina, Arme-

nia, Australia, Brasil, Canadá,

Chile, China, Colombia, etc.).

Objetivos

Investigación básica en el

CERN

El objetivo básico de la investigación en el CERN es el

estudio de los constituyentes últimos de la materia y

de las fuerzas fundamentales a través de las que inter-

accionan. Una de las técnicas más utilizadas desde los

años 50 para el estudio de estos constituyentes son los

aceleradores de partículas. Estas enormes máquinas

aceleran haces de partículas a velocidades (y por tan-

to a energías) muy elevadas hasta hacerlas colisionar

entre sí para producir nuevas partículas con masas muy

altas, tal y como se produjeron en los primeros instan-

tes después del Big Bang inicial. Los productos de estos

choques se registran en grandes detectores para su aná-

lisis posterior. Así, el CERN es fundamentalmente un

conjunto articulado de aceleradores de partículas cuyo

primer elemento, el Sincro-Ciclotrón de protones (SC),

se construyó en 1955 y cuyo eslabón final y más espec-

tacular es el Gran Colisionador de Hadrones (LHC o Lar-

ge Hadron Collider), recientemente construido y en ope-

ración desde finales de 2009.

En física de altas energías, gran parte de los descu-

brimientos más notables han ido asociados a la pues-

ta en marcha de nuevas instalaciones científicas que

han permitido estudiar inexploradas regiones de ener-

gía con instrumentos novedosos. La excepcional con-

tribución del CERN a la comprensión profunda de las

interacciones electrodébiles es, en gran medida, con-

secuencia de la innovación tecnológica en el campo

de los instrumentos científicos. La construcción de

grandes cámaras de burbujas (Gargamelle) y de haces

intensos de neutrinos fue capital para el descubrimien-

to de las corrientes neutras. La invención del enfria-

miento estocástico y la reconversión de un acelerador

de blanco fijo (el Super-Sincrotrón de Protones o SPS)

en un Colisionador de Protones y Antiprotones (SPPS),

además de la construcción de grandes y herméticos

sistemas de detección, hizo posible el descubrimien-

to de los bosones vectoriales Z0 y W±. Igualmente, la

construcción de un colisionador de electrones y posi-

trones de 27 km de circunferencia (el LEP), así como

de dispositivos experimentales de un altísimo nivel tec-

nológico y complementarios entre ellos (ALEPH, DEL-

PHI, L3, OPAL) está en la raíz de la determinación del

número total de constituyentes básicos y de la vali-

dación de la estructura mecano-cuántica del Modelo

Estándar de Partículas e Interacciones o Teoría de la

Materia.

A finales del año 1994 el Consejo del CERN aprobó la

construcción del LHC, un acelerador protón-protón de

muy alta energía (14 TeV) y luminosidad con posibili-

dad, igualmente, de producir colisiones entre iones pesa-

dos. El LHC, actualmente en operación, permitirá des-

cifrar importantes cuestiones pendientes (mecanismo

de Higgs, partículas supersimétricas, dimensiones extra,

violación directa de la simetría CP, plasma de quarks y

gluones, etc.). Cuatro gigantescos experimentos (ATLAS,

CMS, LHCb, ALICE) se han ensamblado para estudiar las

interacciones que producirán los haces de esta desco-

munal instalación.

Por otra parte, también está operativo el proyecto CERN

Neutrinos to Gran Sasso (CNGS), que permite la creación

de un haz de neutrinos en el CERN que, viajando una

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Detector LHCb del LHC.


distancia de 730 km por debajo de la

superficie terrestre, se dirige hacia el

Laboratorio Nacional del Gran Sasso

(LNGS) en Italia, donde se estudian las

interacciones neutrino-materia.

La realización de una investigación bási-

ca de excelencia, que exige el desarrollo

de numerosas tecnologías de vanguar-

dia, es un factor esencial para la forma-

ción de jóvenes licenciados, ingenieros y

técnicos procedentes de muy diversas

entidades académicas. El CERN sustenta

numerosos programas específicos para

la formación de estudiantes de licencia-

tura y doctorado, aprendices y técnicos

de distinta graduación. La formación

abarca muy distintos aspectos: física, cál-

culo científico, comunicaciones, acele-

radores, instrumentación, tecnologías y

gestión. El CERN es una fábrica de pro-

ducción de doctores que han aprendi-

do a trabajar en áreas de vanguardia y en

un entorno multinacional y multidiscipli-

nar muy competitivo.

Innovación y desarrollo tecnológico

El estudio de las propiedades de los constituyentes últi-

mos de la materia y de las fuerzas fundamentales ha exi-

gido la construcción de grandes instalaciones científicas

(aceleradores, detectores…) cuya complejidad ha creci-

do de forma muy significativa. La ejecución de estos pro-

yectos ha requerido el desarrollo de múltiples tecnologías

(superconductividad, criogenia, alto vacío, imanes, nue-

vos materiales, electrónica de potencia, ingeniería civil,

microelectrónica, computación, telecomunicaciones, tele-

proceso, mecánica de precisión, instrumentación...) que

tienen aplicación directa en otros campos de la ciencia y

cuyo impacto en la sociedad es incuestionable. El ejem-

plo paradigmático son los propios aceleradores de partícu-

las. Concebidos inicialmente para estudios de la materia

nuclear y sub-nuclear, en la actualidad se utilizan en nume-

rosos campos, especialmente en el estudio no destructi-

vo de nuevos materiales y en diagnóstico y terapias médi-

cas. Sólo una pequeña fracción del parque de acelerado-

res en funcionamiento (más de 27.000) se utiliza para

investigación fundamental (alrededor de 100). Es incues-

tionable que una de las formas más eficaces de avanzar

en ciencia es a través de la investigación no orientada espe-

cíficamente hacia aplicaciones directas. La informática y

los computadores, la criptografía moderna, el posicio-

namiento geográfico por satélite, los haces de partículas,

la digitalización de imágenes médicas, la superconducti-

vidad, los radioisótopos, la luz sincrotrón y las fuentes

de neutrones, son algunos ejemplos de estos beneficio-

sos efectos colaterales.

El CERN ha jugado un papel de primerísimo nivel en el

desarrollo de tecnologías de uso extendido en campos

no afines a la naturaleza de su propia investigación. El

ejemplo mejor conocido es, probablemente, la inven-

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(CER

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Detector ATLAS del LHC.


ción de la World Wide Web (WWW), que ha revoluciona-

do los mecanismos de acceso y transmisión de informa-

ción residente en lugares geográficamente dispersos y

que ha tenido un impacto sociológico extraordinario. En

este sentido, la potencialidad del cálculo distribuido uti-

lizando grandes volúmenes de datos localizados en los

cinco continentes utilizando tecnologías grid, a seme-

janza de lo que ocurre con las redes de distribución de

energía eléctrica, será validada en el CERN en el con-

texto del cálculo científico del proyecto LHC.

Futuro del CERN: la era del LHC

Puesto en funcionamiento en noviembre de 2009, la

puesta en marcha del LHC es una prioridad en el CERN.

El mayor acelerador de partículas del mundo está cons-

truido en un túnel subterráneo de 27 km de longitud que

ya albergó al acelerador anterior (llamado LEP) y per-

mitirá acelerar haces de protones a energías de 7 TeV

para su posterior colisión a 14 TeV. Para el colisionador

LHC se han construido cuatro grandes detectores: CMS,

ALICE, ATLAS y LHCb. Estos instrumentos permitirán

esclarecer algunos aspectos esenciales relacionados con

los esquemas de unificación de las interacciones fun-

damentales: la existencia del bosón de Higgs y de posi-

bles nuevas teorías fundamentales como la supersime-

tría, tecnicolor o de cuerdas con dimensiones extra, el

estudio en detalle de los procesos con quarks b corre-

lacionados con la asimetría entre materia-antimateria,

así como de los mecanismos que gobiernan la evolución

del Universo desde el Big Bang.

Para el análisis de los datos que se obtengan en los

experimentos que se realizarán en el LHC se necesi-

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(CER

N) Vista frontal del experimento CMS del LHC.


tará una capacidad informática enorme. El registro de

esta información requerirá una capacidad de almace-

namiento del orden de 10 PetaBytes, lo que equivale a

la memoria en disco duro de unos 200.000 ordenado-

res personales de última generación. La tecnología grid

propone compartir recursos de computación distri-

buidos entre diferentes organizaciones e institucio-

nes, a través de redes de alta velocidad. Nace así el

proyecto LCG (LHC Computing Grid) que se coordina des-

de el CERN.

El programa del LHC tendrá una duración no infe-

rior a 10 años. El futuro a más largo plazo en el cam-

po de la física de altas energías probablemente va a

requerir la construcción de aceleradores de más alta

energía, seguramente del tipo colisionadores linea-

les electrón-positrón (ver página 292). Se espera que

los resultados científicos que se obtengan en el LHC

determinen la opción óptima de operación para la

energía de ese futuro acelerador e+e-. Este conoci-

miento jugará un papel crucial para escoger la tecno-

logía del futuro colisionador lineal, que ahora se está

desarrollando a través de dos tecnologías distintas

en dos colaboraciones mundiales: ILC (International

Linear Collider) y CLIC (Compact Linear Collider).


Los Estados miembros contribuyen al CERN proporcio-

nalmente a su PIB. La participación de España, en el

año 2009, ha supuesto el 8,53% del total de estas con-

tribuciones y ocupa el quinto lugar después de Alema-

nia, Reino Unido, Francia e Italia. Como miembro de

pleno derecho, España tiene presencia en el Consejo

del CERN (máximo órgano de gobierno y responsa-

ble de las decisiones fundamentales), en el Comité de

Finanzas (encargado de evaluar todos los temas finan-

cieros de la organización) y participa en el Comité de

Política Científica (constituido por científicos de reco-

nocido prestigio).

Más de 8.000 usuarios procedentes de unas 600 insti-

tuciones, departamentos universitarios y centros de

investigación de todo el mundo, participan en sus pro-

gramas de investigación. La presencia española en la

categoría de usuarios supone alrededor del 3% del total

(4,35% si se circunscribe sólo a los Estados miembros),

en concreto 180 personas.

Además del pago de la cuota anual, la comunidad cien-

tífica española ha participado activamente en la cons-

trucción y mantenimiento de los detectores del LHC

(ATLAS, CMS, LHCb, ALICE). Cabe también destacar

la participación de nuestro país en otros experimen-

tos y programas como ISOLDE, DIRAC, CAST, N-TOF,

CLIC-CTF3 o LHC Computing Grid.

Es importante señalar que la presencia española en el

CERN ha dado lugar a un considerable volumen de retor-

nos industriales, al haber posibilitado el acceso de diver-

sas empresas nacionales a estas tecnologías, lo que se

ha traducido en la consecución de numerosas adjudica-

ciones de contratos de suministros y servicios deman-

dados por la organización.

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Ubicación: Ginebra (Suiza)


Contribución anual española: 8,5% (2009)


Web: http://public.web.cern.ch/public

Vista aérea del anillo del LHC y los detectores.


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Descripción

El CECAM (Centre Européen de Calcul Atomique et Moléculaire) es una organización europea apoyada por 17 organi-

zaciones de investigación de nueve países distintos, dedicada al fomento de la investigación básica en métodos de

computación avanzada y su aplicación en cuestiones de tipo fundamental, en la frontera de la ciencia y la tecnolo-

gía. El CECAM ha desempeñado un papel muy importante en el proceso de consolidación de una comunidad cien-

tífica europea de física computacional, la cual es actualmente líder mundial en varios campos.

En concreto, las actividades de este centro se focalizan en la organización de sesiones de trabajo y escuelas de alta

calidad, así como en la gestión de proyectos de colaboración en investigación y la promoción de programas de

profesores visitantes. Además, el CECAM impulsa, en el ámbito europeo, iniciativas para la coordinación en el uso

de estándares de programación, así como el desarrollo y mantenimiento de códigos especializados.

En enero de 2008, el Consejo de la Institución tomó la decisión de modificar su estructura (con sede central en

Lausanne, Suiza) y conferirle un carácter multinodal, de forma que el organismo pasase a estar integrado por dife-

rentes centros o nodos ubicados en diversos países. En la actualidad se está llevando a cabo el proceso de creación

de dicha estructura múltiple, un desarrollo que deberá concluir con la firma de un nuevo convenio entre los miem-

bros del CECAM y con la formalización de acuerdos específicos entre la propia institución y cada uno de los nodos.

Los que, hasta el momento, han sido aprobados de forma provisional están en Alemania, España, Holanda, Irlan-

da, Italia y Reino Unido.

Objetivos

Como indica el acrónimo CECAM, el foco de las actividades de la organización ha sido, tradicionalmente, la simula-

ción atómica y molecular, principalmente en relación con posibles aplicaciones en química y física de la materia

condensada. Sin embargo, durante las últimas décadas, se han venido desarrollando potentes métodos para llevar a

cabo simulaciones de dinámica molecular, lo cual ha supuesto una importante mejora en los márgenes de predicción.

Por otra parte, el desarrollo sinérgico de hardware y software ha permitido ampliar el alcance de dichas simulacio-

nes y obtener modelados más realistas en sistemas más complejos, que abarcan desde la ciencia de materiales

hasta la biología o la química médica. El CECAM ha estado siempre muy atento a estas mejoras y ha contribuido a

su difusión. De hecho en la actualidad, la simulación por ordenador se considera la tercera vía para hacer ciencia,

Centro Europeo de Cálculo Atómicoy Molecular

CECAM


Computación para el nanomundoComputación para el nanomundo


junto con la teoría y los experimentos. Ciertamente, su

papel como herramienta de investigación ha crecido

en muchas áreas de la ciencia y la ingeniería, hasta el

punto de haber llegado a ser absolutamente imprescin-

dible. Como respuesta a este fenómeno, que previsi-

blemente seguirá produciéndose con fuerza en el futu-

ro, el CECAM no ha dejado de evolucionar y modificar

su estructura para cubrir así nuevas disciplinas y áreas

de la ciencia computacional.

En la práctica, el organismo europeo ofrece tanto los

medios de cálculo, como la infraestructura para la orga-

nización de congresos y sesiones de trabajo sobre temas

punteros, así como para la gestión de numerosos pro-

yectos destinados a fortalecer el tejido investigador

europeo en el campo de la simulación y la creación de

redes de expertos muy extensas. Cabe destacar que

el CECAM siempre se ha caracterizado por su intensa

labor de formación de expertos en técnicas de simula-

ción avanzada, dentro del campo de la computación

atómica y molecular. Prueba de ello es el programa

de escuelas que mantiene desde hace años, que actual-

mente constituye un referente en cuanto a formación

en técnicas especializadas de computación.


En junio del año 2009 el MICINN, mediante la firma del

oportuno convenio, pasó a formalizar su pertenencia al

CECAM como miembro de pleno derecho. La participa-

ción española correspondiente a dicho año, financiada

por el MICINN, ha supuesto el 5% del presupuesto total

de la organización.

Nodo nacional de Zaragoza

Con motivo de la adaptación del CECAM a una nueva

estructura multinodal, se creará en Zaragoza el ZCAM

(Zaragoza Scientific Center for Advanced Modelling), un

nodo español cuya estructura administrativa depen-

derá de la Fundación Aragón I+D (ARAID), dependien-

te, a su vez, del Gobierno de Aragón. Este nodo ya ha

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(CEC

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)

Nanotubo de carbono sometido a una radiación iónica para controlar la conductividad eléctrica del nanotubo a través de losdefectos causados en la estructura. C. Gómez-Navarro et al. Nature Material 4, 534 (2005).


sido aprobado como nodo aspirante por parte del Con-

sejo del CECAM.

Se pretende que el ZCAM constituya un verdadero ele-

mento aglutinador y un referente en simulación por

ordenador dentro del ámbito nacional, con una clara

voluntad de servicio a toda la comunidad científica espa-

ñola usuaria de técnicas de simulación intensiva por

ordenador. Para ello, se proyecta favorecer la formación

de expertos en relación a distintas técnicas computa-

cionales, incluidas la implementación y utilización de

las mismas en plataformas de supercomputación. Asi-

mismo, se prevé que el nodo contribuya a la difusión de

los últimos desarrollos en el campo de las ciencias com-

putacionales, a través de workshops, conferencias y pro-

gramas de intercambio entre las comunidades cientí-

ficas española, europea e internacional.

Una iniciativa del ZCAM que ya se encuentra en mar-

cha y que será considerada como un proyecto central

del CECAM, es la creación de la Peptide Conformational

Database (PCD), un repositorio público online que con-

tendrá cálculos de referencia de química cuántica en

moléculas peptídicas. Esta base de datos pretende ser

de ayuda a los investigadores para lograr una mejora

de los campos de fuerzas de proteínas o para diseñar fár-

macos basados en péptidos, entre otras posibilidades.

Retornos

El CECAM se caracteriza por ser un centro multidisci-

plinar, cuyas actividades afectan a una comunidad muy

amplia. En efecto, las áreas científicas que se benefi-

cian directamente del CECAM son muy numerosas (físi-

ca de la materia condensada, ciencia de materiales,

física estadística, matemática aplicada, física com-

putacional, química computacional y un largo etc.).

Por tanto, los retornos obtenidos de la participación

española en este proyecto internacional son muy ele-

vados, ya que es muy amplio el sector de la comunidad

científica española involucrado en las actividades de la

organización (planificación de talleres científicos y

escuelas especializadas, organización de congresos

y conferencias, participación en la gestión de numero-

sos proyectos e iniciativas europeas, etc.).

En definitiva, la pertenencia de España al CECAM per-

mite una mayor presencia y visibilidad de la comuni-

dad científica española dentro del tejido europeo de

investigación, puesto que la organización actúa como

eficaz polo de coordinación de multitud de actividades

de creación de redes en el ámbito europeo.

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Ubicación: Infraestructura distribuida en

distintos nodos, sede central en Lausanne

(Suiza)

Presupuesto anual estimado: 950.000 €

(2009)

Año de puesta en funcionamiento de los

nodos CECAM: 2010

Web: http://www.cecam.org

El foco de las actividades del CECAM ha sido, tradicionalmente, la simulación atómica y molecular, principalmente en relación conposibles aplicaciones en química y física de la materia condensada.

T-heating Co-axial cables


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NL)

Descripción

El INL (International Iberian Nanotechnology Laboratory) inaugurado en Braga (Portugal) en julio de 2009, es un organis-

mo con estatuto jurídico internacional dedicado a la investigación aplicada en nanotecnología, surgido al amparo del

Convenio de Cooperación Científica y Tecnológica firmado entre el Reino de España y la República Portuguesa en 2003.

La decisión de crear el INL fue anunciada en la XXI Cumbre Hispano-Lusa celebrada en la ciudad de Évora en el año

2005 que contemplaba la creación de un laboratorio con estatuto internacional de tal manera que:

· Se convertiría en el primer centro con estatuto internacional específicamente dedicado a la nanotecnología.

· Contaría con la participación de los gobiernos de España y Portugal como socios únicos.

· Nacía con el objetivo de crear ciencia de excelencia y transferir a la sociedad y al tejido industrial de la región la

innovación desarrollada en el centro.

· Contribuiría a la formación de investigadores, técnicos y estudiantes en nanotecnología.

La plantilla investigadora estimada en el INL será de 200 investigadores, 100 estudiantes de doctorado y, aproxi-

madamente, 100 técnicos y personal administrativo hasta alcanzar un número total en torno a las 400 personas.

Objetivos

Gracias a los equipos e instalaciones disponibles en el INL se espera alcanzar el límite de manipulación máximo: el

nanómetro. Trabajando átomo a átomo o en su defecto, molécula por molécula, se puede alcanzar la misma esca-

la a la que trabaja la naturaleza cuando se forma la hélice del ADN o cuando las enzimas catalizan los procesos

metabólicos. También se puede atrapar y situar átomos y moléculas en posiciones determinadas y fabricar artefac-

tos y componentes electrónicos con una precisión de unos pocos átomos y un tamaño que permita la miniaturiza-

ción y el aumento de las capacidades de cálculo y almacenamiento. Las áreas preferenciales que se van a abordar

en el INL son las que se describen a continuación:

Aplicaciones en energía y control medioambiental y alimentario

En el campo energético, la nanotecnología va a tener un papel vital en el aprovechamiento de las energías reno-

vables mediante la introducción de nanomateriales sustitutos del silicio que mejoren el aprovechamiento de la

Laboratorio Ibérico Internacionalde Nanotecnología

INL


España y Portugalhacen nanocienciaEspaña y Portugalhacen nanociencia


energía solar, así como en el desarrollo de la tecno-

logía asociada a la generación y almacenamiento de

energía a partir del hidrógeno. Todas estas aplicacio-

nes van a tener un impacto directo en el medio ambien-

te que, al mismo tiempo, se va a ver beneficiado por

el desarrollo de nanosensores destinados al control

medioambiental. Tecnologías e innovaciones simila-

res van a alcanzar a la seguridad alimentaria con la

aparición de embalajes inteligentes que verifiquen

el óptimo estado, gusto y aroma de los alimentos o

la introducción de nanoestructuras potenciadoras

de algunas de sus propiedades organolépticas.

Aplicaciones en las TIC (Tecnologías de Información

y la Comunicación) y electrónica

Se trata de un área de gran desarrollo en la que la nano-

tecnología va a estar orientada, principalmente, a la

miniaturización y aumento de la funcionalidad y movi-

lidad de los dispositivos convencionales. A través del

desarrollo de la electrónica post-CMOS (Complementary

Metal Oxide Semiconductor) se van a crear circuitos inte-

grados con mayor capacidad de conmutación y de alma-

cenamiento de información que la tecnología actual

CMOS. Al mismo tiempo, se espera la introducción en

el mercado de transistores y circuitos basados en nano-

tubos de carbono, spintrónica, optoelectrónica o fotó-

nica, con capacidades muy superiores a las actuales.

Aplicaciones en la salud

La nanotecnología va a tener un especial impacto en

el desarrollo de nuevos sistemas de diagnóstico (diag-

nóstico molecular) y terapias (nanofármacos o medi-

cina regenerativa) basadas en interacciones entre el

cuerpo humano y materiales, estructuras y dispositivos

de tamaño nanométrico.

En el área de diagnóstico, la nanotecnología va a posi-

bilitar identificar patologías en estados iniciales a tra-

vés de la utilización de nanorrays (biosensores) para el

diagnóstico y seguimiento de ciertas enfermedades, así

como el uso de nanopartículas como marcadores en

ensayos clínicos y como agentes de contraste en prue-

bas diagnósticas.

En el área del tratamiento de enfermedades, las nanocien-

cias van a posibilitar implantes, nuevos sistemas de tera-

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Representación virtual de un nanotubo de carbono.


pia celular e ingeniería tisular con el uso de nanoestructu-

ras como puntos de anclaje para la regeneración celular

a través de la utilización de células madre. Otra línea de

actuación son los biomateriales inteligentes y moléculas

bioactivas que imitan el comportamiento natural de cre-

cimiento de los tejidos y que son capaces de producir res-

puestas celulares específicas a los cambios de tempera-

tura, pH, estimulación eléctrica o nivel energético.

No menos aplicaciones son posibles en el campo de la admi-

nistración de fármacos mediante nanodispositivos capa-

ces de atravesar los conductos vasculares y las membra-

nas celulares, permitiendo un control preciso de las dosis

suministradas, así como soluciones de liberación continua-

da y programada desde el propio cuerpo del paciente.


El MICINN por parte de España y el Ministerio de Cien-

cia, Tecnología y Enseñanza Superior de Portugal son

las instituciones que contribuyen a la financiación del

laboratorio. Ambas instituciones lo sufragan con una apor-

tación al 50%, de acuerdo con los estatutos.

En cuanto a la financiación de la infraestructura INL, se

pretende alcanzar un modelo de gestión a largo plazo tipo

40:30:30, donde los socios del INL aporten el 40% de

las partidas presupuestarias anuales, un 30% proceda

de programas de cooperación nacional e internacional y

el otro 30% de la financiación anual se consiga a través de

proyectos de cooperación exclusivamente empresarial.

España participará en las investigaciones que se lleven

a cabo en el laboratorio, que abordarán las áreas de

nanomedicina para diagnóstico y tratamiento de enfer-

medades, nanotecnología aplicada al control alimen-

tario y medioambiental (en general éstas serán las dos

áreas de trabajo principales), nanoelectrónica y nano-

máquinas, así como nanomanipulación.

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Ubicación: Braga (Portugal)

Presupuesto: 115 M€ (hasta 2009)


Web: http://www.inl.int

En el campo energético, la nanotecnología va a tener un papel vital en el aprovechamiento de las energías renovables mediante laintroducción de nanomateriales sustitutos del silicio.


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GI)

Descripción

El término grid se usa para referirse a aquellas infraestructuras basadas en la integración y el uso combinado de orde-

nadores de alto rendimiento, redes y bases de datos que pertenecen y están gestionados por distintas instituciones.

El objetivo de las redes grid es conseguir la integración de recursos distribuidos de todo tipo.

La finalidad de la European Grid Initiative (EGI) es coordinar las iniciativas nacionales, las national grid initiatives, o NGIs,

que constituyen las infraestructuras de cada uno de los países con sus respectivos recursos y servicios grid. EGI per-

mite la colaboración en proyectos internacionales con una nueva estructura estable y sostenible.

Objetivos y organización

El objetivo de EGI es crear una infraestructura grid coordinada a nivel europeo. Como fruto de tal coordinación, y

con el apoyo de los países participantes, se espera conseguir los siguientes resultados:

· Disponer de una infraestructura de e-Ciencia coordinada a nivel europeo, que facilite el acceso de usuarios de dife-

rentes áreas de la ciencia a recursos de computación distribuida en grid. Dicha coordinación permitirá que los inves-

tigadores tengan acceso a un mayor número de recursos.

· Mejorar la participación de los paises miembros en proyectos europeos de e-Ciencia.

· Al objeto de implementar el paradigma de la e-Ciencia, en los últimos seis años se han puesto en marcha diferentes

proyectos grid, tanto en EE. UU. como en Europa. Diversos grupos de investigación españoles han estado involucrados

en dichos proyectos, con una participación destacada en muchos casos, lo que ha supuesto un enorme beneficio para

el desarrollo tecnológico y científico de nuestro país en el ámbito de la biomedicina, la fusión o las ciencias de la Tierra.

· Creación de una cultura de e-Ciencia a través de la formación, difusión y promoción del propio concepto de e-Cien-

cia. Es primordial que este mensaje se difunda entre el máximo número de comunidades científicas y tecnológi-

cas, de forma que pueda constituirse una comunidad numerosa y madura.

· Fortalecimiento de las relaciones científicas con otros países europeos.

EGI se ha constituido en una fundación denominada EGI.eu para la ejecución de sus tareas. Su organigrama está

siendo diseñado actualmente por su Comité Ejecutivo, entre cuyos miembros se encuentra la delegación española.

La contribución española a la infraestructura EGI.eu supone el 5,7% del presupuesto total, lo que otorga 60 votos en

el Consejo. En este mismo sentido, EGI.eu está evolucionando y sus modos de operación están siendo definidos.

Hay que señalar que las perspectivas son optimistas, dado el alto grado de compromiso que todos los países han mos-

trado a la hora de dar soporte a su creación. Respecto a su forma legal, está previsto que en el futuro próximo ésta

evolucione hacia la de una European Research Infrastructure Consortium (ERIC).

Iniciativa Grid Europea

EGI

06_E_infraestructuras.qxd 8/3/10 19:05 Página 84

Una red para hacer ciencia


La participación española en EGI.eu se articula median-

te la NGI nacional, en la que el Instituto de Física de Can-

tabria (IFCA), centro mixto del CSIC, actúa como coor-

dinador. El resto de instituciones que participan son:

el Centro de Supercomputación de Galicia (CESGA), el

Ciemat, RedIRIS, el Centro Informático y Científico de

Andalucía (CICA), el Instituto de Física de Altas Energías

(IFAE), el Centro de Supercomputación de Cataluña

(CESCA), el European Space Astronomy Centre (ESA-ESAC)

y las Universidades de Cantabria, Castilla la Mancha, Poli-

técnica de Valencia, Zaragoza, Autónoma de Barcelona

y Complutense de Madrid, entre otras. Es importante des-

tacar que la participación de la NGI española (ES-NGI)

en EGI se hace de forma colegiada con la NGI portugue-

sa INGRID, haciendo valer los acuerdos alcanzados a tra-

vés de su colaboración en IBERGRID (ver página 86).

Las actividades de EGI.eu también serán financiadas

por el VII Programa Marco de la UE a través del pro-

yecto EGI-InSPIRE.


Ubicación: Infraestructura distribuida,

sede central en Amsterdam

Presupuesto global anual: 1 M€

Año de puesta en funcionamiento de EGI.eu:

2010

Webs:

http://www.eu-egi.eu

http://www.e-ciencia.es

Una red para hacer ciencia


86

IBER

GRI

D

Descripción

Al amparo de los acuerdos de cooperación científica y tecnológica suscritos por España y Portugal en materia de tec-

nologías grid y redes de comunicaciones para I+D, en 2006 se constituyó una comisión mixta hispano-lusa cuyo

cometido consistía en elaborar un plan para el despliegue de una infraestructura computacional distribuida (deno-

minada Plan Común de Infraestructura Ibérica). Dicho plan fue aprobado en mayo de 2007 y establece las bases para

el despliegue de la infraestructura IBERGRID.

El proyecto IBERGRID incluye, además de esta infraestructura, una serie de iniciativas conjuntas destinadas a con-

solidar y hacer efectivo este acuerdo. Concretamente, la iniciativa hispano-lusa propone:

· Desplegar una infraestructura común basada, en primer lugar, en los estándares de EELA y EGEE, una fuerte coor-

dinación entre RedIRIS y Rede Ciência, Tecnologia e Sociedade (RCTS) para asegurar unas prestaciones importantes

en las redes de comunicaciones, así como la organización coordinada de recursos comunes (certificación de usua-

rios, soporte a los centros de recursos, seguridad, monitorización y control).

· Fomentar la creación de organizaciones virtuales comunes y la selección de aplicaciones de interés común.

· Impulsar la formación, mediante la organización de iniciativas en común.

· La movilidad de investigadores mediante la coordinación de los planes nacionales para impulsar el intercambio

de los mismos entre los dos países.

· La organización de la conferencia anual IBERGRID.

Actividades

Hay todo un abanico de actividades comunes, pero es de resaltar la buena sintonía de cara a presentar un frente

común en todas las acciones internacionales. En este sentido, en el ámbito de las comunicaciones se ha hecho un

gran esfuerzo para hacer realidad las dos conexiones entre las redes académicas de Portugal y España: en los pun-

tos de Valença do Minho (en la frontera con Galicia) y en Elvas (en la frontera con Extremadura). De este modo, cuan-

IBERGRID

Valencia acogió una conferencia de IBERGRID en mayo de 2009.


Coordinación dee-Infraestructuras ibéricas

Coordinación dee-infraestructuras ibéricas


do esté totalmente operativa la nueva RedIRIS NOVA

y su conexión interfronteriza con Francia, se habrá cul-

minado toda una infraestructura ibérica y su intercone-

xión internacional.

En cuanto a la infraestructura grid, hay una intensa

colaboración, basada en las infraestructuras existen-

tes consolidadas, que relacionan la NGI (National Grid

Initiatives) española con la portuguesa, en este nue-

vo marco de IBERGRID. Así, las aplicaciones aproba-

das en España o Portugal estarán capacitadas para uti-

lizar la infraestructura conjunta. La coordinación se

podría hacer directamente desde los órganos que hay

en IBERGRID: las iniciativas grid nacionales de ambos

países: ES-NGI e INGRID, respectivamente.

Cabe destacar que se ha aprobado la constitución de

una federación de las infraestructuras nacionales grid

de España y Portugal para que se presente como obser-

vador en la coordinación europea –la European Grid

Initiative (EGI)– con el nombre de IBERGRID.

Respecto a la operación de la infraestructura grid europea

en EGI, España y Portugal participan conjuntamente (tam-

bién como IBERGRID) en la realización de tareas globa-

les necesarias para el funcionamiento conjunto de todas

las NGI. Concretamente, IBERGRID tiene bajo su respon-

sabilidad la certificación y validación del middleware de

funcionamiento de EGI y la coordinación del soporte téc-

nico a los usuarios. Ambas tareas darán una enorme visi-

bilidad al proyecto ibérico en el marco del futuro proyec-

to EGI-InSPIRE.

En el apartado de repositorios de datos se ha realiza-

do un primer análisis que propone el establecimiento

de un grupo de trabajo que identifique un razonable

número de aplicaciones de grupos españoles y portu-

gueses que tengan una necesidad real de estos reposi-

torios. Estos requerimientos deberán consolidarse

mediante un análisis de las tecnologías y servicios exis-

tentes. Además, este grupo de trabajo deberá propo-

ner una serie de soluciones para optimizar y satisfacer

las necesidades existentes con nuevas infraestructu-

ras y medidas de coordinación.

88

IBER

GRI

D

En 2006 se constituyó una comisión mixta hispano-lusa cuyo cometido consistía en elaborar un plan para el despliegue de unainfraestructura computacional distribuida.


En el caso de las aplicaciones, en una primera fase se

está estudiando un inventario común, con priorización

en áreas como control de riesgos ambientales, protec-

ción civil y respuesta a emergencias, meteorología,

detección remota por satélite, sismología e investiga-

ción biomédica.

Es importante destacar la larga tradición de colabora-

ción entre España y Portugal. Por ello, se espera una

gran predisposición para definir un esquema de colabo-

ración más amplio, que permita compartir el uso de los

centros de supercomputación de ambos países. Ade-

más, a través de una invitación por parte de España, Por-

tugal está participando en la iniciativa europea PRACE

(véase página 286). La propia Conferencia Ibergrid y el

continuo intercambio de información entre iniciativas

de e-Ciencia de los dos países, están incrementando la

participación en actos conjuntos de la UE y la colabora-

ción en nuevas iniciativas. Es de destacar que cursos

de formación de e-Ciencia de ambos países están abier-

tos mutuamente.

Por otro lado, fuera de las colaboraciones bilaterales

entre grupos de ambas naciones y de la participación

conjunta en proyectos de la UE, se pretende promo-

ver la movilidad de investigadores entre los dos paí-

ses, y la realización de convocatorias conjuntas de los

planes nacionales.


La actividad española en IBERGRID se encauza a tra-

vés de la Red Española de e-Ciencia, con participación

de las instituciones y grupos más activos en este área.

Así, las instituciones que trabajan en tecnología grid

son el CSIC (IFCA, IFIC, CNB, IAA), el Centro de Super-

computación de Galicia (CESGA), el Ciemat y el Ceta-

Ciemat, el Port d’Informació Científica (PIC), y la Uni-

versidad Politécnica de Valencia (UPV) que, además de

sus grupos implicados en grid, coordina la Red de

e-Ciencia. En supercomputación participan el Barce-

lona Supercomputing Center-Centro Nacional de Super-

computación (BSC-CNS) y todos los centros de la Red

Española de Supercomputación, además de otros cen-

tros autonómicos como el CESGA, el Centre de Super-

computació de Catalunya (CESCA) y el Centro Informá-

tico Científico de Andalucía (CICA). Los grupos impli-

cados en IBERGRID, además de los citados, son muy

numerosos, sobre todo por su participación en las áreas

donde se produce la coordinación y por la participa-

ción en las conferencias de IBERGRID. También, des-

de RedIRIS se participa en todos los servicios de red así

como en algunas aplicaciones horizontales de grid y

seguridad.

89

IBER

GRI

D

La actividad española de IBERGRID se encauza a través de laRed Española de e-Ciencia.


Ubicación: España y Portugal

Año de creación: 2007

Web: http://www.ibergrid.eu


90

GÉA

NT

Descripción

GÉANT es una red troncal avanzada paneuropea que conecta las redes nacionales de investigación y enseñanza de

Europa. Con una longitud total superior a los 50.000 km, dispone de una amplísima cobertura geográfica, un ancho

de banda elevado y una tecnología de red híbrida innovadora. GÉANT permite el acceso a las grandes instalaciones

científicas y al trabajo de las comunidades virtuales de usuarios. La red es una e-infraestructura básica europea, den-

tro de un dominio controlado, pero se extiende a todos los continentes. Géant está coordinada por la red DANTE (Deli-

very of Advanced Network Technology to Europe) y participan en ella todas las redes de investigación europeas.

GÉANT/NORDUNET DFNREN DFGÉANT LEASED 10GNREN LEASED 10GCBFGÉANT POPNREN POPCBF CP

KEY

Mapa de circuitos del proyecto Géant con velocidad mínima de 10 Gbps.

GÉANT


Ciencia en redCiencia en red


La conexión en España se produce desde la red acadé-

mica y de investigación RedIRIS, declarada Instalación

Científico-Tecnológica Singular (ICTS).

GÉANT, que nació en el año 2000, es la sucesora de

otras redes de investigación europeas y ya dispone

de velocidades en sus troncales de 10 Gbps. En la actua-

lidad, 12.000 km del total de los 50.000 que la forman

son de fibra iluminada y, según las necesidades del

servicio, se pueden establecer circuitos de 10 Gbps

entre dos puntos cualesquiera. La red conecta y da

servicio a 40 millones de usuarios de más de 8.000 ins-

tituciones de 40 países distintos. En total dispone de

25 puntos de presencia, ya se están ensayando cir-

cuitos de 40 Gbps de velocidad en algunos tramos y

se llegará a los 100 Gbps en el corto plazo.

Los socios del proyecto son las redes nacionales de inves-

tigación y enseñanza: la Asociación Transeuropea de Redes

de Investigación y Enseñanza (TERENA) y DANTE, que ges-

tiona y explota esta red a través de las redes nacionales

europeas. En cuanto a la financiación, ésta se lleva a cabo

a través de los programas marco de la UE, además de la

colaboración económica de los países participantes.

Objetivos

GÉANT despliega una red híbrida a nivel internacional,

combinando la estructura de routing IP con conmutación

de circuitos dedicados para proyectos o usos específicos.

Ligado a la infraestructura, existe todo un programa de

investigación basado en proyectos financiados por la UE,

que contiene una serie de actividades de cara a desa-

rrollar nuevas tecnologías, servicios y herramientas para

los investigadores que utilizan esta red.

Los servicios que ofrece GÉANT van desde la conecti-

vidad IP estándar, a conexiones especiales, como GÉANT

Plus (con circuitos de alta velocidad garantizada) o Lamb-

das dedicadas, en tramos donde hay disponibilidad de

fibra controlada y que disponen de circuitos de 10 Gbps

de velocidad de transferencia para aquellos proyectos

que lo necesitan.

92

GÉA

NT

GÉANT, que nació en el año 2000 es la sucesora de otras redes de investigación europeas y ya dispone de velocidades en sustroncales de 10 Gbps.


La red dispone de conexión con otras regiones y redes

equivalentes, construyendo una intranet global de

la investigación donde, a diferencia de las redes comer-

ciales, hay un control de los diferentes operadores

que intervienen. Por lo tanto, las comunicaciones se

desarrollan en un entorno conocido, extremo a extre-

mo, de muy alta velocidad y que puede ser adapta-

da a las necesidades de un protocolo, tecnología o a

determinadas necesidades especiales.

Las conexiones con otras partes del mundo se extien-

den a Norteamérica (Internet2, ESnet), Latinoaméri-

ca (RedCLARA, proyecto ALICE2), la zona del Medi-

terráneo (Eumedconnect), los Balcanes, Sudáfrica

(UbuntuNet Alliance), Asia Central y Extremo Orien-

te (TEIN2).

Además, GÉANT es un gran banco de pruebas de tec-

nologías emergentes de red, con implicaciones en redes

de transporte, fotónica, monitorización, provisión de

servicios de red, virtualización o federación. Y todo ello

participando en los organismos adecuados para la incor-

poración a procesos de estandarización.


España se conecta a la red GÉANT a través de RedIRIS. Ade-

más del tráfico estándar, por el que se comunican todos

los usuarios conectados a las redes de investigación nacio-

nales, determinadas comunidades y proyectos disponen

de servicios especiales. Cabe destacar la comunidad de físi-

ca de partículas y todos los experimentos del LHC (Large

Hadron Collider), para los que se ha desplegado una red

que conecta el tier 1 del PIC (Port d´Informació Científica)

español, para el procesamiento de datos científicos, con

el CERN.

En radioastronomía, el proyecto EXPReS conecta en

tiempo real numerosos radiotelescopios (como el de

Yebes en Guadalajara) para realizar la correlación

de las señales captadas simultáneamente desde

observatorios en todo el planeta, que son enviadas

a un centro de datos en JIVE (Holanda), pertenecien-

te a la red europea de VLBI (Very Long Baseline Inter-

ferometry), con el objetivo de obtener imágenes de

alta definición que de otra forma serían imposibles

de conseguir.

Supercomputadores como el Mare Nostrum español

(BSC-CNS) están interconectados a través del proyec-

to DEISA (Distributed European Infrastructure for Super-

computing Applications) e intercambian datos a veloci-

dades de 10 Gbps mediante circuitos dedicados.

93

GÉA

NT



Europa

Presupuesto estimado:

· UE (VII Programa Marco) financia

93 M€ para 4 años a partir de 2009

· contribución por parte de los países par-

ticipantes


Webs:

http://www.geant.net/

http://www.dante.net/

10 Gbps

Lit Fibre

2.5 Gbps

1 Gbps310 Mbps

155 Mbps

34/45 Mbps

Planned Link

“Lit Fibre” links provide multiple wavelengths currently at 10 Gbps.

*Connections between these countries are part of NORDUnet (the Nordic regional network)

United Kingdom UK

TurkeyTR

SlovakiaSK

SloveniaSI

Sweden*SE

SerbiaRS

RussiaRU

RomaniaRO

Norway*NO

NetherlandsNLLuxembourgLU

LithuaniaLT

ItalyIT

Iceland*IS

IsraelIL

IrelandIE

HungaryHU

CroatiaHR

GreeceGR

FranceFR

Finland*FI

SpainES

Czech Republic

Germany

Denmark*

EstoniaEE

DK

DE

CZAustria

Belgium

Bulgaria

Switzerland

Cyprus

AT

BE

CY

CH

BG

Backbone Topology November 2009. GÉANT is operated by DANTE on behalf of Europe’s NRENs.

GÉANT is co-funded by the European Commission within its 7th R&D Framework Programme.

Transforming the way users collaborate

This document has been produced with the financial assistance of the European Union. The contents of this document are the sole responsibility of DANTE and can under no circumstances be regarded as reflecting the position of the European Union.

the pan-European research and education network

MaltaMT

F.Y.R. MacedoniaMK

MontenegroME

LatviaLV

PortugalPT

PolandPL

Topología de la red Géant en noviembre de 2009.


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Descripción

ESO (European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere) es un organismo interguberna-

mental, de referencia mundial, que construye y opera instalaciones de investigación en astronomía desde tierra,

aglutinando a la mayoría de los Estados europeos. Actualmente, ESO cuenta con 14 Estados miembros: Alemania,

Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Italia, Países Bajos, Portugal, Reino Unido, República Che-

ca, Suecia y Suiza. Se constituyó en 1962 y la sede central se encuentra en Garching (Alemania).

Desde Alemania se dirigen y realizan la mayor parte de las tareas administrativas, científicas y tecnológicas de este

Organismo. Garching cuenta con laboratorios donde se desarrollan tecnologías de aplicación en los sofisticados

instrumentos de observación científica que se utilizan en los telescopios, así como salas de integración de los mis-

mos. También alberga el archivo científico de ESO, que contiene todos los datos de observación astronómica obte-

nidos en sus observatorios y a los que se puede acceder a través de Internet.

Programa de observación de ESO: equipos instrumentales

ESO seleccionó Chile para la construcción de primer observatorio, fundamentalmente, debido a sus privilegiadas

condiciones atmosféricas para la astronomía, además de la posibilidad de acceder al cielo del Hemisferio Sur. Los

telescopios se encuentran repartidos en tres ubicaciones: La Silla, Cerro Paranal y el Llano de Chajnantor. Aunque a

efectos funcionales ESO identifica sus instalaciones operativas en Chile como un único observatorio, a efectos de

descripción es conveniente considerarlos por separado.

La Silla

La Silla, a 600 km al norte de Santiago de Chile y situado a 2.400 m de altitud, fue el lugar donde ESO desplegó sus

primeras instalaciones. En la actualidad continúa operativo el telescopio de 3,6 m que fue la estrella del Convenio

Fundacional de la Institución. También está en operación el New Technology Telescope (NTT) de 3,5 m de apertura.

Además, un telescopio de 2,2 m de diámetro está operado por ESO en virtud de un convenio con el Instituto Max

Planck de Astronomía de Heidelberg (Alemania).

Organización Europea para laInvestigación Astronómica en elHemisferio Austral

ESO

07_CC_espacio.qxd 8/3/10 19:06 Página 94

Medio siglo escudriñandoel Universo

Medio siglo escudriñandoel Universo


Paranal

Cerro Paranal contiene las herramientas de observación

astronómica más potentes del mundo en este momen-

to. Situado a 2.600 m de altitud cerca de Antofagas-

ta, alberga los cuatro telescopios de 8,2 m de diáme-

tro que conjuntamente se conocen como Very Large

Telescope (VLT). Estos cuatro telescopios (también lla-

mados unidades telescópicas o UT) pueden funcionar

de forma independiente, apuntando cada uno de ellos

a una zona distinta del cielo y con una instrumentación

astrofísica diferente. Pero lo que lo convierte en úni-

co, además de la potencia, es la posibilidad de combi-

nar la luz que se recibe desde distintos telescopios de

la misma zona del cielo para aplicar la técnica conoci-

da como interferometría. Y es que el conjunto VLT, jun-

to a otros cuatro telescopios auxiliares móviles de 1,8 m

de diámetro, puede funcionar de forma combinada

como un interferómetro (llamado VLTI), que permite

alcanzar resoluciones espaciales sin parangón en luz

óptica e infrarroja.

Por otro lado está previsto que entren en funcionamien-

to dos telescopios de gran campo, capaces de carto-

grafiar grandes zonas del cielo en un solo apuntado:

el VLT Survey Telescope (VST) con una apertura de 2,6 m

en la banda óptica y el VLT Infrared Survey Telescope

for Astronomy (VISTA), con una apertura de 4 m en la

banda infrarroja. Éste último ha comenzado a funcio-

nar a finales de 2009.

Llano de Chajnantor

El Llano de Chajnantor (en el desierto de Atacama) se

encuentra a más de 5.000 m de altitud, por lo que es uno

de los lugares más inhóspitos para la actividad humana

en la Tierra. Como contrapartida, la cantidad de vapor

de agua que puede precipitar por encima del observato-

rio es muy pequeña, lo que facilita enormemente la trans-

parencia de la atmósfera a las ondas milimétricas y

submilimétricas.

APEX

El APEX (Atacama Pathfinder Experiment) es una antena

de observación de radiación de 12 m de diámetro, equi-

pada con una moderna variedad de detectores y recep-

tores en banda milimétrica y submilimétrica. Se trata

de un proyecto conjunto de ESO, el Instituto Max-Planck

de Radioastronomía de Bonn (Alemania) y el Observa-

torio de Onsala (Suecia).

ALMA

En un proyecto verdaderamente global para la astro-

nomía terrestre y, junto a socios en Norteamérica y el

este de Asia, ESO está construyendo en el Llano de Chaj-

nantor una batería de antenas capaces de observar

en banda milimétrica y submilimétrica, utilizando la

técnica de interferometría, con una precisión y sensi-

bilidad sin precedentes. Se trata de ALMA (Atacama Lar-

ge Millimetre/Sub-millimetre Array), un proyecto que

revolucionará las observaciones mediante sus 66 ante-

nas móviles con separaciones de hasta 10 km entre ellas

para establecer distintas configuraciones de observa-

ción. La mayoría de las antenas (54) tendrán 12 m de

diámetro y otras 12 tendrán un diámetro menor (de

siete m). Cada una de estas antenas estará equipada

con receptores en varias bandas espectrales, cubrien-

do el rango desde 0,3 a 10 mm en longitud de onda.

ALMA está diseñado para observar el Universo frío,

particularmente las moléculas que pueblan los alre-

dedores de las estrellas en formación y el medio inte-

restelar de las galaxias, desde las más próximas a las

más remotas, justo cuando empezaban a formarse.

El Centro de Soporte de Operaciones (OSF) está a 2.900

m de altura, cerca de San Pedro de Atacama y la ofici-

na central de ALMA se encuentra en Santiago de Chile.

A finales de 2009 ya se habían transportado al Llano de

Chajnantor las primeras antenas y se habían consegui-

do las primeras observaciones interferométricas con 3

antenas y clausura de fase. Se espera que ALMA esté

plenamente operativo alrededor de 2012 ó 2013.

Acceso científico a instalaciones y datos

El acceso científico a las instalaciones de ESO se reali-

za a través de un procedimiento de concurrencia com-

petitiva. Hay dos convocatorias al año para que la comu-

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nidad investigadora envíe sus propuestas de observa-

ción, que habitualmente multiplican por cinco o más el

tiempo disponible. El Comité de Programas de Obser-

vación, formado por expertos de toda la comunidad,

recomienda al director general de ESO las propuestas

que deben ejecutarse en los observatorios.

Las observaciones se pueden llevar a cabo en modo “visi-

tante” (en cuyo caso el investigador viaja al observato-

rio para dirigir la campaña in situ) o en modo “servi-

cio” (entonces es el propio personal de ESO quien,

siguiendo las instrucciones del investigador, lleva a cabo

las observaciones).

Todos los datos obtenidos en los observatorios se guar-

dan en el archivo científico. El equipo investigador tie-

ne habitualmente un período máximo de 12 meses de

propiedad sobre los mismos, a partir de cuyo momen-

to los datos pueden ser utilizados por cualquier inves-

tigador de los Estados miembros.

Futuro de ESO: el Telescopio E-ELT

Los telescopios extremadamente grandes (con aper-

tura en el rango de los 30 m) se consideran mundial-

mente como una de las mayores prioridades para la

astronomía con base terrestre. Con esta clase de teles-

copios se espera poder detectar y estudiar planetas pare-

cidos a la Tierra orbitando alrededor de otras estrellas,

identificar las estrellas individuales de las que están

hechas otras galaxias cercanas a la nuestra, escudriñar

la estructura de las galaxias poco después de su for-

mación a distancias hasta ahora inalcanzables o medir

en tiempo real la expansión del Universo.

El proyecto European Extremely Large Telescope (E-ELT)

(ver página 256), infraestructura identificada en la Hoja

de Ruta de ESFRI en materia de astronomía, mantendrá

y reforzará la posición de Europa en la vanguardia de

la investigación en astrofísica. Para ello ESO está dise-

ñando esta instalación (que será el telescopio óptico

más grande del planeta con 42 m de apertura) desde

principios de 2007 y espera concluir su diseño a media-

dos de 2010.


España es miembro de pleno derecho de ESO desde el

1 de julio de 2006. La contribución del país al presupues-

to anual de la institución se realiza en proporción a su

PIB, (actualmente supone alrededor del 9% del total).

La delegación española la ostenta el MICINN.

En 2003, previamente a la entrada de España en ESO, los

entonces ministerios de Ciencia y Tecnología y Fomen-

to firmaron un acuerdo con ESO que regulaba la parti-

cipación española en la construcción del telescopio

ALMA. Gracias a dicho acuerdo y a la subsiguiente adhe-

sión de España a la organización, las industrias y centros

de I+D españoles han realizado y siguen realizando impor-

tantes contribuciones en especie a la construcción de

este telescopio y a las demás actividades de ESO.

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Ubicación: Garching (Alemania)

Presupuesto: 120 M€ / año


Webs:

http://www.eso.org

http://www.eso.org/public/spain/

index.html

Antenas de ALMA (Imagen ESO).


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Descripción

IRAM (Institut de RAdioastronomie Millimétrique) es un instituto hispano-franco-alemán de investigación y desarro-

llo técnico, especializado en radioastronomía milimétrica. España participa en esta gran instalación científica por

medio del Instituto Geográfico Nacional (IGN, Ministerio de Fomento) y, más concretamente, a través del Obser-

vatorio Astronómico Nacional (OAN). En el momento de su fundación en 1979, IRAM fue el primer instituto euro-

peo multinacional de radioastronomía.

Esta instalación consta de dos observatorios con telescopios complementarios y de una sede central en Grenoble

(Francia), donde se realizan la mayor parte de los desarrollos instrumentales (receptores, espectrómetros) y de

software, éstos últimos usados por una gran parte de los radioastrónomos del mundo.

La principal aplicación del IRAM es la de satisfacer las necesidades de la comunidad radioastronómica en lo refe-

rente a los estudios de la materia fría (gas y polvo) del Universo, que son relevantes en los trabajos de investiga-

ción actuales más punteros en los diversos campos de la astronomía. Las necesidades de los científicos se tradu-

Instituto de Radioastronomía Milimétrica

IRAM

Vista de las instalaciones del telescopio de Plateu de Bure.


Una puerta al universoinvisible

Una puerta al universoinvisible


cen en el continuo desarrollo de los equipos necesarios

y en la implementación de modos de observación per-

tinentes en cada uno de los telescopios.

Objetivos

Programa de IRAM: equipos instrumentales

El interferómetro de ondas milimétricas emplazado en

el Plateau de Bure (Francia) consta de seis antenas total-

mente orientables de 15 m de diámetro, cuyo funciona-

miento sincronizado (mediante el método de síntesis

de apertura) permite la cartografía de objetos celestes

con una resolución angular que, tras la ultima extensión

de sus líneas de base, alcanza los 0,3 s de arco, la mis-

ma que se obtiene con los mejores telescopios ópti-

cos. Sus frecuencias de funcionamiento van de 82 a 116

y de 205 a 245 GHz. En la actualidad, es el instrumen-

to más potente del mundo en su género.

El radiotelescopio de ondas milimétricas de 30 m de diá-

metro está situado en la Loma de Dílar, en las estriba-

ciones del Pico de Veleta (Granada), operativo desde

1986. En el amplio rango de frecuencias en el que ope-

ra, de 72 a 350 GHz, es el radiotelescopio más potente

del mundo. Esta infraestructura está reconocida como

Instalación Científico-Técnica Singular en el mapa espa-

ñol de este tipo de instalaciones. El IRAM (ICTS) ofrece

medios informáticos y la ayuda de expertos en la calibra-

ción de las observaciones y el análisis de los datos inter-

ferométricos, así como la asistencia de expertos en la

realización de observaciones en ambos telescopios. Ade-

más, organiza escuelas bianuales sobre observación

radioastronómica con el radiotelescopio de 30 m y sobre

interferometría milimétrica.

Los desarrollos técnicos en los campos de la captación,

detección y análisis de la radiación milimétrica y submi-

limétrica se han realizado, en su mayor parte, en los

laboratorios del IRAM (detectores de bajo ruido SIS,

de sus siglas en inglés, receptores criogénicos, sistemas

cuasiópticos, bancos de filtros, correladores y autoco-

rreladores), contando con la colaboración y las contri-

buciones de las demás instituciones involucradas en

el IRAM.

Acceso científico a instalaciones y datos

El acceso científico a las instalaciones del IRAM se rea-

liza a través de un procedimiento de concurrencia com-

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Esta instalación consta de dos observatorios con telescopios complementarios y de una sede central en Grenoble (Francia).


petitiva. Hay dos convocatorias al año para que la comu-

nidad investigadora de todo el mundo envíe sus pro-

puestas de observación.

Dada la potencia y la flexibilidad de los telescopios de

esta instalación, éstos son utilizados por una amplia

comunidad de astrónomos de todo el mundo para rea-

lizar estudios en casi todos los campos de investigación

astronómica. Las observaciones abarcan un amplio

espectro y van desde el Sistema Solar hasta los obje-

tos más remotos del Universo, pasando por estudios de

formación y evolución de estrellas, de materia interes-

telar fría galáctica y extragaláctica, de galaxias norma-

les, activas, ultraluminosas y primigenias. A lo largo

de los más de 20 años de funcionamiento, se han publi-

cado más de 2.000 artículos en las revistas internacio-

nales más prestigiosas en astronomía con datos obte-

nidos con los telescopios de IRAM.

Futuro del IRAM

Para el interferómetro de Plateau de Bure se está estu-

diando una ampliación muy considerable que lo man-

tendría muy competitivo durante muchos años. Este

proyecto, denominado NOEMA, incluye la ampliación

del número de antenas; desde las seis actuales hasta un

total de 12, la prolongación de las líneas de base máxi-

mas para superar el kilómetro y la instalación de una

nueva generación de receptores de banda muy ancha.

En el telescopio de 30 m de Pico Veleta se han instala-

do recientemente receptores y espectrómetros de gran

ancho de banda (hasta 4 GHz) y se están desarrollan-

do nuevos sistemas de recepción multipixel, que incre-

mentarán muy significativamente las prestaciones del

radiotelescopio.


Los institutos participantes en el IRAM son el CNRS (Cen-

tre National de la Recherche Scientifique, Francia), la MPG

(Max Planck Gesellschaft, Alemania) y el IGN (Instituto Geo-

gráfico Nacional, del Ministerio de Fomento, España). EI

IGN participa con un 6% en los gastos de inversiones y fun-

cionamiento, obteniendo en contrapartida un 16% del

tiempo de observación en cada uno de los telescopios

del instituto y la participación paritaria en todos los sus

consejos administrativos y técnicos (Comité Ejecutivo,

Comité Científico Consultivo y Comité de Asignación de

Tiempo de Telescopios). El tiempo de observación debe

obtenerse en competición abierta internacional a la que

puede optar cualquier astrónomo español.

El coste total de la inversión habido hasta la actualidad

ha sido de 90 millones de euros. Esta cantidad incluye el

coste de los dos telescopios (con siete antenas en total),

los edificios de las sedes de Grenoble y Granada, los labo-

ratorios de microondas, electrónica y criogenia y los talle-

res de mecánica, además de los costes de gestión, ope-

ración y mejora desde su puesta en funcionamiento

hasta la actualidad y los costes de personal. El importe

de operación, mantenimiento, desarrollo de nueva ins-

trumentación y nuevo software para esta gran instala-

ción es de unos 12 millones de euros anuales.

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Ubicación: Sede central en Grenoble (Francia)

Presupuesto anual estimado: 12 M€


Webs:

http://www.iram-institute.org

http://www.oan.es

El interferómetro de Plateau de Bure se actualizará mediante unproyecto llamado NOEMA, que incluye la ampliación del númerode antenas; desde las seis actuales hasta un total de 12.


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Introducción

Las ciencias del espacio abarcan un conjunto de ciencias y disciplinas científicas cuyo denominador común es el conoci-

miento del cosmos, su utilización como laboratorio y proveedor de datos globales de nuestro planeta y su entorno. Se

caracterizan por dos parámetros fundamentales, su juventud y su carácter multidisciplinar. La juventud viene dada por el calen-

dario del propio acceso del hombre al espacio a finales de los 50 y la multidisciplinariedad, por las condiciones extremas de

operación en ambientes muy diferentes de los habituales en los laboratorios terrestres: entornos muy duros de radiación,

microgravedad, térmicos y distancias de operación. Esto ha impuesto la necesidad del desarrollo de complejas tecnologías

de supervivencia en ambientes hostiles en los que existen gradientes térmicos de 200°C en distancias inferiores a un metro

o sistemas avanzados de control que deben ser capaces de reaccionar sin la intervención humana.

Las misiones de espacio constituyen un conjunto de instalaciones singulares abiertas a la comunidad científica interna-

cional que proporcionan datos fundamentales a un amplio espectro de ramas del conocimiento, que van desde la

astronomía, donde se abren ventanas de observación del Universo inaccesibles desde la superficie de la Tierra (IR, UV,

X y gamma), hasta las ciencias de la vida, con la experimentación de sistemas biológicos en condiciones extremas de

microgravedad y radiación.

Las agencias

Las misiones espaciales tienen un alto coste y son tecnológicamente complejas. Sus operadores son las agencias

espaciales, tanto a nivel nacional (NASA, JAXA, China, Rusia o India) como supranacionales, caso de la Agencia

Europea del Espacio (ESA). En el caso español, el Centro para el Desarrollo Tecnológico e Industrial (CDTI) ostenta la

representación nacional en la ESA y mantiene relaciones bilaterales con agencias espaciales de otros países, a través

de las que se acuerdan participaciones en misiones de interés conjunto. Las agencias proporcionan el acceso al espa-

cio, seleccionan las misiones y sus objetivos en cooperación con la comunidad científica y, finalmente, dan soporte a

la operación durante su vida útil. La comunidad científica es la receptora de los datos, es responsable de su análisis,

así como de la generación de resultados.

Hay gran variedad de protocolos de operación, dependiendo del tipo de misión, su tamaño, complejidad y la agencia

o agencias implicadas, pero en general se sigue un procedimiento en el que la identificación del objetivo científico se

consigue mediante una llamada de oportunidades a la comunidad internacional, seguida de una selección de pro-

puestas. Es un sistema abierto y altamente competitivo que dura varios años, en el que se seleccionan los conceptos

y misiones para una década, analizando su complejidad tecnológica, viabilidad y coste.

MisionesCientíficas


La conquistadel cosmos

La conquistadel cosmos


El desarrollo de la plataforma espacial, el lanzamiento

y las operaciones corren a cargo de la propia Agencia,

mientras que el desarrollo de la instrumentación y los

sistemas de análisis de datos corren a cargo de los Esta-

dos y centros de investigación. En España, la financiación

de los instrumentos corre a cargo del Plan Nacional de

I+D+i y la Dirección General de Cooperación Internacio-

nal y Relaciones Institucionales (DGCIRI) del MICINN,

con notables contribuciones del CDTI en casos de espe-

cial complejidad industrial.

Hay muchos tipos de misiones y con complejidades muy

diversas. Desde un gran observatorio operando en el

espacio durante más de una década, como es el caso

del HST (Hubble Space Telescope), hasta misiones astro-

nómicas complejas como son XMM-Newton e INTEGRAL

de la ESA, pasando por experimentos tecnológicamen-

te mucho menos complejos en el campo de la biolo-

gía o la mecánica de fluidos, como son los que se des-

arrollan en ISS (Estación Espacial Internacional) y con

una duración de sólo unos meses.

Las plataformas operativasy en desarrollo avanzado

España, como Estado miembro, desarrolla la mayor par-

te de su actividad relacionada con las ciencias del espa-

cio en las misiones científicas y de exploración de la ESA.

En la década de los noventa, las misiones ESA represen-

taban casi el 100% de la actividad científica española en

el espacio, con contadas excepciones; como las misio-

nes españolas Minisat-01 y el Nanosat 1A del Instituto

Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA). En la actuali-

dad, hay una creciente actividad en misiones propias

y en cooperación multilateral.

Misiones ESA

Las misiones científicas de la ESA con participación de

grupos científicos españoles, tanto en operación como

en desarrollo, ascienden a 21. La participación y, por tan-

to, el retorno científico es de geometría variable y va des-

de participaciones casi testimoniales de un 2%, a cola-

boraciones muy elevadas por encima de nuestro peso

como país miembro (que es de un 8%), como son los

casos de INTEGRAL (15%) o SMOS (30%), recientemen-

te lanzada.

Las siguientes tablas muestran la lista de las misiones

de la ESA, tanto en operación como en desarrollo, con

IP (Investigador Principal), CoIP (Co-Investigador Princi-

pal) o CoI (Co-Investigador) en instrumentación embar-

cada y/o en operaciones. El parámetro intensidad da una

idea del grado de participación y, para terminar, se indi-

can los acrónimos de los organismos españoles líderes.

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Operación

Mision Tipo Intensidad Organismos Líderes

XMM-Newton CoI Baja IFCA (CSIC-UC)

INTEGRAL IP Muy Alta UV, INTA

Cassini Cassini-Huyghens CoI Media IAA

Rosetta CoI Media IAA, INTA,UPM

Mars Express CoI Media IAA, UPC

Venus Express CoI Media IAA, UPV

CoRot CoIP Media IAA, UV, IAC

Herschel CoIP Alta IFCA-UC, IAC

Planck CoI Media IAC, IAA, ICM

SMOS IP Muy Alta ICM, UPC, UV, U Sal.


Misiones en cooperación multilateral

En esta década se ha realizado un esfuerzo por par-

ticipar en misiones en cooperación multilateral, como

consecuencia de la madurez de los grupos científi-

cos y de sus capacidades tecnológicas. La lista de

misiones fuera del entorno ESA en operaciones o en

desarrollo avanzado con IP o CoI españoles es la

siguiente:

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Desarrollo


LISA PathFinder CoI Alta IEEC

JWST (MIRI) CoI Media INTA, UAH

Gaia CoIP Muy Alta UB, INTA, UC

Bepi Colombo CoI Media CAB, IAA

ExoMars (Raman) IP Muy Alta CAB, U Vall.

ASIM_ISS CoIP Muy Alta UV, INTA, UPC, UJCI, IAA

Utilización ISS IP and CoI en diversas misiones experimentales

Solar Orbiter (SOPHI) CoIP Muy Alta IAC, INTA, IAA, UV, UPC...

*Solar Orbiter (EPD) CoIP Muy Alta UAH

*SPICA CoIP Muy Alta CAB, INTA, IAA, UA

*PLATO CoIP Muy alta CAB, INTA

*EUCLID CoI Alta IAC

* Estas últimas cuatro misiones acaban de ser seleccionadas por ESA en 2010 para entrar en fase de definición dentro del pro-

grama Cosmic Vision.


IMAX CoIP Muy Alta INTA, IAC, IAA, UV, NASA, DLR

AMS_ISS CoIP Alta NASA, Ciemat, IAC

Rover Environmental IP Alta NASA, CAB, UPC, INM (Sevilla)Monitoring Station (REMS)

WSO-UV IP Alta Rusia, UCM

Phobos_METNET IP Alta Rusia, INTA, UCM, UC3M, UPC, IAA

JEM-EUSO IP Alta JAXA, UAH, INTA, UC3M

Diseño conceptual de Darwin.


Misiones nacionales con cargas científicas

Éste es un campo de actuación consolidado en la déca-

da de los noventa con el satélite científico español, el

Minisat-01. En la actualidad, está compuesto por cin-

co misiones, dos en operación (Nanosat 1A y 1B) y tres

en desarrollo SEOSAT/INGENIO, PAZ y XATCOBEO.

Los datos sobre algunas de las misiones se describen

en los apartados siguientes.

Conclusiones

La comunidad científica española participa activamen-

te en la explotación de datos y en el desarrollo de un

conjunto de 21 misiones de la ESA, de las cuales diez

están en operación y once en desarrollo. A éstas hay que

añadir seis más en cooperación internacional en diver-

so grado de desarrollo y siete cargas útiles en los dos

satélites gubernamentales españoles y los dos del INTA.

En la década de los noventa se participaba en 10 misio-

nes científicas, tanto en operación como en desarro-

llo, en la década del 2000 en 19, y en la actualidad en

38 misiones. Esta importante cifra, que representa

un incremento del 100% por década, va acompañada

de otro dato significativo: el aumento del número de

IP o CoIP instrumentales por década: de tres se ha pasa-

do a nueve y después a 22, lo que muestra no sólo la

evolución en la cantidad de instrumentos en los que

se participa, sino el grado de participación, responsa-

bilidad y capacidad de liderazgo que se ha alcanzado.

No cabe duda de que la presente década corresponde-

rá a la de madurez y consolidación de la comunidad, que

tiene como centros líderes: INTA, CSIC, CAB, IAA, IAC,

IEEC, ICM, OAN, así como las universidades de Valen-

cia, Barcelona, Cantabria, Sevilla, Alcalá de Henares, Car-

los III, Vigo, Valladolid, autónomas de Barcelona y Madrid,

Juan Carlos I, Alicante, Jaén, Salamanca y las politécni-

cas de Cataluña, Madrid y Valencia.

El apoyo financiero para el desarrollo de las cargas úti-

les es competencia de la Dirección General del Plan

Nacional de I+D+i y la Dirección General de Coopera-

ción Internacional y Relaciones Institucionales (DGCIRI)

del MICINN, que han incrementado su presupuesto en

un 100% en el periodo 2004-2009, contando además

con contribuciones significativas del CDTI para la instru-

mentación. Hay que destacar que la producción cien-

tífica nacional para el área de ciencias del espacio (en

el periodo 2004-2008) representa un 6,25% del total

mundial (y la media española es de un 3,44%).

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Nanosat_1A IP Muy Alta INTA

Nanosat_1B IP Muy Alta INTA

XATCOBEO IP Muy alta U. Vigo, INTA

ROHPP en PAZ IP Muy alta IEEC

UVAS en SEOSAT/INGENIO IP Muy alta UV

The Two Towers en SEOSAT/INGENIO IP Muy alta INTA

SENSOSOL SEOSAT/INGENIO IP Muy alta U. Sevilla


XMM-Newton

La misión XMM-Newton de la ESA fue puesta en órbita el 10

de diciembre de 1999 y continúa operativa. Con sus instru-

mentos de focalización y detección de rayos X es capaz de

formar imágenes de resolución angular intermedia (15 s de

arco) y medir la energía con una precisión que oscila entre

un 5% y un 0,5% (de 0,2 a 12 keV), convirtiéndolo en un obser-

vador privilegiado de fenómenos muy energéticos en el Uni-

verso, como son las coronas estelares activas, la acreción

de materia en estrellas compactas (como enanas blancas,

estrellas de neutrones y agujeros negros), el gas caliente que

está atrapado dentro de galaxias y cúmulos de galaxias o la

radiación que emite la materia en su caída hacia los agujeros

negros gigantes de los Núcleos Galácticos Activos (AGN,

por sus siglas en inglés).

La instrumentación científica del observatorio XMM-Newton

consiste en tres telescopios de rayos X coalineados, más un

pequeño telescopio óptico para la localización de las fuen-

tes. Los instrumentos de XMM-Newton son un conjunto de tres

cámaras EPIC, que permiten obtener imagen y espectroscopia

de baja resolución simultáneamente, así como los espectró-

grafos de dispersión RGS situados en dos de los tres telesco-

pios para espectroscopia de alta resolución. Un consorcio

forma el XMM-Newton Survey Science Centre, que es el respon-

sable del software de análisis de datos, del procesado de los

mismos y del catálogo de fuentes. Este catálogo tiene más

de 200.000 entradas y un 1% del cielo cubierto. XMM-Newton

está siendo la misión más productiva de ESA, con unos 300

artículos publicados al año. El acceso al XMM se realiza en régi-

men de concurrencia competitiva y los datos son públicos un

año después de su entrega al IP.

España participa en la explotación de los datos científicos, acti-

vidad liderada por el Instituto de Física de Cantabria (CSIC-UC),

como miembro del XMM-Newton Survey Science Centre. Reali-

za tareas de validación científica de los productos, diseño y

mantenimiento del software y tiene un papel destacado en la

confección del catálogo. El centro de operaciones científicas

de XMM-Newton está en ESAC, cerca de Madrid, lo que ha dado

lugar a una importante sinergia con la comunidad investiga-

dora española.

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s

XMM-Newton.

International Gamma Ray AstrophysicalLaboratory (INTEGRAL)

La misión INTEGRAL de ESA tiene como objetivo central pro-

veer a la comunidad científica de un observatorio multipropó-

sito en el dominio gamma entre 3 keV y 10 MeV. Sus objeti-

vos científicos van, desde los estudios sistemáticos de las fuen-

tes galácticas con procesos de acreción en objetos compactos

(agujeros negros y estrella de neutrones), al mapeado en línea

de regiones extensas como el centro de la galaxia y las regio-

nes de núcleo-síntesis (Al26 y Ti 44). En la astronomía extraga-

láctica, los AGN y los intrigantes GRB (Explosiones de Rayos

Gamma) son los dos campos básicos de trabajo. La misión se

puso en órbita en 2002 y continúa en operaciones.

La carga útil está compuesta por cuatro instrumentos: OMC,

JEM-X, IBIS y SPI. OMC es el monitor óptico de INTEGRAL desa-

rrollado en España. JEM-X es un instrumento de rayos X basa-

do en tecnologías de detectores gas en el rango de 3 - 60 keV,

(FOV 5o x 5o). IBIS es el imager basado en tecnologías de detec-

tores de estado sólido de TeCd y centelladores de CsI en doble

capa, está dotado de una máscara codificada y trabaja en el

rango de 25 keV a 10 MeV (FOV 9ox9o). Por último SPI es un

espectrómetro de Ge de alta resolución blindado por BGO y

rango de energía de 25 keV a 2 MeV (FOV 16ox16o). La nove-

dad tecnológica de INTEGRAL es el amplio campo de visión de

sus instrumentos de alta energía, que se consigue mediante

el uso de sistemas de mul-

tiplexación espacial de la

señal con máscaras codifi-

cadas, desarrolladas por la

Universidad de Valencia

(UV) y el INTA, que permi-

ten localizar y observar

simultáneamente las fuen-

tes en amplios FOV.

La participación española

en INTEGRAL ha sido la

mayor realizada hasta la fecha en una misión científica de la

ESA. España ha participado con un IP y ocho CoI de la UV, INTA

y la Universidad de Alicante (UA). Además, ha sido responsa-

ble del desarrollo de la OMC, que es el primer instrumento

de ESA bajo liderazgo español y de los sistemas ópticos de

los instrumentos de alta energía: SPI, IBIS y JEM-X. El contratis-

ta principal ha sido Sener y han participado otras 15 empre-

sas españolas. Las operaciones de la OMC se desarrollan bajo

la responsabilidad del INTA/CAB. Por otro lado, la UV es res-

ponsable del mantenimiento del software de SPI y la UA del de

JEM-X. Por su parte, la UV acoge el Centro de Análisis de Datos,

que da soporte a usuarios externos a la misión. En el IAA (Ins-

tituto de Astrofísica de Andalucía) se realizan tareas de segui-

miento en el óptico y el infrarrojo de los GRB, utilizando la

red de telescopios robóticos Bootes.

La misión tiene como objetivoproveer a la comunidadcientífica de un observatorioen el dominio gamma.


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ROSETTA

La misión Rosetta tiene como objetivo el estudio de los cuer-

pos primitivos del Sistema Solar. Para ello, la misión fue lan-

zada el 2 de marzo de 2004 hacia el cometa 67P Churyumov-

Gerasimenko y visitará y estudiará en su viaje los asteroides

2867 Steins y 21 Lutetia.

Tras un viaje de 10 años, a la llegada al cometa, Rosetta entrará

en órbita alrededor de él y tras el aterrizaje de un módulo en su

superficie, lo acompañará durante dos años hasta el perihelio.

Sus objetivos serán la caracterización global del núcleo y la deter-

minación de la mineralogía y composición isotópica de los voláti-

les, así como el estudio del desarrollo de la actividad cometaria y

de los procesos y caracterización global de los asteroides. Rosetta,

tras su tercer fly-by por la Tierra y la visita a Steins, se dirige hacia

el asteroide Lutetia, al que sobrevolará en julio de 2010.

La instrumentación científica del orbitador está compuesta por

un complejo conjunto de 11 instrumentos que incluyen espectró-

metros, cámaras, detectores de partículas y medidores de pol-

vo. En el aterrizador Philae hay otros 10 instrumentos adicionales.

La participación española se centra en dos instrumentos; OSI-

RIS y GIADA. Ambos están liderados por el IAA con la coope-

ración del INTA y la UPM.

Asteroide Steinsvisto desdeRosetta.

Mars Express

La misión Mars Express (MEx) de la ESA es la primera misión

íntegramente europea al planeta Marte. Lanzada en 2003,

consta de un orbitador con siete instrumentos científicos a

bordo y una sonda de descenso, que se perdió en la entrada.

La misión MEx ha sido extendida hasta 2011. El orbitador de

MEx realiza estudios precisos de mineralogía y topografía de

la superficie marciana, búsqueda de hielos en el subsuelo y

de carbonatos en la superficie, caracterización de la estruc-

tura térmica, dinámica y composición de la atmósfera en 3D,

investigación de la ionosfera e interacción de la alta atmósfe-

ra neutra con el viento solar, así como el estudio de los pro-

cesos de escape atmosférico y sus implicaciones evolutivas.

Su equipamiento científico está compuesto por siete instru-

mentos: MARSIS, MIRS, ASPERA, HRSC, Spicam, Omega y PFS.

Es en el instrumento PFS (espectrómetro IR) en el que hay una

mayor participación tecnológica española. Los resultados cien-

tíficos obtenidos por MEx son de gran impacto; destacan entre

otros, la no detección de carbonatos, la existencia de nubes

mesosféricas de CO2 en el ecuador, la detección de auroras loca-

lizadas y la abundancia de ozono atmosférico. El instrumento

PFS ha proporcionado resultados importantes; como la detec-

ción de la presencia de hielo en el polo sur de Marte y la presen-

cia de metano en la atmósfera (15 ppm). La participación espa-

ñola se centra en el instrumento PFS, que ha sido liderado por

el IAA (Instituto de Astrofísica de Andalucía). Científicamente,

se participa a través del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA),

y la Universidad Politécnica de Cataluña, que participa en la

explotación de los datos de otros instrumentos de la misión.

Vista del valle Kasei y la fosa Sacra, en perspectiva.

Venus Express

La misión Venus Express es la primera íntegramente europea

dirigida a Venus. Se trata del primer orbitador alrededor de dicho

planeta desde la misión Magallanes (1990) y la primera misión

dedicada al estudio de su atmósfera desde Pioneer Venus (1978).

Consta de un orbitador con diversa instrumentación científica

para llevar a cabo la investigación sistemática de la superficie y

la atmósfera de Venus, desde sus capas más bajas hasta la ionos-

fera y la exosfera. Los problemas abiertos que se pretenden estu-

diar con el proyecto son el origen de la superrotación atmosfé-

rica, la interacción atmósfera-superficie, la actividad volcánica,

la interacción del plasma con el viento solar, así como el ori-

gen y los cambios evolutivos del planeta y de su atmósfera. Venus

Express continúa operativa desde su puesta en órbita en 2006,

pero la misión se ha extendido hasta 2012.

El equipamiento científico consta de siete instrumentos: Spicav,

ASPERA, VERA, VENIS, VMC, VIRTIS y PES. Son de destacar VIRTIS

(espectrógrafo UV-IR) y PFS (espectrógrafo IR), por tener una mayor

participación española. Los numerosos resultados obtenidos del

análisis de los datos de Venus Express son de gran impacto, con

monográficos en diversas revistas. En el PFS, la participación del

Instituto de Astrofísica de Andalucía es homóloga a la desarrolla-

da en la misión Mars Express. El organismo coopera a nivel de

CoI y ha diseñado y construido la electrónica de control. En

VIRTIS, también con participación como CoI, el IAA (Instituto de

Astrofísica de Andalucía) ha realizado la validación, análisis y explo-

tación de los datos de la alta atmósfera. Además, la Universidad

del País Vasco participa a nivel de CoI en el equipo científico del

instrumento y centra sus trabajos en la dinámica atmosférica.

Interacción de Venus con el viento solar.


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CoRoT (Convection, Rotation and Transits)

La misión CoRoT es un proyecto del CNES (Centre National d´Étu-

des Spatiales) francés, con participación de Alemania, Aus-

tria, Bélgica, Brasil, ESA y España. El proyecto tiene dos obje-

tivos principales: la detección de planetas a través del método

de los tránsitos y el estudio de la estructura interna de las estre-

llas, mediante el análisis de sus oscilaciones. La misión está

en fase de explotación hasta 2013. Entre sus resultados más

relevantes se pueden contar la detección y confirmación de

varios planetas, entre ellos, el de la menor masa conocida alre-

dedor de una estrella, así como la detección de oscilaciones

de tipo solar en estrellas que no son de dicho tipo.

La técnica básica utilizada en esta misión es la fotometría de

precisión. El instrumento de medida es un detector CCD refri-

gerado pasivamente. La óptica del instrumento divide el haz

incidente en dos partes; una de ellas, la vía asterosismológi-

ca, llega al detector fuera de foco y cubre un campo muy

pequeño, en el que sólo se pueden medir estrellas brillantes

con precisiones de 0,6 ppm. La otra, la vía para la detección

de tránsitos, parte del haz y cubre un campo mayor, a través

del cual se pueden medir varias decenas de miles de estre-

llas al mismo tiempo.

La participación científica española en CoRoT ha sido lidera-

da por el IAA, con una importante contribución del IAC. Espa-

ña ha aportado una gran parte del desarrollo del Centro de

Misión en tierra (GMV). Es de destacar que el Comité Científi-

co de CoRoT tiene un representante español permanente a

nivel CoIP.

La técnica básica utilizada en esta misión es la fotometría deprecisión.

James Webb Space Telescope (JWST).MIRI (Medium InfraRed Instrument)

JWST, sucesor del Hubble, será el futuro Telescopio Espacial en

el rango del infrarrojo. Será un telescopio abierto a toda la

comunidad, que trabajará en régimen de asignación de tiem-

pos con procesos competitivos.

MIRI, junto con los instrumentos Nir-Spec y el Nir-Cam, for-

marán la carga útil del JWST, que desarrollan ESA y NASA en

colaboración. Su lanza-

miento está previsto

para 2013. MIRI propor-

cionará imágenes, espec-

troscopia y coronografía

en el rango de 5 a 28

micras de longitud de

onda.

La aportación tecnológi-

ca española al proyecto

ha consistido en el desa-

rrollo del MTS (MIRI Teles-

cope Simulator), un simu-

lador que reproduce la

entrada de señal en MIRI

equivalente a la que reci-

birá una vez integrado en

el telescopio y que se uti-

lizará para la verificación

y calibración del instru-

mento, en vacío y tempe-

raturas criogénicas. Es un

equipo de tierra extremadamente complejo, que incluye meca-

nismos de alta precisión y trabaja en el rango de 20 a 35 K. MTS

será capaz de proyectar la imagen de una fuente puntual en el

plano de entrada de MIRI y escanearla en todo su campo de

visión.

El desarrollo de MTS se ha realizado en el INTA. En mayo

de 2008 se procedió a su entrega al Rutherford Appleton

Laboratory, responsable de la integración y verificación de

MIRI.

Integración del simulador MIRI del telescopio JWST en INTA.


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s

Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS)

La misión SMOS de ESA, cuyo lanzamiento se efectuó el 2

de noviembre de 2009, se propone ofrecer medidas globa-

les y sistemáticas de la salinidad superficial de los océanos

y de la humedad en los continentes. Es la primera vez que

una misión de observación de la Tierra está en condiciones

de realizar determinaciones de estas dos variables funda-

mentales para comprender el ciclo del agua en el planeta,

cuyo ritmo puede acelerarse en un contexto de calentamien-

to global.

SMOS tiene un solo instrumento, el MIRAS (Microwave Imaging

Radiometer with Aperture Synthesis), un tipo de radiómetro

jamás usado hasta ahora desde un satélite y que se inspira

en el concepto de antenas distribuidas sobre el terreno de la

radioastronomía. MIRAS cuenta con 69 pequeñas antenas dis-

tribuidas sobre unos brazos en forma de Y, que se pliegan en

el momento del lanzamiento. Correlacionando las señales se

genera una imagen bidimensional de unos 1.000 x 1.000 km,

con una resolución espacial de hasta 30 km.

SMOS se ha desarrollado como una misión en colaboración

entre ESA, CNES y CDTI. El protagonismo y liderazgo de Espa-

ña en SMOS no tenía precedentes en misiones anteriores.

La construcción del instrumento ha sido realizada por un

consorcio industrial coordinado por EADS-CASA. Mier ha

desarrollado los receptores e Indra el sistema de procesa-

do de datos. España cuenta con un CoIP del Instituto de Cien-

cias del Mar (CSIC) y en su desarrollo han colaborado la

Universidad Politécnica de Cataluña, la Universidad de Valen-

cia y la Universidad de Salamanca, que han diseñado los algo-

ritmos de procesado de datos y participado en las activida-

des de validación de la misión. También forman parte del

proyecto el centro español de proceso de datos (CP34) y el

centro experto SMOS en Barcelona CSIC/ UPC.

El protagonismo y liderazgo de España en SMOS no teníaprecedentes en anteriores misiones.

Herschel Space Observatory (Herschel)

Herschel, perteneciente a la ESA, está equipado con un teles-

copio de 3,5 m de diámetro y es el primer observatorio que

estudia el Universo de una manera sistemática en el rango

de los 55 a 670 μm. Sus objetivos científicos centrales son

el estudio de la formación y evolución de las galaxias, de

las estrellas y su interacción con el medio circundante, así

como la observación de la química molecular en el Univer-

so, con especial énfasis en la determinación de la composi-

ción química de la materia interestelar y circunestelar, así

como de las atmósferas de los planetas, satélites y cometas.

Herschel está diseñado para operar durante tres años en

modo observatorio. Es una instalación científica abierta a

toda la comunidad, con tan sólo un 1/3 de su tiempo de

observación reservado para los equipos que han construido

los instrumentos. Inició su construcción en 1998 y fue lan-

zado en mayo de 2009.

La instrumentación de Herschel se compone de tres instru-

mentos que operan a temperaturas criogénicas por debajo

de 5 K: el Heterodyne Instrument for the Far Infrared (HIFI),

el Photodetector Array Camera and Spectrometer (PACS) y el

Spectral and Photometric Imaging Receiver (SPIRE). HIFI es

un espectrómetro de alta resolución (10 μm). PACS es una

cámara de bolómetros en dos bandas simultáneas (130-210

μm y 60-85 μm o 85-130 μm). SPIRE es la cámara fotomé-

trica con tres bandas simultáneas a 250, 350 y 500 μm, tam-

bién tiene un espectrómetro de transformada de Fourier que

permite hacer espectroscopia 3D con resoluciones de 40,

160 y 1.000. La novedad

tecnológica más relevan-

te en Herschel ha sido el

desarrollo de dispositi-

vos superconductores,

que han permitido obser-

var el último rango es-

pectral inexplorado.

Las instituciones españo-

las que han participado

en la construcción, man-

tenimiento y explotación

de los tres instrumentos

de Herschel a nivel de CoI

son, por un lado, el IAC

con el instrumento PACS

y los centros de control

de SPIRE y PACS, contan-

do con la empresa CRISA

como contratista princi-

pal. Por otra parte, el

Observatorio Astronómi-

co Nacional ha diseñado

los amplificadores criogénicos de bajo ruido de los recepto-

res de HIFI, construidos por Thales Alenia Space España. Ade-

más el CAB (CSIC/INTA) participa en el Centro de Control de

HIFI. Cabe destacar que España cuenta, por primera vez, con

un Mission Scientist en el Herschel Science Team.

Herschel es el primerobservatorio que estudia elUniverso de una manerasistemática en el rango desde los55 a 670 μm.


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s

Gaia

La misión Gaia, cuyo lanzamiento está previsto para mediados

de 2012, tiene como objetivo obtener datos que permitan estu-

diar la composición, formación y evolución de nuestra galaxia.

Gaia realizará un censo completo de las estrellas hasta mag-

nitud 20 (más de mil millones de estrellas), en una misión de

cinco años de duración. Para cada una de ellas determinará

la posición, la distancia y el movimiento propio y, para un gran

número de ellas, se obtendrá la velocidad radial. Al operar en

modo de barrido continuo y sin un catálogo predefinido, Gaia

observará también otros objetos, tanto del Sistema Solar, como

estrellas de galaxias cercanas y cuásares. Gaia fue concebido

como un instrumento único, que integra todas las funcionali-

dades requeridas; astrometría, fotometría y espectroscopía,

utilizando los mismos telescopios y compartiendo plano focal.

El mayor desafío de Gaia es la gestión, el almacenamiento y

la reducción de la ingente cantidad de datos que se van a obte-

ner. Para llevar a cabo esta tarea se ha creado el Gaia Data

Processing and Analysis Consortium (DPAC), en el que la parti-

cipación española es muy importante. El simulador de datos

de la misión, el tratamiento y la actualización de los mismos

es responsabilidad del equipo de la Universidad de Barcelo-

na, utilizando los recursos de cálculo de Mare Nostrum (Barce-

lona Super Computing Center, BSC). Otros equipos españoles,

como la Universidad de la Coruña o el LAEFF (INTA) contribu-

yen a las tareas del DPAC.El mayor desafío de Gaia es el manejo y la reducción de laingente cantidad de datos que se van a obtener.

Laser Interferometer Space AntennaPathFinder (LISA-PathFinder)

LISA PathFinder de ESA es una de las misiones del programa

SMART. LISA PathFinder no tiene objetivos científicos direc-

tos pero es la pieza clave para el desarrollo de LISA, que está

concebida como detector de ondas gravitatorias, un tipo de

radiación que no ha sido detectada hasta ahora pero que trans-

portaría información con enormes potencialidades. LISA está

fabricada para ser sensible a señales en un rango de frecuen-

cias de entre 0,1 mHz y 1 Hz, para fuentes situadas hasta reds-

hifts de alrededor de cinco.

Se trata de una misión tecnológicamente muy innovadora con

una precisión del drag-free 3·10-14 m/s2/Hz-1/2, en la banda

entre 1 y 30 mHz. En consecuencia, el grado de integración

entre carga útil y satélite es mayor que en cualquier misión pre-

via. El núcleo principal está formado por los subsistemas drag-

free, de metrología óptica y de diagnósticos y gestión de datos.

La contribución española la lidera el Instituto de Estudios

Espaciales de Cataluña (IEEC) con la colaboración del Institu-

to de Física de Altas Energías (IFAE) y de NTE-SENER para el

hardware y software de vuelo. España contribuye a LISA Path-

Finder con el sistema de diagnósticos y de gestión de datos,

considerados críticos.

Integración de LISA PathFinder en ESA.


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Raman en ExoMars

La misión ExoMars de la ESA es la primera misión del progra-

ma Aurora. El objetivo del programa es la exploración de Mar-

te en varias etapas de misiones robotizadas, que culminará con

una misión tripulada. Se trata de una misión NASA-ESA, que

enviará un vehículo robotizado sobre la superficie de Marte en

2018 y que llevará una carga de siete instrumentos.

Los objetivos del instrumento Raman son la identificación de

compuestos orgánicos y de posibles compuestos minerales indi-

cadores de la actividad bacteriana en Marte, así como el estu-

dio de los minerales producto de la actividad acuosa. Consta,

esencialmente, de una fuente de iluminación láser, acoplada

por fibra óptica con un cabezal que focaliza la excitación en la

muestra, un espectrómetro y un sistema de detección. El espec-

trómetro trabaja en el rango visible (200 - 3800 cm-1) con una

resolución espectral mejor que 6 cm-1.

Raman opera analizando la superficie del depósito de polvo

cristalino generado por la molienda de los testigos obteni-

dos por el perforador del Rover a distintas profundidades, den-

tro del laboratorio analítico del vehículo. El cabezal obtendrá

un número estimado de 20 espectros a lo largo de la mues-

tra con un tamaño de 50 μm de diámetro.

Raman se desarrolla a través de un consorcio internacional for-

mado por España, Francia, Alemania, Reino Unido, Holanda y

EE. UU. (los dos últimos países participan únicamente en los

aspectos científicos). España posee el liderazgo científico y téc-

nico y desarrolla partes clave del instrumento, como son el

láser y el espectrómetro. Además, el grupo español es respon-

sable de la integración del instrumento, la definición de la cien-

cia y de los modos de operación. El equipo está liderado por el

CAB (CSIC/INTA) y la Universidad de Valladolid (IP).

Representación virtual del rover que se utilizará en la misiónen el Planeta Rojo.

Bepi Colombo

La misión Bepi Colombo de la ESA tiene el objetivo de llegar

a Mercurio y realizar un estudio exhaustivo de las caracterís-

ticas de este planeta. Constará de dos naves: el Mercury Pla-

netary Orbiter (ESA) y el Mercury Magnetospheric Orbiter (JAXA).

Mercurio es un planeta especialmente interesante que, al

encontrarse muy próximo al Sol, presenta condiciones ambien-

tales extremas con temperaturas de + 360°C a -140°C. Su explo-

ración permitirá comprender mejor el origen y la evolución del

Sistema Solar. Bepi Colombo será lanzado en 2014 y entrará

en la órbita de Mercurio a finales de 2019, gracias a su inno-

vador sistema de propulsión eléctrica.

Su instrumentación permitirá estudiar la composición quí-

mica de la superficie de Mercurio, trazar mapas tridimensio-

nales de precisión, estudiar la interacción de su magnetosfe-

ra con el viento solar y los cráteres producidos por impactos

de otros cuerpos. Irá dotado de 16 instrumentos científicos

desarrollados por grupos de investigación de Europa y Japón;

once en el orbitador europeo y seis en el japonés, incluyen-

do cámaras multiespectrales, detectores de plasma, altíme-

tros y espectrógrafos. El Centro de Astrobiología (CSIC-INTA)

lidera la contribución a los instrumentos Mercury Imaging X-ray

Spectrometer y Solar Intensity X-ray Spectrometer. Además, el

IAA participa en la misión con el desarrollo de la unidad de

suministro de potencia del instrumento BELA (Bepi Colombo

Laser Altimeter), que permitirá realizar un cartografiado topo-

gráfico en 3D de la superficie de Mercurio.

La misión tiene el objetivo de llegar hasta Mercurio y realizarun estudio exhaustivo de las características de este planeta.


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Solar Orbiter (SOPHI. Polarimetric andHelioseismic Imager y EPD. EnergeticParticle Detector)

Solar Orbiter es una misión conjunta de la ESA y la NASA que

intentará dar respuesta a la pregunta clave de la heliofísica: de

qué modo crea y controla el Sol la heliosfera. Para ello, la misión

se aproximará al Sol hasta una distancia 0,22 UA, a fin de obser-

var los procesos físicos que ocurren en el Astro Rey y su entor-

no. De este modo, se tendrá una mejor comprensión de los fenó-

menos energéticos de origen magnético y se determinará cómo

se generan, almacenan, expulsan y propagan las distintas espe-

cies de partículas energéticas desde su fuente en la atmósfera

solar o en el medio interplanetario cercano al Sol, hasta todos

los puntos de la heliosfera. El lanzamiento está previsto para

2017-2018 dentro del programa Cosmic Vision de ESA.

La misión cuenta con dos instrumentos con liderazgo espa-

ñol. El Solar Orbiter Polarimetric and Helioseismic Imager (SOPHI),

que estudiará los fenómenos magnéticos del Sol y sus alrede-

dores, utilizando instrumentos de medida de las condiciones

del plasma local y de imagen directa del astro. Y el Energetic

Particle Detector (EPD), que estudiará las partículas energéticas

y estará provisto de cinco instrumentos independientes que,

localizados en diversos puntos de la nave, muestrearán distin-

tos rangos energéticos y las partículas emitidas por las erup-

ciones solares. SOPHI hereda la tecnología desarrollada para el

instrumento Imaging Magneto-graph eXperiment (IMAX) en

Sunrise, lanzada en 2009, y cuyos datos han permitido obte-

ner imágenes del campo magnético solar con un nivel de deta-

lle hasta ahora nunca alcanzado.

SOPHI se realizará por un consorcio co-liderado por Alemania

y España, siendo el IP del MPS y el CoIP del IAC/INTA. Ade-

más, también participa la Universidad de Valencia, la Univer-

sidad de Barcelona y la Universidad Politécnica de Madrid. En

el caso de EPD, España lidera, a través de la Universidad de Alca-

lá de Henares (SRG/UAH), el consorcio internacional que está

formado por diferentes institutos y universidades de EE. UU.

(STEIN, SIS y LET), Corea de Sur (STEIN), Alemania (STEIN,

EPT/HET), Finlandia (LET) y España (CDPU/LVPS). El INTA es res-

ponsable de la integración, calificación y ensayos, y el IDR (UPM)

lo es del control estructural y térmico del instrumento.

Imagen obtenida con el instrumento IMAX.

Atmospheric Space Interaction Monitor(ASIM)

ASIM es una de las tres primeras misiones de la ESA para el

laboratorio europeo Columbus, en la ISS (Estación Espacial Inter-

nacional). El objetivo científico del instrumento es el estudio

de los Terrestrial Gamma ray Flashes (TGF) y su relación con otros

fenómenos atmosféricos como son los rayos, las sprites y los blue

jets. Los TGF fueron descubiertos por Batse en la misión de la

NASA CGRO a mediados de los noventa y son todavía un enig-

ma por resolver. Su espectro va de los pocos keV hasta los 10

MeV. Es, por tanto, un espectro extraordinariamente duro. Su

duración es de tan solo un milisegundo. ASIM intentará locali-

zar con precisión su posición, obtener su espectro y buscar las

correlaciones con otros fenómenos transitorios en la Tierra, como

los rayos, fuentes de electrones que al ser acelerados podrían

explicar el espectro observado.

ASIM tiene dos instrumentos coalineados: MXGS y MMIA. El pri-

mero es un imager dotado de una máscara codificada y 1.000

cm2 de detectores de TeZnCd y BGO en una segunda capa. Se

trata de la misma tecnología que la ya desarrollada en el instru-

mento LEGRI, de la misión española Minisat-01, y del instrumen-

to IBIS, de la misión INTEGRAL. En cuanto a MMIA, se trata de

un conjunto de dos cámaras ópticas de alta velocidad y amplio

campo y dos fotómetros ultravioleta, que tiene como misión

observar los rayos y las sprites. MMIA está siendo desarrollado por

Dinamarca y MXGS, por España y Noruega. También hay apor-

taciones de Italia y Polonia. España participa como CoIP y tiene

la responsabilidad del diseño térmico, mecánico, DPU, software

de vuelo, AIVT y sistemas de imaging del MXGS, lo que represen-

ta un 70% del instrumento y un 35% de la misión. El CoIP proce-

de de la Universidad de Valencia y el consorcio cuenta además

con el INTA, la UPC, la URJC y el IAA.

ASIM es una de las tres primeras misiones de la ESA para ellaboratorio europeo Columbus.


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Mars MetNet Precursor – MEIGA

La misión MetNet Precursor (MMPM) consiste en la puesta sobre

la superficie de Marte de una sonda para la medida in situ

de parámetros meteorológicos y magnéticos. Su lanzamien-

to está previsto para 2011 e irá como carga secundaria en la

Phobos Sample Return. Se trata de una misión trilateral entre

Rusia, Finlandia y España. El proyecto MetNet, del que MMPM

es su demostrador, pretende desplegar un conjunto de esta-

ciones meteorológicas en la superficie de Marte lanzadas con

penetradores, que permitan la observación simultánea en

diferentes puntos de la atmósfera del planeta y que darán

lugar al estudio de patrones de circulación, fenómenos aso-

ciados a la capa límite y los ciclos climatológicos. Por su par-

te, el estudio de las propiedades magnéticas y térmicas del

suelo dará lugar a estudios sobre la estructura y composi-

ción de Marte.

MEIGA agrupa la participación española en MMPM y tiene la

responsabilidad del desarrollo de tres instrumentos de la

misión: un sensor espectral de irradiancia solar, un gradióme-

tro/magnetómetro triaxial y un sensor de polvo. La partici-

pación española está constituida por INTA (como IP), UCM,

UC3M, US (IMSE), UPC e IAA.

MEIGA es la participación española en MMPM y suponeel desarrollo de tres instrumentos, lo que supone el 20%de la carga útil.

Alpha Magnetic Spectrometer (AMS)

El propósito del experimento AMS es instalar un detector

de partículas en la Estación Espacial Internacional (ISS) para

realizar estudios de alta precisión de los rayos cósmicos. Los

objetivos prioritarios de la misión son la búsqueda de anti-

materia y de materia oscura en el espacio y el estudio

exhaustivo de la composición de los rayos cósmicos. El ins-

trumento AMS es una colaboración de 500 científicos y 50

institutos.

El detector está provisto de un imán superconductor, que pro-

porciona un campo magnético de 0,7 tesla, un detector de tra-

zas, un sistema de contadores de tiempo de vuelo y un siste-

ma de contadores de anticoincidencia. Por su parte, un detector

de radiación Cherenkov suministra una medida precisa de la

velocidad de las partículas y su carga, y un detector de radia-

ción de transición discrimina partículas electromagnéticas y

protones. Además, la misión incluye un calorímetro electro-

magnético para determinar la energía de los fotones, de los

electrones y positrones. La aceptancia geométrica del detec-

tor es de 0,45 m2 sr, su peso es de 6,7 Tn y requiere una poten-

cia de 2 kW.

La participación española en el experimento se realiza a tra-

vés de los grupos del Ciemat y el IAC, que son responsables

de la construcción del Detector de Radiación Cherenkov (RICH)

y del Imán Superconductor, así como del software de simu-

lación y reconstrucción del RICH y de diversos paquetes de

análisis de datos. El contratista principal es CRISA. Los equi-

pos están en proceso de entrega a la NASA.

El propósito del experimento AMS es instalar un detector departículas en la ISS para realizar un estudio de los rayoscósmicos. En el recuadro rojo, lugar donde se instalará elinstrumento.


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Extreme Universe Space Observatory onthe Japanese Exposure Module (JEM-EUSO)

La misión JEM-EUSO (JAXA/NASA) será emplazada en el módu-

lo japonés de la ISS y tiene como objetivo proveer a la comu-

nidad científica de un observatorio de radiación cósmica de

las energías más extremas del Universo. El observatorio espa-

cial JEM-EUSO será la primera misión espacial dedicada a la

exploración del Universo a estas energías extremadamente

altas, a partir de la detección de radiación de fluorescencia y

Cherenkov.

El plano focal del telescopio permite observar en tierra un

círculo de 250 km de radio, y monitoriza un volumen atmos-

férico de una tera-tonelada y un volumen de 10 tera-toneladas

para la detección de upwards de neutrinos.

Los grupos españoles de JEM-EUSO están liderados por la Uni-

versidad de Alcalá de Henares contando con la participación

del INTA y el Laboratorio Infrarrojo de la UC3M (Madrid). La

contribución española a JEM-EUSO consiste en el desarrollo de

la cámara infrarroja del sistema de monitorización atmosféri-

co y las 137 unidades de alto voltaje. La participación es tipo

IP y el contratista es SENER.

El observatorio espacial JEM-EUSO será el primero dedicado ala exploración de los confines del Universo a energíasextremadamente altas.

Rover Environmental Monitoring Station(REMS)

El proyecto REMS forma parte de la carga de pago del rover,

denominado Mars Science Laboratory (MSL), que la NASA

enviará a Marte en el año 2011. Está formado por un con-

junto de sensores que medirán las condiciones medioam-

bientales del planeta. El instrumento estudiará el ciclo del

agua y la capa límite de su atmósfera, así como la identifi-

cación de los procesos propios de la dinámica de la atmós-

fera marciana. El conjunto de sensores que medirán presión,

temperatura (suelo y aire), humedad relativa, velocidad, direc-

ción del viento y radiación ultravioleta se han agrupado en

dos pequeños booms situados en el mástil desplegable del

rover con los sensores de radiación ultravioleta y de presión

situados en el propio rover. Es subrayable el gran esfuerzo

tecnológico que supone el proyecto REMS, debido a las con-

diciones extremas de operación en Marte.

REMS está liderado por el Centro de Astrobiología

(CSIC/INTA). En el equipo científico español participan ade-

más, la Universidad de Alcalá de Henares, la Universidad Poli-

técnica de Cataluña y el INM (Sevilla). El contratista princi-

pal es CRISA.

REMS está liderado por el Centro de Astrobiología (CSIC-INTA).


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World Space Observatory – UltraViolet(WSO-UV)

La misión WSO-UV es un proyecto internacional liderado por

la agencia espacial rusa Rokosmos, con participación de Espa-

ña, Alemania, Ucrania y China. Tiene como objetivo central

proveer a la comunidad científica de un observatorio multiu-

so en el dominio UV, con una extensión hacia el óptico en modo

imagen. El proyecto cubrirá el espacio dejado por el Hubble

Space Telescope al final de su misión, convirtiéndose en el úni-

co observatorio astronómico para imagen y espectroscopia

UV en el periodo 2013-2023. El WSO-UV tendrá una vida nomi-

nal de cinco años, con una posible extensión a 10 y su fecha

de lanzamiento está prevista para 2013.

Sus objetivos científicos prioritarios son:

· El estudio de la evolución química del medio intergaláctico

y de los halos galácticos.

· El análisis de la evolución de la tasa de formación estelar.

· El estudio de los motores gravitacionales en astrofísica.

· La investigación de la evolución de los discos planetarios jóve-

nes y del impacto en la misma de la radiación ultravioleta, así

como en la de planetas gigantes en órbitas cercanas a su estre-

lla. El WSO-UV está equipado con tres instrumentos: HIR-

DES (High Resolution Double Echelle Spectrograph) con una

resolución 55,000, 1.150-3.150 A. LSS (Long Slit Spectrograph),

con una resolución 1.500 en el rango de 1.150 a 3.150 A.

Y por último ISSIS (Imaging and Slitless Spectroscopy Instrument

for Sur-veys) para realizar imagen con una resolución de 0,1

en el rango 1.150-7.500 A y espectroscopia sin rendija en el mis-

mo rango.

El WSO-UV representa la mayor cooperación española con Rusia

hasta el día de hoy, donde España contribuirá con el instrumen-

to ISSIS y el software de operaciones científicas y de misión. Las

operaciones del WSO-UV han sido diseñadas para ser comparti-

das al 50% entre España y Rusia. La responsabilidad científica del

proyecto recae en la Universidad Complutense de Madrid (UCM).

El proyecto tiene como objetivo central proveer a la comunidadcientífica de un observatorio multiuso en el dominio ultravioleta.

Cargas útiles complementarias en lamisión SEOSAT/INGENIO

Dentro del programa del satélite de observación de la Tierra

SEOSAT/INGENIO, se ha desarrollado un subprograma en coo-

peración entre el CDTI y la DGCIRI del MICINN, dirigido a la

implementación de Cargas Útiles Científicas Complementa-

rias (CSP). Estas CSP completan la instrumentación principal

de SEOSAT, compuesta por una cámara óptica de alta resolu-

ción y otra cámara de IR de resolución intermedia.

El programa de las CSP tiene un doble objetivo: potenciar el

desarrollo de sistemas completos de vuelo y proporcionar datos

de observación de la Tierra a la comunidad científica españo-

la. Las tres CSP son: The Two Towers (TTT), SENSOSOL y Ultra-

violet Visible and near-infrared Atmospheric Sounder (UVAS).

TTT tiene como objetivo estudiar el entorno de radiación de

SEOSAT, aportando datos que permitirán mejorar nuestro

conocimiento de la meteorología espacial. SENSOSOL es un

sensor solar de estado sólido de altas prestaciones y bajo peso

(250 g), desarrollado a partir de sistemas implementados en

plataformas solares en tierra. Por último, el objetivo científi-

co de UVAS es medir la composición atmosférica para estudiar

la relación que existe entre los principales gases antropogé-

nicos, sus fuentes, su formación, los mecanismos de elimina-

ción, y los procesos climáticos. Se trata de un instrumento com-

plejo de altas prestaciones con tres espectrómetros para la

identificación y medida de líneas de tres gases fundamenta-

les: O3, CO2 y CH4.

TTT es un instrumento liderado por el INTA. SENSOSOL está

siendo desarrollado por la Universidad de Sevilla con la cola-

boración de la Universidad Politécnica de Cataluña y del INTA,

con tecnologías totalmente españolas. UVAS es la primera

misión climática española liderada por el CSIC, en la que par-

ticipan el INTA y la Universidad de Valencia, siendo el contra-

tista principal SENER.

Ciencia a bordo de SEOSAT/INGENIO.


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MELiSSA (Micro-Ecological Life SupportSystem Alternative)

MELiSSA (Sistema Alternativo de Soporte Micro-Ecológico para

la Vida) es un proyecto de la ESA que se inició como parte de

un programa de investigación de tecnologías de soporte a la

vida para una misión espacial tripulada de larga duración. En

este tipo de misiones no será posible incluir en la carga de

lanzamiento todos los alimentos y el oxígeno necesarios para

la supervivencia de la tripulación durante años. Una misión a

Marte de 1.000 días sólo es realizable si se dispone de un sis-

tema de vida que sea autosuficiente.

El sistema de soporte de vida debe ser capaz de suministrar

los elementos básicos de un ciclo ecológico: alimento, revita-

lización de la atmósfera, recuperación del agua y la eliminación

de los residuos. MELiSSA combina todos estos elementos en un

bucle de biorreactores y módulos de cultivo de plantas supe-

riores. El objetivo del proyecto es conseguir el reciclado com-

pleto de todos los compuestos químicos de manera autososte-

nible y sin ningún tipo de suministro exterior. Se trata de un

desafío de alto nivel en términos de procesos, control, estabi-

lidad, seguridad y robustez.

Uno de los aspectos más importantes del proyecto es la cons-

trucción de una planta piloto capaz de simular este entorno a

una escala representativa, que demuestre la viabilidad del con-

cepto. En la planta, se simula la tripulación mediante un con-

junto de ratas de laboratorio (desde el punto de vista de la

respiración, 40 ratas equivalen a una persona).

El proyecto MELISSA lo coordina la ESA con la participación de:

SCK/CEM, VITO y la Universidad de Ghent (Bélgica), la Uni-

versidad Autónoma de Barcelona (UAB), la Universidad de

Guelph (Canadá), la Universidad Blaise Pascal y SHERPA Engine-

ering (Francia). El diseño de la planta se inició en 1995 en la

UAB y se inauguró el 4 de junio de 2009, encontrándose ope-

rativa en la actualidad.

Tecnologías para el soporte de la vida en misiones tripuladasde larga duración.

Radio Ocultaciones y FuertesPrecipitaciones con PAZ (ROHPP)

El instrumento propuesto para el experimento ROHPP, es una

carga secundaria del satélite gubernamental español PAZ. Sus

objetivos básicos son proporcionar a la comunidad científica

datos operacionales de perfiles de refractividad atmosférica

obtenidos con Radio Ocultaciones (RO) y demostrar un nuevo

sistema de medida de precipitación abundante, utilizando

las señales de oportunidad transmitidas por los sistemas de

navegación global por satélite.

ROHPP será el primer experimento que intente detectar llu-

via con RO GPS mediante medidas polarimétricas, y consti-

tuirá la primera misión provista con recepción polarimétrica

de GPS. Este concepto, nacido en España, se pretende vali-

dar con el experimento ROHPP para poder así sentar las bases

para futuras misiones RO-polarimétricas.

ROHPP es una misión de oportunidad, cuya instrumentación

básica es parte de la misión PAZ (SAR de 1 m de resolución).

El receptor GPS está preparado para observar RO, siendo tan

solo necesarias pequeñas modificaciones. Los únicos elemen-

tos instrumentales adicionales que ROHPP requiere son las

antenas GPS apuntando al limbo, necesarias para la recepción

de las señales en geometría de ocultación, así como sus pre-

amplificadores y cableado.

El Instituto de Ciencias del Espacio del CSIC lidera el experi-

mento.

Aplicación GPS para el estudio de la atmósfera.


08_Ciencias_sociales_ESFRI.qxd 9/3/10 11:27 Página 118

Priorización españolade los proyectos ESFRI

3


Tras su actualización en 2008, la Hoja de Ruta de ESFRI incluye un total de 44 proyectos de infraes-

tructuras de investigación que han sido considerados prioritarios para la comunidad científica

de la UE y que están relacionados con siete temáticas diferentes: (1) ciencias medioambienta-

les, (2) energía, (3) ciencia de materiales, (4) astrofísica, astronomía, física nuclear y de partícu-

las, (5) ciencias de la vida y biomédicas, (6) ciencias sociales y humanidades, y (7) tratamiento

de datos y computación. Además de su diversa temática, su naturaleza es muy heterogénea, ya

que incluyen instalaciones centralizadas, distribuidas y virtuales. Por otro lado, algunas de ellas

se encuentran en su fase de construcción, mientras que la mayoría se encuentra en la fase pre-

paratoria, concepción y viabilidad.

El presupuesto global de construcción de estas instalaciones es de 20.000 millones de euros y, en

el caso de que todas las instalaciones fueran construidas, sus costes de operación supondrían

alrededor de 2.000 millones de euros anuales. Los gastos de construcción y operación de estas

instalaciones correrán a cargo de los Estados miembros y asociados de la UE que participen en ellas;

en algunos casos están abiertas a la participación de terceros países.

Aunque el interés científico-tecnológico de estas infraestructuras está fuera de toda duda, su cos-

te económico es tan elevado que es imposible que todos los países participen en la construc-

ción y operación de cada una de ellas. Por tanto, cada país debe establecer su estrategia y prio-

rizar su participación.

El contenido de la Hoja de Ruta ESFRI sufrirá variaciones con el tiempo, ya que algunos proyectos

saldrán fuera de la lista una vez que sean construidos o bien porque no haya suficiente interés

para llevar a cabo su construcción. Por otro lado, las estrategias de los sistemas científico-tecno-

lógicos de los distintos países pueden cambiar igualmente. Por ello, la priorización nacional de

los proyectos ESFRI debe ser revisada cada dos o tres años.

En este contexto debe encuadrarse el ejercicio de priorización que ha realizado el MICINN en 2009.

En este apartado se enumeran los objetivos, el procedimiento y los criterios utilizados durante

el proceso. Finalmente, se presenta la priorización resultante de este ejercicio con el ánimo de

garantizar la transparencia del proceso.

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Presentación de la priorización de los proyectos ESFRI por partede la presidencia del Comité de Evaluación Técnica

España está comprometida, como parte integrante de la Unión Europea, en la construcción de una

economía basada en la generación y aplicación de nuevos conocimientos. Estos conocimientos debe-

rán proporcionar no sólo una economía competitiva, sino también una respuesta a las demandas

de la sociedad de una mayor calidad de vida o de preservar el medio ambiente. Es decir, deben con-

tribuir a la cimentación, a su vez, de una economía sostenible.

Llevar a cabo ese compromiso, el de situarse a la vanguardia de la investigación, supone por un

lado, un gran esfuerzo en la formación de científicos y tecnólogos y, por otro, la construcción de

infraestructuras cada vez más ambiciosas. Estas infraestructuras, por su envergadura, complejidad

y coste trascienden a las capacidades de los tradicionales grupos de investigación y requieren para

su construcción y explotación el esfuerzo conjunto de toda una comunidad científica a nivel nacio-

nal, europeo o incluso mundial. El gran experimento LHC del CERN o el proyecto de energía de

fusión ITER serían dos ejemplos paradigmáticos.

Las grandes infraestructuras científicas son herramientas básicas para romper las fronteras del

conocimiento pero además son grandes movilizadores tecnológicos e industriales. Muchos avances

científicos han sido posibles gracias al desarrollo de nuevas técnicas experimentales y muchas de ellas

han sido desarrolladas en grandes infraestructuras científicas. A diferencia de las pequeñas instalacio-

nes de laboratorio, las grandes infraestructuras requieren el concurso de la industria en todas sus

fases. La ingeniería en todas sus facetas, las construcciones mecánicas, los desarrollos en electrotec-

nia, electrónica, criogenia, sistemas de control in situ o a distancia, transmisión y almacenamiento de

datos o robótica son disciplinas que, en muchas ocasiones llevadas el límite de la tecnología existen-

te, juegan un importante papel en la construcción de estas infraestructuras.

Conscientes de la necesidad de una coordinación transnacional para el desarrollo conjunto de

estas infraestructuras, un conjunto de representantes gubernamentales y científicos, coordinados

por la Comisión Europea constituyó el foro ESFRI en 2002.

Entre otras tareas, ESFRI se marcó la de preparar una hoja de ruta con un catálogo de proyectos que

constituirían las herramientas básicas para situar a Europa como líder mundial en la generación de

conocimiento durante la primera mitad del presente siglo. Estas infraestructuras recibirían financia-

ción por parte de la Unión Europea para una fase preparatoria, cuyo objetivo sería avanzar en el

diseño y establecer las bases organizativas para, en una segunda fase, iniciar la construcción. En

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PRESIDENTEDr. José Luis Martínez Peña

VICEPRESIDENTEDr. Joaquín Sánchez Sanz


esta segunda fase la financiación debería proceder de aquellos países que, libremente, acordaran par-

ticipar en la construcción y explotación de la infraestructura. Es decir, cada infraestructura deberá

generar un grupo de países interesados, que la van a construir y hacer funcionar según un esquema

de geometría variable, tanto para la fase de construcción como la de funcionamiento. Por tanto, el

proceso de acuerdo para cada una de las 44 infraestructuras ESFRI se antoja complejo y se basa en

la bilateralidad/multilateralidad de los procesos negociadores.

Esta Hoja de Ruta fue completada y presentada en octubre de 2006. Posteriormente, en julio de 2009

se ha realizado una actualización, en la cual se han anulado algunos proyectos iniciales y se han aña-

dido algunos otros. En enero de 2010 eran 44 el número de infraestructuras incluidas en la lista. El

documento incluye no solo instalaciones centralizadas (como el gran telescopio E-ELT o la instala-

ción de física nuclear FAIR), sino también infraestructuras en red, algunos de cuyos ejemplos son el

catálogo digital de biodiversidad Lifewatch, la red ICOS (dedicada al análisis de fuentes y sumideros

de CO2), el estudio paneuropeo sobre envejecimiento de la población SHARE o la red de bases de

datos del genoma ELIXIR.

Para muchas de estas infraestructuras, el marco de la colaboración europea supone el único cami-

no para llevar a cabo su construcción. Sin embargo, hay un valor añadido aún mayor en esta cola-

boración; el establecimiento de un nivel común de calidad y excelencia en su diseño, construcción

y explotación.

La Hoja de Ruta de ESFRI es un catálogo de excelentes propuestas, en el que es difícil encontrar

alguna que no convenza al lector de que su construcción es una urgente necesidad. Sin embargo,

en un mundo de recursos limitados es inevitable establecer prioridades y este es el cometido del

presente documento.

La propuesta de prioridades para la participación española en las infraestructuras del catálogo ESFRI

ha sido llevada a cabo por un grupo de, aproximadamente, treinta expertos, divididos en cuatro pane-

les asociados a las áreas de ciencias ambientales, ciencias sociales y humanidades, ciencias biomé-

dicas y a un cuarto panel del área que agrupa a las ciencias de los materiales, del espacio y energía.

El proceso de evaluación ha tenido en cuenta el interés científico y social de las propuestas de

manera genérica pero, sobre todo, ha valorado la situación de la comunidad científica española en

el campo de referencia, el impacto socioeconómico para nuestro país y las posibilidades de obtener

beneficios tecnológicos o industriales proporcionados a la inversión involucrada, así como la apues-

ta estratégica de que España esté presente y participe en un tipo de ciencia o tecnología de gran

proyección de futuro. También ha sido necesario acomodar la evaluación al diferente grado de madu-

rez de las propuestas, su carácter de instalaciones centralizadas o distribuidas y se ha tenido en

cuenta, como factor particularmente relevante, las posibilidades de radicar en nuestro país la totali-

dad o parte de la infraestructura central de cada proyecto. En ningún momento se ha pretendido

hacer una evaluación de la calidad científica de cada propuesta, ya que ese parámetro ha sido teni-

do en cuenta por parte del panel ESFRI y todas las infraestructuras que están incluidas en la Hoja de

Ruta, lo han sido tras un riguroso proceso de selección y evaluación científico-técnica.

Las propuestas de los diferentes paneles se han discutido, finalmente, de forma conjunta, para con-

cluir en un consenso en forma de una lista de prioridades, basada en cuatro grandes grupos. En un

primer grupo están las infraestructuras que se consideran de muy alta prioridad para que España

participe en ellas o continúe su colaboración en las futuras fases de mejora. En este grupo se consi-

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dera que se dan las mejores condiciones de rentabilidad y participación en los parámetros expues-

tos anteriormente. En otro grupo se incluyen las propuestas que se consideran de alta prioridad,

donde será importante que España participe, ya que ofrecen el acceso a unas grandes áreas de

conocimiento o tecnología de las que sin duda la comunidad científica, tecnológica e industrial se

podrá beneficiar y mejorar su posición relativa dentro del contexto mundial de sus especialidades.

En otro conjunto de prioridad media se han agrupado las iniciativas que actualmente conllevan un

grado menor de definición o de participación de la comunidad científica y tecnológica española. Sin

ninguna duda, algunas de las propuestas incluidas en este tercer grupo son de fuerte carácter sec-

torial y puede haber distintas instituciones españolas muy interesadas en su realización. En este

sentido, sería muy adecuado que la participación española en algunas propuestas ESFRI pudiese ser

llevada a cabo por diferentes instituciones de la Administración General del Estado. Finalmente, se

incluye un grupo de baja prioridad donde se considera que, a pesar de la calidad científico técnica

de las propuestas, el grado de madurez de las mismas o de participación de la comunidad científico

y técnica española es escasa y, por tanto, la rentabilidad se estima que será baja.

En conclusión, los procesos de priorización por expertos indican el grado de madurez y estabilidad de

nuestro sistema de ciencia, tecnología e innovación y son la base necesaria para la toma de decisio-

nes de los responsables ministeriales, que son quienes fijan, a través de sus decisiones, la estrategia

global de ciencia e innovación a nivel tanto nacional como europeo.

José Luis Martínez Joaquín Sánchez

Presidente Vicepresidente

1. Objetivo

El objetivo final de la priorización del MICINN en los proyectos ESFRI, es la valoración del interés

de la participación española en dichos proyectos, atendiendo a criterios de oportunidad y estra-

tegia para la ciencia española, del impacto tecnológico-social y de la adecuación de la inversión

económica a realizar con los beneficios esperados. En ningún caso se realiza una evaluación

científica de los proyectos, ya que éstos han sido previamente evaluados de manera positiva en

el marco de ESFRI.

2. Procedimiento

Para establecer la priorización de los proyectos ESFRI se estableció un Comité de Evaluación

Técnica, que tras la evaluación de los proyectos elevó una propuesta de priorización al Comité

de Priorización. Este Comité, compuesto por altos responsables de la política científico-tecnoló-

gica del MICINN, estudió dicha propuesta y realizó una priorización final.

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En la figura 1 se presenta el esquema del proceso establecido por el MICINN para priorizar los

proyectos ESFRI.

Figura 1. Proceso de priorización española de proyectos ESFRI

El Comité de Evaluación Técnica contó con una Presidencia (presidente y vicepresidente) y un

cuerpo de evaluadores organizados en paneles temáticos, de acuerdo con las distintas áreas cien-

tíficas ESFRI. La distribución de los diferentes proyectos en las áreas temáticas fue idéntica a la

establecida en la Hoja de Ruta ESFRI:

· Ciencias sociales y humanidades (cinco proyectos)

· Materiales, energía, ciencias físicas e ingeniería (18 proyectos)

· Ciencias ambientales (10 proyectos)

· Ciencias biológicas y médicas (10 proyectos)

Cabe destacar que el proyecto Eurofel no fue incluido en este proceso de priorización. Si bien dicho

proyecto estaba identificado en la Hoja de Ruta de ESFRI de 2008, su actividad finalizó en el año 2009.

La selección de los miembros de los paneles se realizó atendiendo a criterios de experiencia

científica, participación previa en la definición de los programas nacionales e internacionales de

investigación, o por su experiencia en la evaluación, la gestión o la utilización de grandes infraes-

tructuras. Además, en aquellos paneles en los que existía una mayor posibilidad de participa-

ción de la industria española se contó con la colaboración de expertos conocedores del sistema

de transferencia científico-tecnológica español del CDTI. Los miembros del Comité de Evalua-

ción Técnica se presentan en la página 301.

Para cada proyecto se realizó un informe consensuado, clasificándolo según grupos de priori-

dad. Para la elaboración del informe los expertos contaron, entre otra documentación, con una

memoria de cada proyecto preparada por las comunidades científicas interesadas, o por los res-

ponsables españoles del proyecto. Pudieron hacer todo tipo de precisiones y solicitar las aclara-

ciones pertinentes en una presentación oral que para cada proyecto se realizó a los miembros

del Comité Evaluador. En los contados casos en los que no existía participación española, se invi-

tó al coordinador científico europeo a presentar el proyecto y únicamente en aquellos en los

PropuestapriorizaciónComité Evaluación

técnica proyectos ESPRIPaneles

Comité de PriorizaciónMICINN

Clasificaciónproyectos

Estrategias Futuras de Financiación

CC. Socialesy

Humanidades

Materiales,Energía,CC. Fcas,

Ingeniería

Estrade

riales,rgía,Fcas,niería

CC.Biológicasy Médicas

ocialesynidades

MateEneCC.

Inge

erer. Fen

CC.Ambientales

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que fue imposible su presencia, se realizó la evaluación del proyecto únicamente a partir de la

documentación disponible del mismo.

El contenido, tanto de la memoria, como de la presentación oral de los proyectos fue acordado

a priori para cubrir los siguientes apartados:

· Estado del arte en el área.

· Descripción general del proyecto y antecedentes del mismo.

· Coordinación y participación internacional.

· Situación actual de la fase preparatoria del proyecto.

· Participación española, papel de la misma y grado de liderazgo.

· Interés del proyecto para España.

· Comunidad científica en el área, y comunidad científica interesada en el proyecto.

· Capacidad de formación de científicos y tecnólogos de la instalación.

· Posible participación tecnológica e industrial.

· Posibles usuarios del proyecto.

· Vinculación de la infraestructura del proyecto ESFRI con las instalaciones existentes en España.

· Apoyo institucional y de grupos de investigación españoles que se podría obtener para la par-

ticipación en el proyecto ESFRI.

· Caso de que se propusiese la ubicación en España, cuáles serían los grupos interesados en

liderar su construcción y albergar esas infraestructuras.

· Apoyo solicitado.

· Financiación española estimada y fuentes de financiación previstas.

Dada la heterogeneidad de las propuestas y con el fin de garantizar la homogeneidad de los crite-

rios utilizados en los distintos paneles, el presidente y/o el vicepresidente del Comité de Evaluación

Técnica estuvieron presentes en todas las sesiones de trabajo de los diferentes paneles. Además,

tuvo lugar una reunión conjunta de los portavoces de los distintos paneles con la Presidencia del

Comité para unificar los criterios de clasificación final de los proyectos por disciplinas.

La clasificación final de los proyectos realizada por cada panel de expertos se transmitió al Comi-

té de Priorización ESFRI del MICINN. Este comité realizó la priorización final de los proyectos,

considerando las valoraciones realizadas por los diferentes paneles y atendiendo a criterios de

política científica.

3. Criterios de valoración

A continuación se enumeran los criterios de valoración utilizados para evaluar los proyectos:

· Criterios de oportunidad para la comunidad científica española

· Criterios relacionados con el impacto tecnológico-social.

· Adecuación de la inversión-económica a los beneficios científico-técnicos esperados.

· Otros factores no contemplados en los criterios anteriores.

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4. Priorización de los proyectos ESFRI

Para clarificar la decisión final, los proyectos de las distintas temáticas fueron clasificados en

cuatro categorías, atendiendo al grado de interés que pueda tener España en su participación:

· Muy alto: se trata de infraestructuras estratégicas para la comunidad científico-tecnológica

nacional y sobre los cuales el MICINN debería realizar un apoyo directo.

· Alto: son proyectos de elevado interés para la comunidad científico-tecnológica, que tienen

un potencial alto para la internacionalización de infraestructuras, laboratorios y/o servicios nacio-

nales, o con gran relevancia de las instituciones y/o empresas que han mostrado su apoyo.

· Medio: son infraestructuras en las que han mostrado su interés grupos españoles de investiga-

ción, que tienen interés para la comunidad científica pero que se encuentran en un estado

preliminar de definición.

· Bajo: es el caso de aquellas grandes infraestructuras en las que la comunidad científica nacio-

nal ha mostrado un interés limitado, o bien aquellas en las que dada la fase en que se encuen-

tran, no están suficientemente maduras para ser priorizadas en uno de los otros grupos.

En la siguiente tabla se presenta la priorización de los proyectos ESFRI.

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Infraestructura Categorías

Ciencias Socialesy HumanidadesSHARE Muy Alto

ESS Alto

CLARIN Medio

CESSDA Medio

DARIAH Bajo

Ciencias AmbientalesEuro-Argo Muy Alto

COPAL Muy Alto

ICOS Alto

Lifewatch Alto

EPOS Alto

SIOS Alto

Aurora Borealis Medio

EMSO Medio

EISCAT-3D Medio

IAGOS Bajo


Ciencias Biológicas y MédicasELIXIR Muy Alto

Infrafrontier(PhenomeFRONTIER) Muy Alto

Instruct Muy Alto

ECRIN Alto

EATRIS Alto

EuroBioImaging Alto

BBMRI Alto

EU-Openscreen Medio

Infrafrontier(ArchiveFRONTIER) Medio

EMBRC Bajo

High Security BLS4 Labs Bajo


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ESFR

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EnergíaIFMIF Muy Alto

JHR Medio

ECCSEL Medio

HIPER Medio

MaterialesILL 20/20 Proyecto de Actualización Muy Alto

ESRF Programa de Actualización Muy Alto

ESS Alto

XFEL Europeo Alto

EMFL Bajo


Ciencias Físicas e IngenieríaE-ELT Muy Alto

FAIR Muy Alto

SKA Alto

CTA Alto

SPIRAL2 Medio

KM3NeT Bajo

ELI Bajo

PRINS Bajo

e-InfraestructurasPRACE Muy Alto

5. Descripción de los proyectos ESFRI

Ciencias Sociales y Humanidades SHARE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 CESSDA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142ESS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 DARIAH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146CLARIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138

Ciencias Ambientales Euro-Argo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 SIOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172COPAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 Aurora Borealis . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174ICOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 EMSO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178Lifewatch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 EISCAT-3D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182EPOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 IAGOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184

Ciencias Biológicas y Médicas ELIXIR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 EuroBioImaging, . . . . . . . . . . . . . . . . 208Infrafrontier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 BBMRI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212Instruct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 EU-Openscreen . . . . . . . . . . . . . . . . . 216ECRIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 EMBRC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220EATRIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 BLS4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222

Energía IFMIF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 ECCSEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234JHR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 HiPER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238

Materiales ILL 20/20 Proyecto de Actualización 242 XFEL Europeo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250ESRF Programa de Actualización . . . . . 244 EMFL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254ESS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246

Ciencias Físicas e Ingeniería E-ELT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256 SPIRAL2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272FAIR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 KM3NeT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274SKA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264 ELI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278CTA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 PRINS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282

e-Infraestructuras PRACE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286


Los proyectos presentados en ciencias sociales y humanidades en ESFRI

son cinco: CESSDA, CLARIN, DARIAH, ESS y SHARE. De ellos, tres (CESS-

DA, ESS y SHARE) pertenecen al ámbito de las ciencias sociales y otros

dos (CLARIN y DARIAH), a humanidades.

De una manera general, los proyectos de ciencias sociales son encues-

tas de diferente tipo y los de humanidades están relacionados con la digi-

talización (si bien, con CLARIN esto ocurre solo de manera parcial).

CESSDA (Council of European Social Science Data Archives) es una heterogénea red formada hace

treinta años por varios países europeos, en la que algunos de los archivos de los miembros tie-

nen financiación pública y otros privada, unos dependen de universidades, y otros, de la Admi-

nistración. También hay registros de pago y gratuitos. Tienen en común que disponen de fiche-

ros de microdatos de encuestas que tienen que ver con temas sociales en el ámbito del propio

país. Estos datos se difunden a los investigadores, proporcionando acceso a importante infor-

mación sobre temas sociales, con colecciones generadas a través de secciones del Gobierno,

académicas y comerciales, incluyendo censos, encuestas electorales, de opiniones y actitudes,

de hogares, salud, mercado de trabajo, etc.

CLARIN (Common Language Resources and Technology Infrastructure) quiere aportar a los recur-

sos digitalizados disponibles el uso de instrumentos específicos de búsqueda, análisis y explota-

ción de datos textuales, así como de la supercomputación. El objetivo es apoyar las investigacio-

nes que quieren aumentar la magnitud de los datos estudiados o asegurar que son exhaustivos,

mediante la reducción significativa del tiempo invertido, tanto en la búsqueda y gestión de los

datos como en su análisis y explotación.

CLARIN facilitaría la búsqueda y el acceso a bancos de datos (bases de datos de textos digita-

lizados de bibliotecas, hemerotecas, archivos, recopilaciones, vídeos y grabaciones multime-

dia, diccionarios...). Además, propone el uso de instrumentos de análisis y explotación de estos

datos basados en la utilización de tecnologías lingüísticas (herramientas estadísticas, seg-

mentadores, lematizadores, analizadores, traductores...). Quiere ser una única interfaz de acce-

so a datos, supercomputadores y otros servicios necesarios.

DARIAH (Digital Research Infrastructure for the Arts and Humanities) apoyará las herramientas y

el intercambio digital del patrimonio, así como los recursos de investigación sobre este patrimo-

nio cultural, especialmente en los campos de la arqueología y los manuscritos. Alojará archivos

y repositorios en formatos estandarizados a los que los investigadores se podrán conectar.

ESS (European Social Survey), iniciada por la European Science Foundation (ESF), es una encues-

ta con tres objetivos: producir una rigurosa base de datos longitudinales a nivel nacional y euro-

peo sobre los valores y actitudes de los ciudadanos, corregir deficiencias en los métodos de

128

Los proyectos ESFRI de cienciassociales y humanidades


medición social comparados y utilizar los indicadores sociales obtenidos como herramienta

de evaluación de la calidad de vida de los países europeos.

Finalmente, SHARE (Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe) es una encuesta longitu-

dinal europea e internacional para investigar el proceso de envejecimiento. Su objetivo es cons-

truir una base de datos individual sobre la salud, el estatus socioeconómico y las redes sociales

y familiares de los individuos de más de 50 años en Europa. El conocimiento exhaustivo y preci-

so de las interacciones existentes entre dichas variables es importante para desarrollar políticas

públicas efectivas, dirigidas a afrontar los problemas derivados del envejecimiento en los países

europeos y promover una senectud saludable.

Aníbal González Pérez

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Descripción

SHARE (Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe) es un proyecto internacional e interdisciplinar promovi-

do por un consorcio de científicos de la Unión Europea y EE. UU. Su objetivo principal es construir la infraestructu-

ra de datos micro necesaria para promover la investigación sobre el envejecimiento de la población y sobre cómo

este fenómeno afecta a los individuos en los diversos contextos sociales, institucionales y culturales existentes en

Europa. La encuesta está diseñada por investigadores para científicos en las diversas disciplinas que estudian este

fenómeno: economía, demografía, epidemiología, psicología, gerontología, medicina, salud pública y sociología.

Hasta ahora, SHARE ha desarrollado un exitoso prototipo de encuesta multidisciplinar, internacional y longitudinal

de personas de 50 y más años, que recoge datos a nivel micro sobre su salud, estatus socioeconómico y redes

familiares y sociales en varios países europeos.

Se trata de uno de los proyectos de investigación en economía y ciencias sociales más ambiciosos que ha sido

financiado mayoritariamente por la Comisión Europea, así como por el Instituto de Envejecimiento de los EE. UU.

(NIA, por sus siglas en inglés) y otras instituciones nacionales desde 2001. Los principales hitos del proyecto

SHARE han sido: el diseño de tres cuestionarios comunes (básico, longitudinal y de historiales de vida) en inglés,

su traducción a los idiomas de los países socios, la realización de tres olas de entrevistas, y la creación y manteni-

miento de la base de datos, cuyo uso es gratuito para la comunidad científica. Actualmente, existen dos olas de

datos, disponibles (2004 y 2006-2007) de forma gratuita para toda la comunidad científica y se espera disponer

de nuevas cada dos años.

En su primera ola de entrevistas en 2004, alrededor de 30.000 personas fueron interrogadas en 11 países europeos,

desde Escandinavia hasta el Mediterráneo (Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Francia, Grecia, Holanda,

Italia, Suecia y Suiza). En el periodo 2006-2007 se realizó la segunda tanda de entrevistas a los mismos individuos

que en 2004, más una muestra de refresco. En la actualidad, se acaba de finalizar el trabajo de campo de la tercera

ola, que se inició en octubre de 2008 y que se ha basado en un nuevo cuestionario SHARE-Life, diseñado para reco-

ger historiales de empleo, familia y salud de los individuos de la muestra longitudinal. En total, 43.000 personas en

14 países han sido entrevistadas por lo menos una vez.

Encuesta sobre Salud, Envejecimientoy Jubilación en Europa

SHARE


Una radiografíade la tercera edad

Una radiografíade la tercera edad


Relevancia

SHARE se ha convertido en un modelo de encuesta

internacional armonizada. Inspirada en parte en el

modelo de sus dos encuestas “hermanas”: el Health

and Retirement Study (HRS) -iniciado en Estados Uni-

dos en 1990- y el English Longitudinal Study of Ageing

(ELSA), que echó a andar en el Reino Unido en 2002,

SHARE se encuentra hoy en el centro de una red de

encuestas longitudinales sobre el envejecimiento,

ya que recientemente se han iniciado nuevos estudios

en Japón, Corea, China e India que siguen su mode-

lo. Esta red pondrá a disposición de la comunidad cien-

tífica datos comparables de individuos que se desen-

vuelven en entornos institucionales y culturales muy

diferentes. Esta variabilidad permitirá avanzar en la

comprensión de los determinantes de la salud y la

situación económica, psicológica y social de las per-

sonas mayores.

Los datos de las sucesivas oleadas del HRS y ELSA ya han

contribuido a numerosas publicaciones científicas en

revistas de primer nivel. Desde que se hicieron públicos

los datos de la primera ola de SHARE en abril de 2005,

el número de usuarios registrados ha crecido rápida-

mente, alcanzándose los 1.000 usuarios en otoño de

2008 y superando los 1.400 en 2009. Muchos de estos

registros corresponden a instituciones, por lo que el

número de usuarios podría exceder los 2.000 investiga-

dores. Hay que destacar que el ritmo de nuevos regis-

tros no se ha ralentizado sino que se ha incrementado

a lo largo de los años.

Cabe señalar que, además de dos libros en los que se

recogen los primeros resultados de las dos primeras olas

de datos, se han publicado más de 290 artículos en revis-

tas científicas basados en los datos de SHARE, incluyen-

do 82 en revistas incorporadas al Social Sciences Citation

Index, tales como Economic Journal, European Journal

of Public Health, European Sociological Review, Geronto-

logist, Journal of Health Economics, entre otras.

SHARE tiene el gran potencial de informar las políticas

públicas en la UE. Tal y como se ha indicado anterior-

mente, el estudio se inició en parte como respuesta a

una llamada de la Comisión Europea, pidiendo la crea-

ción de una encuesta que promoviera la investigación

sobre las diferentes dimensiones del fenómeno del enve-

jecimiento. Uno de los desafíos a los que hace frente

la UE actualmente es la necesidad de reformar los sis-

temas de bienestar en el contexto de la globalización

y el envejecimiento de la población. Por ejemplo, de

cara a cumplir los objetivos de empleo fijados en Lisboa

y Estocolmo, es de sumo interés comprender los deter-

minantes de la gran variabilidad en las tasas de empleo

de los individuos de entre los 50 y 65 años. Los datos

de SHARE constituyen una herramienta clave para ello.

Objetivos

Este proyecto afronta el reto de garantizar la conti-

nuidad de la encuesta en la década 2010-2020 a través

de la constitución de un consorcio europeo denomina-

do SHARE-ERIC (European Research Infrastructure Con-

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SHARE es uno de los proyectos de investigación en economía yciencias sociales más ambiciosos que ha sido financiado porla Comisión Europea.


sortium) que cree la estructura técnica, logística y

financiera necesaria para ello. Dicho consorcio esta-

ría formado por instituciones nacionales de cada país

participante; universidades, centros de investigación,

administraciones públicas y fundaciones. El resulta-

do debe ser una infraestructura de datos micro de hoga-

res e individuos necesarios para entender el enveje-

cimiento de la población. A través de este consorcio,

el actual prototipo de la encuesta será mejorado en

tres aspectos concretos:

· Garantizar su continuidad en el tiempo, con el obje-

tivo de generar un panel genuino que siga a los indi-

viduos a medida que envejecen y reaccionan a los cam-

bios en su entorno social y económico. En concreto,

los estatutos del SHARE-ERIC prevén la realización

de siete olas bianuales entre 2010 y 2023.

· Incrementar los tamaños de muestra para potenciar

la calidad de los análisis realizados en cada país y

ampliar la base del panel. En general, el tamaño de

la muestra objetivo sería de 6.000 individuos de 50

y más años en cada nación participante.

· Expandir la encuesta, incluyendo a todos los países

miembros de la UE.

Más de 20 países (18 miembros de la UE, además de Sui-

za e Israel) han expresado su interés en participar en

SHARE-ERIC, que iniciará su cuarta oleada de encuestas

a partir de octubre de 2010.


La participación de España en un proyecto interna-

cional como este permite hacer la comparativa entre

el caso español y el resto de los países. Actualmente,

SHARE cuenta con un número significativo de usua-

rios (alrededor de 70), afiliados a diversas institucio-

nes y grupos de investigación en España. Entre estas

instituciones se encuentra el CEMFI (Centro de Estu-

dios Monetarios y Financieros), que es el socio espa-

ñol responsable de la gestión, desarrollo y supervisión

de la encuesta a nivel nacional. Se trata de una fun-

dación del Banco de España cuyos fines son la forma-

ción y la investigación en el área de la economía.

Cabe también destacar dos grupos de investigación

en temas de salud y envejecimiento: el Centro de Inves-

tigación en Economía y Salud (CRES) de la Universidad

Pompeu Fabra y el Grupo de Investigación sobre Enve-

jecimiento (CSIC). Asimismo, el Instituto Nacional de

Estadística (INE) ha proporcionado de forma gratuita

las muestras españolas. El trabajo de campo para las

tres primeras olas ha sido realizado por la empresa TNS-

Demoscopia. Cabe esperar que el número de usuarios

y de publicaciones aumente notablemente en los pró-

ximos años a medida que nuevas olas estén disponibles

para la investigación.

La disponibilidad de los datos de SHARE para España de

forma estable permitirá a la comunidad científica com-

plementar la información sobre salud, atención sanitaria

y cuidados recibidos por los mayores, recogida por otras

encuestas nacionales de interés como la Encuesta Nacio-

nal de Salud, la Encuesta sobre Condiciones de Vida de

las Personas Mayores y la Encuesta de Apoyo Informal a

las Personas Mayores. El valor específico de SHARE res-

pecto a estas encuestas es que proporciona una opor-

tunidad única de disponer simultáneamente de informa-

ción detallada sobre la salud y la situación económica

de los mayores de 50 años totalmente comparable con

otros países europeos y EE. UU. Además, esta información

se actualiza en intervalos de dos años para los mismos

individuos y permite analizar las circunstancias de vida

y las decisiones de las personas de entre 50 y 65 años; un

grupo de especial interés dado el debate actual sobre la

necesidad de incrementar la participación laboral en este

grupo de edad y retrasar su jubilación.

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Presupuesto estimado: 500.000 € año/país


Webs:

http://www.share-project.org

http://www.share.cemfi.es


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Descripción

ESS (European Social Survey) es un proyecto iniciado por la European Science Foundation (ESF) cuya iniciativa es lle-

var a cabo una encuesta dirigida desde ámbitos académicos. Sus principales objetivos son producir una rigurosa

base de datos longitudinales a nivel nacional y europeo sobre los valores y actitudes de los ciudadanos, corregir las

persistentes deficiencias en los métodos de medición social comparados (especialmente en relación con la medi-

ción de las actitudes sociales) y promover el uso de los indicadores sociales como herramienta de evaluación de la

calidad de vida en los países europeos.

La ESS es un estudio comparado y longitudinal de las actitudes, atributos y comportamientos de los ciudadanos

europeos, especialmente en referencia a los ámbitos social, económico y político, recogidos a través del desarro-

llo y aplicación de una encuesta de un rigor científico y metodológico sin precedentes en las ciencias sociales. De

este modo, pueden observarse de manera muy fiable y precisa las distribuciones, diferencias y cambios a lo largo

del tiempo y en el espacio de las actitudes, valores y comportamientos sociales de los europeos de una treintena

de países. Hasta el momento, 34 Estados han participado en alguna de las olas de la ESS. Cabe destacar que Espa-

ña es uno de los 17 países que ha estado presente en todas ellas.

Asimismo, estos datos de encuesta individuales son acompañados de la construcción de una base de datos con-

textuales de cada uno de los países, lo cual permite analizar la interacción entre el contexto y las instituciones

sociales y políticas y los patrones de comportamiento, actitudes y creencias de las distintas poblaciones europeas.

Todo ello con la aplicación de una metodología rigurosa y altamente innovadora que ya se ha erigido en referente para

la estandarización y la gestión de procesos similares, consistente en: un muestreo estrictamente probabilístico, valida-

ción del cuestionario, protocolos de traducción, documentación de las incidencias del trabajo de campo, recogida de

información sobre acontecimientos que puedan afectar el sentido de las respuestas, supervisión de todas las fases del

estudio, coordinación central con amplia participación de los investigadores de cada país, concursos competitivos

Encuesta Social Europea

ESS

La ESS es un estudio comparado y longitudinal de las actitudes, atributos y comportamientos de los ciudadanos europeos.


Así son losciudadanos de Europa

Así son losciudadanos de Europa


entre equipos transnacionales y entre centros de inves-

tigación para encargarse de distintas fases del proyecto,

etc. Cabe destacar, además, que sus resultados, cues-

tionario y metodología son libres y fácilmente accesi-

bles a toda la comunidad científica, medios de comuni-

cación y el resto de la ciudadanía.

Es importante mencionar que la ESS recibió el premio

Descartes de la Ciencia e Investigación en el año 2005,

siendo el primer proyecto galardonado en el ámbito de

las ciencias sociales.

Objetivos

Hasta el momento se han realizado cuatro olas bianua-

les de la ESS, que abarcan más de 30 países de toda

Europa, acumulando más de 150.000 entrevistas indi-

viduales. Gracias al trabajo coordinado del Central Coor-

dinating Team y los distintos equipos nacionales, la

ESS ha logrado convertirse en una fuente de informa-

ción de referencia sobre las actitudes y comportamien-

tos de los ciudadanos europeos. El proyecto es una auto-

ridad en el terreno de la metodología de encuesta y

ha situado a Europa en la vanguardia mundial de la inves-

tigación en medición social cuantitativa.

El equipo internacional que se encarga de diseñar, eje-

cutar, supervisar y analizar los datos de la ESS ha alcan-

zado, según ha reconocido el Panel de Supervisión en

el informe encargado por las entidades financiadoras del

proyecto, un hito difícil de encontrar en la historia de las

ciencias sociales. Este Panel, formado por expertos de pri-

mer nivel, afirma que la ESS constituye un avance rele-

vante en el conocimiento de los fenómenos sociales y ha

mejorado los estándares internacionales de rigor meto-

dológico y transparencia, elevando el nivel de calidad exi-

gible en la elaboración de encuestas, en términos de dise-

ño de cuestionarios, muestreo y trabajo de campo.

Finalmente, la ESS puede servir a agentes sociales y polí-

ticos como instrumento para el diseño y evaluación de

políticas públicas, así como para la comparación del efec-

to que las políticas tienen en los distintos contextos socia-

les y políticos europeos. El carácter longitudinal con-

vierte al proyecto en una herramienta a la que pueden

recurrir dichos agentes, no solo para llevar a cabo diag-

nósticos de las necesidades de la población, sino también

para evaluar el impacto de las políticas empleadas en dar

respuesta a estas necesidades. El rigor científico de la ESS

es una garantía para los agentes sociales y políticos de

que los diagnósticos y evaluaciones que se realicen a

través de sus datos serán certeros y fiables.

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La ESS puede servir a agentes sociales y políticos como instrumento para el diseño y evaluación de políticas públicas.


Retos tecnológicos

La ESS es la primera encuesta de opinión de ámbito euro-

peo que afronta las enormes dificultades que entraña el

uso del muestreo probabilístico en un estudio transnacio-

nal, en el que cada país dispone de un marco muestral

diferente. Para ello, se ha creado un panel de expertos

en muestreo que debe discutir y aprobar con cada equi-

po nacional la muestra propuesta a aplicar en cada país.

Así, se ha logrado que las muestras seleccionadas para

la ESS alcancen el nivel de calidad de las muestras de

Eurostat (Oficina Estadística Europea).

Sin embargo, los métodos de muestreo constituyen

solo una de las características del destacado esfuerzo

de la ESS por minimizar la selección y otros sesgos en

la recogida de datos de encuesta. También hay que des-

tacar la puesta en marcha de otras buenas prácticas,

como la inclusión en las muestras de todos los residen-

tes en el país de 15 años o más (con independencia

de su ciudadanía), la no admisión del reemplazo de las

unidades muestrales seleccionadas, que el tamaño

muestral “efectivo” mínimo sea de 1.500 en cada país

o la exigencia de un 70% en la tasa de respuesta. Ade-

más, existe la obligación de administrar las entrevistas

de forma presencial (cara a cara) y la traducción del

cuestionario a todas las lenguas habladas por, al menos,

un 5% de la población del país (siguiendo los protoco-

los establecidos). Igualmente, es de destacar la inno-

vadora metodología en la recogida de datos de los acon-

tecimientos ocurridos durante el trabajo de campo para

que los investigadores puedan tener en cuenta los efec-

tos del contexto en la interpretación de los resultados,

así como la implementación de medidas para aumentar

las tasas de respuesta (tales como cartas de presenta-

ción de la encuesta, reuniones informativas presencia-

les con todos los entrevistadores, un mínimo de cuatro

intentos de contacto por cada unidad muestral…).

Finalmente, cabe señalar que la coordinación de los 34

países implicados en la elaboración de la ESS constituye

todo un desafío, al que se ha dado respuesta con una

estructura organizativa en la que están involucrados todos

los equipos nacionales. La coordinación del trabajo se

garantiza, además, a través de una potente intranet que

permite mantener una dinámica de trabajo flexible.


La participación ininterrumpida de España en las cua-

tro primeras olas de la ESS (intervalos 2002-2003, 2004-

2005, 2006-2007, 2008-2009) es muestra del interés

que se tiene por este proyecto internacional. Es preci-

so destacar la colaboración de la Universidad Pompeu

Fabra (UPF), institución que cede el espacio donde se

ubica la sede de la ESS en España.

Las encuestas se han convertido hoy en día en el prin-

cipal instrumento de medición de creencias, valores,

actitudes y opiniones de los ciudadanos. Por ello su uso

es generalizado entre la comunidad científica españo-

la. El presupuesto bianual para la quinta (2010-2011) y

sexta (2012-2013) ola es de 635.400 € para cada una.

A lo largo de los años el presupuesto ha ido aumen-

tando, sin embargo, la calidad de las técnicas emplea-

das en el muestreo y realización del trabajo de campo

es variable. Por esta razón, la ESS constituye un estímu-

lo de rigor metodológico y un referente de buenas prác-

ticas para la comunidad científica española y los orga-

nismos públicos y privados que realizan investigación

social cuantitativa.

La participación de España en este proyecto puntero

permite a los investigadores y profesionales del país

conocer de primera mano los más recientes avances en

el diseño y elaboración de encuestas y ensayar su eje-

cución bajo la supervisión de un equipo internacional

de enorme prestigio. La activa participación de Espa-

ña en los distintos encuentros de coordinadores, en

las actividades de mejora de calidad del cuestionario y

en los distintos foros de trabajo creados dentro de la

infraestructura de la ESS da muestra del compromiso

de un equipo altamente cualificado.

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Presupuesto: 54 M€ para 6 años


(5.ª ola)

Web: http://www.europeansocialsurvey.org


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Descripción

La infraestructura CLARIN (Common Language Resources and Technology Infrastructure) pretende proporcionar los

instrumentos tecnológicos avanzados necesarios para la investigación en el ámbito de las humanidades y las cien-

cias sociales, en concreto para aquella que tiene como objeto de estudio los textos y otros materiales lingüísticos

o los datos contenidos en ellos.

CLARIN aportará a los innegables beneficios del acceso a los recursos digitalizados disponibles actualmente el uso

de instrumentos específicos de búsqueda, análisis y explotación de datos textuales, así como de supercomputación.

El objetivo es dar apoyo a aquellas investigaciones que quieren aumentar la magnitud de los datos estudiados o

asegurarse de su exhaustividad, mediante la reducción significativa del tiempo invertido, tanto en la búsqueda y

gestión de los datos como en su análisis y explotación.

El proyecto propone crear la infraestructura necesaria para poder facilitar las tareas de búsqueda y acceso a ban-

cos de datos distribuidos (bases de datos de textos digitalizados de bibliotecas, hemerotecas, archivos, recopila-

ciones, vídeos y grabaciones multimedia, diccionarios, u ontologías), además del uso de instrumentos de análisis y

explotación de estos datos basados en la utilización de tecnologías lingüísticas (herramientas estadísticas, seg-

mentadores, lematizadores, analizadores, traductores…). CLARIN implementará, en una estructura de red grid y

mediante tecnología de servicios web y de web semántica, una única interfaz de acceso a datos y a los instrumen-

tos de análisis, así como a supercomputadores y otros servicios necesarios para manejar grandes volúmenes de datos.

La interfaz, al estar diseñada para servir a los objetivos comunes de la investigación en las humanidades y ciencias

sociales, facilitará su uso a los investigadores de todos los ámbitos, que no necesitarán tener más conocimientos sobre

las tecnologías implicadas que las funciones que realizan los instrumentos. Esta pretende ser la infraestructura de

investigación que capacite a los investigadores en este ámbito para un cambio de magnitudes y de metodología y

que así accedan a los beneficios de la llamada e-Ciencia.

En 2008, CLARIN se constituyó en un consorcio de 32 participantes (entre ellos España) en el proyecto FP7-Infras-

tructure -2007-1-212230, financiado por la Comisión Europea, para llevar a cabo el diseño, la coordinación y la con-

secución de un acuerdo entre los Estados europeos participantes para la construcción de la infraestructura. Su

creación está siendo liderada por el Instituto Max Planck (Alemania) y la Universidad de Utrecht (Holanda) y ade-

más ha recibido el apoyo de los gobiernos de 16 países europeos, entre los que se encuentra España.

CLARIN se materializará en una serie de centros que serán la sede de servicios y recursos en una arquitectura distri-

buida. Está prevista la creación de cuatro clases de centros: de infraestructura, de servicios, servidores de metadatos

Infraestructura Común de Tecnologíasy Recursos Lingüísticos

CLARIN


La voz de las humanidadesLa voz de las humanidades


y los denominados externos. Todos estos centros esta-

rán integrados en organismos o instituciones que quie-

ran ofrecer servicios tales como repositorios de recursos

lingüísticos, centros de computación grid o de otros tipos

de servicios de computación.

La construcción de la infraestructura CLARIN, con for-

ma de red de recursos y servicios web distribuidos, abar-

ca las siguientes acciones:

· La especificación de una plataforma de interopera-

bilidad a la que se adherirán los proveedores de recur-

sos y de herramientas e instrumentos basados en tec-

nologías lingüísticas.

· El desarrollo por parte de los proveedores de interfa-

ces para sus sistemas de acceso a datos o sus herramien-

tas, basados en los estándares definidos centralmente.

· Estos mismos proveedores deberán describir sus recur-

sos mediante metadatos que serán publicados y reco-

pilados para ofrecer un catálogo o registro de recur-

sos y herramientas de búsqueda compleja y asistida.

· El desarrollo y mantenimiento de middleware y herra-

mientas de gestión de los servicios web y de la

infraestructura.

· La creación de centros CLARIN por toda Europa, que

acogerán los servicios centrales y que se dividirán en:

1. Un registro de todos los nodos y la descripción de

sus características mediante metadatos y herra-

mientas de búsqueda potentes.

2. Sistemas de autenticación y seguridad para garan-

tizar un acceso federado a datos y herramientas.

3. Servidores y repositorios digitales que garanticen

la unicidad y persistencia de servicios y recursos.

4. Ubicación de espacio de cómputo temporal.

Objetivos

CLARIN puede llegar a significar una revolución en la

investigación en humanidades y ciencias sociales. Con

esta infraestructura los investigadores que trabajan con-

sultando y explotando la información contenida en mate-

rial textual (historiadores, lexicógrafos, sociólogos, filó-

sofos, lingüistas, traductores...) buscarán y localizarán

las fuentes primarias de sus estudios, accederán al mate-

rial digitalizado y lo analizarán a través de una única

interfaz, sin necesidad de tener conocimientos técni-

cos específicos de la tecnología que están utilizando.

Las tareas que hasta ahora han significado una gran

inversión de tiempo y recursos quedarán simplificadas

por el uso de tecnologías de acceso a datos distribuidos

y de tecnologías de análisis de esos mismos datos. De

esta forma, las investigaciones podrán cubrir una mayor

cantidad de información gracias a la disponibilidad de

instrumentos de análisis metodológicamente contras-

tados, rápidos y fáciles de utilizar. La aplicación de herra-

mientas tecnológicamente avanzadas permitirá llevar

a cabo proyectos cada vez más ambiciosos y rigurosos

con resultados cada vez más relevantes. Como resul-

tado, cabe esperar la utilización de los estudios resultan-

tes en muy diversas áreas, de la misma forma que

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CLARIN puede llegar a significar una revolución en lainvestigación en humanidades y ciencias sociales.


los métodos informáticos y la supercomputación han

sido decisivos en las aplicaciones científico-tecnológi-

cas en áreas como la astrofísica, la nanotecnología o las

telecomunicaciones.

La arquitectura tecnológica de CLARIN está basada en

los conceptos más defendidos actualmente sobre la

construcción y el uso futuro de Internet, que recomien-

dan promover la creación de plataformas federadas,

abiertas y de confianza (Federated, Open and Trusted o

FOT). El despliegue de estas plataformas federadas tie-

ne como objetivo permitir el intercambio y el reapro-

vechamiento de información, contenidos y herramien-

tas. En concreto, una plataforma federada implica la

interoperabilidad de datos y herramientas, que estos

datos puedan ser fusionados entre ellos sin proble-

mas de formato ni de semántica y que puedan ser pro-

cesados por cualquier herramienta de la plataforma.

Este es el mayor reto tecnológico de la infraestructura

propuesta.

En el caso de CLARIN, la interoperabilidad está relacio-

nada con las características más técnicas de una arqui-

tectura basada en servicios web y su interacción, pero

también, y más críticamente, con la representación

de la información lingüística. El organismo tendrá que

implementar los estándares propuestos por el Comi-

té TC37/SC4 de la International Standard Organization

(ISO) como garantía de la interoperabilidad de datos

y herramientas. Por ejemplo, para facilitar la búsque-

da de palabras clave en textos es interesante disponer

de una versión lematizada, esto es, donde las formas

flexionadas se relacionen con formas canónicas del

paradigma, como lo hacen los diccionarios tradiciona-

les para poder simplificar el patrón. Es decir, en lugar

de pedir al usuario todas las formas de un verbo (como

por ejemplo, compro, compras o compra) poder uti-

lizar únicamente el infinitivo (comprar) con la garan-

tía de encontrar, no obstante, todas las formas fle-

xionadas. Las herramientas de búsqueda por palabras

clave deberán saber entonces dónde y cómo se repre-

senta la información del lema y se habrá de garantizar

que las herramientas de lematización para todas las

lenguas representen y dispongan la información de

la misma forma.

Las tecnologías lingüísticas implicadas están también sien-

do objeto de investigación para mejorar los resultados y

ampliar sus capacidades. Desde este punto de vista, el

desarrollo de herramientas más y mejor preparadas para

los estudios que se vayan planteando es otro reto que

ha de ser resuelto con la participación de industrias del

sector, que pueden verse beneficiadas de los resultados

de CLARIN, y que aportarán a la infraestructura, a su vez,

herramientas robustas y escalables. Los retos tecnológi-

cos de estas áreas son la cobertura en términos de len-

guas, épocas (existen ya herramientas que procesan len-

guas antiguas), robustez con respecto a errores del OCR

y escalabilidad (tratar grandes cantidades de texto impli-

ca ciertas restricciones de secuenciación de la entrada de

datos, por ejemplo). Algunos de estos desafíos ya están

siendo abordados en otros contextos: como muestra, el

VII PM de la UE cuenta con una unidad en Tecnologías Lin-

güísticas dentro del programa de Tecnologías de la Infor-

mación y la Comunicación.


El Instituto Universitario de Lingüística Aplicada de la

Universidad Pompeu Fabra es el miembro español en el

consorcio CLARIN. Sus tareas son participar en el dise-

ño técnico de la infraestructura y liderar la identifica-

ción de proveedores de recursos y tecnologías en Espa-

ña, que suman hasta el momento más de una docena

de instituciones y organismos con los que ya se han

firmado acuerdos de colaboración. La participación espa-

ñola en CLARIN recibe financiación del VII Programa

Marco de la Unión Europea, del MICINN y de la Gene-

ralidad de Cataluña.

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Ubicación: Por determinar

Presupuesto estimado: 136 M€

Año previsto de puesta en funcionamiento:

2014

Webs:

http://www.clarin.eu

http://clarin-es.iula.upf.edu/es


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Descripción

CESSDA (Council of European Social Science Data Archives) es una red con más de 30 años de existencia formada

por instituciones de varios países europeos, entre los que se encuentra España. A través de ella se proporciona

acceso a importantes materiales de datos de temas sociales, como colecciones generadas por agencias y organis-

mos gubernamentales, de contenidos académicos o comerciales, que incluyen censos, encuestas electorales, de

opiniones y actitudes, de hogares, de salud o del mercado de trabajo, entre otros muchos asuntos.

CESSDA se encuentra actualmente inmerso en un proceso de reforma cuyo objetivo final es crear una nueva ins-

titución administrativa y coordinadora, reconocida por la ley internacional y sustentada en una financiación esta-

ble y a largo plazo proveniente de los gobiernos nacionales. Su composición es muy heterogénea; en la mayor

parte de los países de la UE existe un archivo que es miembro CESSDA, algunos de financiación pública y otros

privada. Muchos de ellos dependen de instituciones como universidades y otros de la administración. Casi todos

Consejo Europeo de Archivosde Datos de Ciencias Sociales

CESSDA

DDADanish

Data Archives

ODENSE

NSDNorwegian

Social ScienceData Services

BERGEN

SNDSwedishNational

Data ServicesGOTEBORG

FSDFinnish

Social ScienceData Services

TAMPERE

ESSDAEstonian

Social ScienceData Archive

TARTU

CESSDAArchives

DANSData Archiving andNetworked Services

THE HAGUE

UKDA

UK Data ArchiveESSEX

ISSDAIrish Social Science

Data ArchiveDUBLIN

GESISLeibniz Institute

for theSocial Sciences

COLOGNE

CEPS/INSTEAD

LUXEMBOURG

ARCESArchivo

de EstudiosSocialesMADRID

RéseauQuetelet

PARIS

FORSSwiss Foundation

for Research inSocial Sciences

LAUSANNE

ADPSSSociodata

MILAN

ADPArchiv

druzboslovnihpodatkovLJUBLJANA

GSDB-EKKEGreek SocialData Bank

ATHENS

TARKISocial Research

InformaticsCenter

BUDAPEST

RODARomanianSocial Data

ArchiveBUDAPEST

WISDOMWiener Institut für

sozialwissenschaftlicheDokumentation und

Metodik - VIENNA

SDASociologicalDate Archive

PRAGUE

w w w . c e s s d a . o r g

Localización de los distintosarchivos de CESSDA.


El pulso de la sociedad europeaEl pulso de la sociedad europea


son gratuitos aunque también los hay que cobran por

sus servicios, pero lo que tienen en común es que dis-

ponen de ficheros de microdatos de encuestas de

temas sociales cuyo ámbito es el propio país y los difun-

den a los usuarios (investigadores de las ciencias socia-

les) de forma anónima, con sus libros de códigos, fichas

técnicas, tablas de resultados, etc.

La red que forma CESSDA se extiende actualmente

por 20 países en Europa y en 2007 almacenaba alre-

dedor de 25.000 ficheros de datos, proporcionaba

70.000 ficheros a 6.500 usuarios individuales y sumi-

nistraba información online, seminarios de trabajo y ser-

vicios a 200.000 investigadores, estudiantes y políticos

de un extremo a otro de Europa. En la actualidad, es

una federación de organizaciones nacionales de sopor-

te y difusión de microdatos esparcidas por todo el con-

tinente con un pequeño Consejo Ejecutivo que está dis-

tribuido y es voluntario. Formalmente no se trata de

una entidad legal, no tiene recursos centralizados y dis-

pone de una mínima financiación.

Objetivos

El objetivo del proyecto CESSDA en su actual fase pre-

paratoria (dentro del VII PM de la CE) es crear una infraes-

tructura de datos europea auténticamente integrada

en la que los usuarios puedan tener acceso a ellos a

través de un sistema único integrado, utilizando un con-

junto de protocolos y procedimientos comunes. Para

ello es necesario crear un nuevo organismo legal con

un cuerpo central que asuma las tareas administrativas

y desarrolle los estándares, las plataformas técnicas y

los procedimientos de software a aplicar por todos los

miembros. El objetivo básico de esta amplia reforma es

asegurar que los investigadores en humanidades y cien-

cias sociales tengan acceso a las fuentes de datos y

dispongan del soporte técnico necesario para realizar

investigaciones de alta calidad, independientemente

de la localización del individuo o los datos, dentro del

área de investigación europea. Otros beneficios de la

nueva infraestructura serán:

· La red de datos que ahora existe se expandirá para

incluir más recursos, tanto dentro del marco actual

como extendiéndose a más países europeos.

· La cobertura de la nueva organización incluirá institu-

ciones de fuera de Europa.

· Se facilitará el descubrimiento de nuevos recursos a

lo largo del continente.

· La información que no esté disponible porque su publi-

cación supondría un atentado contra la confidencia-

lidad, dado su nivel de agregación, se podrá hacer

pública respetando las disposiciones legales estable-

cidas.

· La adopción y desarrollo de estándares de metadatos

mejorará la calidad de los datos.

· Contribuirá a la mejora de la calidad de la certificación

de las organizaciones de archivos de datos.

· Los trabajadores de los archivos tendrán acceso a cur-

sos de formación profesional.

· Las tecnologías de redes proporcionarán mecanismos

para la mejora de la difusión y el análisis de datos.

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La red que forma CESSDA se extiende actualmentepor 20 países en Europa.


· La creación de un banco de preguntas y respuestas

de encuestas se convertirá en una posibilidad real.

Para el primer período de cinco años, las prioridades de

la nueva organización serán las siguientes:

· Establecer la identidad de CESSDA y demostrar la exce-

lencia en los procesos de organización. Dado que se

trata de una nueva organización y entidad legal, será

importante establecer esa identidad y reputación

en el ámbito de las infraestructuras mundiales de datos

en ciencias sociales.

· Extender la organización, incorporando nuevos miem-

bros y ampliando la participación a todos los nive-

les. Para ello es clave el incremento de países que par-

ticipen con instituciones en CESSDA, ya sea como

miembros completos o asociados, así como el forta-

lecimiento de las colaboraciones efectivas con otras

organizaciones, productores y proveedores.

· Mantener un programa de desarrollo técnico para

apoyar el trabajo de la organización, de sus miem-

bros y de sus colaboradores. La innovación tecno-

lógica es crucial para muchas de las actividades de

CESSDA, tanto para las de la propia organización

como para las de su red de proveedores de servicios

que alimentan la infraestructura. De este modo, será

necesario comprometerse con reformas tecnológi-

cas en varios planos: en un primer nivel, deberá

emprender desarrollos tecnológicos, creando y man-

teniendo la infraestructura técnica que servirá de

soporte al intercambio de datos y metadatos y al

acceso controlado a los recursos distribuidos. En un

segundo nivel, la organización necesitará desarro-

llar herramientas comunes que puedan ser utiliza-

das en la red de proveedores de servicios (los archi-

vos miembros) y en la extensión de la infraestruc-

tura. Un tercer nivel de compromiso será en forma

de “reloj tecnológico” que vigile otros dominios de

desarrollo técnico para asegurar una efectiva trans-

ferencia del conocimiento.

· Una prioridad para el organismo será contribuir al

desarrollo, promoción y adopción de estándares para

la gestión de datos. Estos estándares son esenciales

para mantener una gran interoperabilidad. En este

punto CESSDA representará un papel clave, aseguran-

do que los estándares necesarios para el empleo de

metadatos se desarrollan, mantienen, amplían e imple-

mentan de forma continua. En esta línea, promove-

rá activamente la adopción de la norma DDI (Data

Documentation Initiative) a través de programas de

aprendizaje, buenas prácticas y actualización de herra-

mientas para soportar la creación e intercambio de

archivos conformes a la mencionada norma.

· Promover, dentro de las ciencias sociales, la investi-

gación basada en datos de calidad. En este sentido

CESSDA va a construir y mantener una infraestructura

virtual. Su valor dependerá en gran medida de la canti-

dad y la calidad de los datos que constituyan el sistema.


La integración de España en CESSDA ha tenido su

inmediato reflejo: el CIS (Centro de Investigaciones

Sociológicas) –a través de acuerdos de intercambio

de datos– proporciona el acceso en nuestro país a los

ficheros de otros países y facilita a naciones extran-

jeras sus propios ficheros, así como otros de ámbito

español. El Banco de Datos del CIS ingresó en CESSDA

en 1997, al amparo de ARCES (Archivo de Estudios

Sociales), una iniciativa propia a través de la que tam-

bién se comparten datos con otras instituciones como

el ISSP (International Social Survey Programme) y el

ICPSR (Interuniversity Consortium for Political and Social

Research). Desde entonces, el CIS participa en todas

sus actividades, desde la difusión de los ficheros, a los

seminarios de expertos que se organizan anualmen-

te, así como en otros proyectos relacionados con los

ficheros de microdatos de encuestas o la estandari-

zación de los procedimientos.

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Presupuesto estimado de construcción:

30 M€


Web: http://www.cessda.org/


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Descripción

DARIAH (Digital Research Infrastructure for the Arts and Humanities) es una de las cinco infraestructuras de investi-

gación sobre ciencias sociales y humanidades propuestas por el foro ESFRI. Proporcionará acceso a largo plazo y la

preservación de datos de investigación y material digital sobre artes y humanidades en Europa. A través de DARIAH

se establecerá una conexión entre investigadores, gestores y suministradores de información, proporcionándoles

un marco técnico que permita compartir datos dentro de la comunidad investigadora.

La naturaleza cambiante de las prácticas de investigación en artes y humanidades ha creado la necesidad de esta-

blecer una infraestructura digital internacional. Al mismo tiempo, el desarrollo y la evolución de las tecnologías de

información y comunicación permiten el nacimiento de nuevas oportunidades para la utilización de una infraestruc-

tura de las características de DARIAH. El número total de organizaciones participantes en el proyecto es 14, inclu-

yendo algunas agencias financiadoras.

Infraestructura de Investigación Digitalpara Artes y Humanidades

DARIAH

DARIAH proporcionará acceso a largo plazo y la preservación de datos de investigación y material digital sobre artesy humanidades en Europa.


El encuentro entre las letrasy la tecnología

El encuentro entre las letrasy la tecnología


Objetivos

Los objetivos de la infraestructura europea DARIAH son

los siguientes:

· Asegurar el fácil acceso a los datos disponibles. A

menudo hay información acerca del tema que inte-

resa a un investigador, pero es difícil determinar si

existe, dónde se encuentra y cómo se puede recu-

perar. Acumular información no es una finalidad, sino

un medio. Facilitar el acceso a la información es, por

lo tanto, un escenario crucial del uso de DARIAH.

· Ofrecer a la comunidad investigadora herramientas

de interpretación innovadoras. La información no solo

ha de almacenarse y distribuirse; también es nece-

sario construir significado en torno a ella. Al igual que

con otras labores científicas, la interpretación pue-

de ser asistida mediante herramientas y DARIAH pre-

tende incidir también en este aspecto.

· Conservar los datos para análisis futuros. La informa-

ción es más valiosa cuanto más polivalente y reutiliza-

ble sea. Por esta razón, DARIAH será útil también a la

hora de garantizar la conservación de los datos a medio

y largo plazo, no solo en cuanto a su existencia física

sino a su accesibilidad y disponibilidad.

· Ofrecer herramientas de estandarización para ase-

gurar la interoperabilidad. Aunque la estandarización

de formatos y procesos tiene ventajas evidentes, sería

ingenuo pretender que todos los investigadores en

artes y humanidades utilicen los mismos modos

de trabajo. Cada proyecto y entorno poseen unas

necesidades y requerimientos distintos, así como la

información que se genera en el seno de ellos varía

concomitantemente. Sin embargo, sí es posible

conseguir un alto grado de interoperabilidad entre

conjuntos de datos dispares o sistemas diferentes,

mediante el uso de herramientas de tipo estándar

que actúen como puentes o adaptadores comunes

entre ellos.

Estos objetivos se pretenden conseguir de un modo

genérico para lo que en el contexto de DARIAH se deno-

minan arts and humanities, o artes y humanidades. Esto

incluye a todas las disciplinas de humanidades y cien-

cias sociales. El hecho de que DARIAH pretenda aten-

der las necesidades de un elenco tan amplio de discipli-

nas puede parecer demasiado pretencioso e incluso

inviable. Sin embargo, es necesario recordar que DARIAH

no pretende resolver problemas científicos concretos

de cada disciplina, sino proporcionar las infraestructu-

ras necesarias para que los investigadores especialistas

en cada una de ellas lleven a cabo su trabajo. De este

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El número total de organizaciones participantes en el proyecto es 14, incluyendo algunas agencias financiadoras.


modo, y abstrayendo lo suficiente, DARIAH podrá aten-

der las necesidades de una comunidad científica muy

amplia.


España se encuentra en una situación y en un momen-

to muy singulares para tomar parte en DARIAH, debido

a la conjunción de una serie de factores que se descri-

ben a continuación:

· En España existe una ambiciosa iniciativa, financia-

da por el programa Consolider, para el desarrollo de

tecnologías para la conservación y valorización del

patrimonio cultural (programa TCP). Este programa

de investigación, que aglutina a 16 socios en todo el

territorio nacional, está liderado por el Laboratorio de

Patrimonio (LaPa) del CSIC, que es, además, associa-

te partner de DARIAH. El programa TCP constituye una

base excelente para obtener experiencias, necesida-

des e incluso algunos fondos cara al trabajo de DARIAH

en España.

· Por su trayectoria y sus particularidades históricas,

la investigación en humanidades en España se ha lle-

vado a cabo, en muchas ocasiones, de un modo extre-

madamente fragmentario, en equipos pequeños, con

colaboraciones escasas y resultados de ámbito local

y poco reutilizables. Además, la industria que actúa

sobre el patrimonio cultural y otros elementos de

las humanidades (el arte, la arquitectura, los docu-

mentos y archivos) también se halla muy fragmen-

tada, ya que está compuesta, mayormente, por

empresas muy pequeñas con escasa capacidad de

inversión en infraestructuras o en actuaciones estra-

tégicas. Por estas razones, España presenta un esce-

nario de enorme necesidad en cuanto al desarrollo de

una infraestructura tecnológica para el intercambio

de información en el ámbito de las artes y las huma-

nidades que fomente sinergias, ayude a la relación

entre academia e industria y ayude a superar la frag-

mentación actual.

· El CSIC ha anunciado que creará un nuevo centro dedi-

cado a las ciencias del patrimonio cultural. Este cen-

tro materializa la inquietud existente por atender las

demandas de investigación, educación y divulgación

en este ámbito, y podría actuar como núcleo en torno

al cual se organice el trabajo de DARIAH en España.

En definitiva, DARIAH proporcionará al tejido científi-

co y empresarial español en el área de artes y humani-

dades la cohesión que actualmente le falta al proveer

las infraestructuras que no existen y facilitar la intero-

perabilidad entre las partes.

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Europa

Presupuesto de construcción global: 12 M€

Año previsto de inicio de operación: 2014

Web: http://www.dariah.eu

DARIAH proporcionará al tejido científico y empresarialespañol, en el área de artes y humanidades, la cohesión queactualmente le falta.


El objetivo principal de las ciencias ambientales es conocer las rela-

ciones que mantiene el ser humano consigo mismo y con la natu-

raleza que le rodea. Su área de conocimiento es multidisciplinar,

abarcando desde la física y la química de la atmósfera, los océa-

nos, la ecología y biodiversidad, la geología o la geografía, hasta los

riesgos medioambientales y la propuesta de modelos para un desa-

rrollo sostenible.

Aunque en los últimos años su desarrollo ha sido espectacular, todavía son muchos los

retos que nos plantea el conocimiento de nuestro planeta, y más teniendo en cuenta el esce-

nario de cambio climático en el que, cada vez de manera más evidente, nos encontramos.

Necesitamos comprender urgentemente los mecanismos que regulan este cambio y cuales

serán sus consecuencias, así como debemos mejorar nuestra capacidad para modelizarlos

y predecirlos.

En la actualidad hay cuestiones científicas planteadas para las que no podremos obtener res-

puestas con observaciones aisladas, pequeñas redes o con simples conjeturas. Necesitamos de

más y mejores observaciones y modelos. Estas cuestiones son cada vez más complejas, más

globales y multidisciplinares y para resolverlas necesitamos herramientas muy ligadas al desa-

rrollo tecnológico y a las nuevas infraestructuras de investigación, que nos permitirán afrontar los

retos que se nos plantean en el siglo XXI.

Diez han sido las propuestas ESFRI evaluadas en el panel de ciencias ambientales, todas ellas de

especial interés para la comunidad científica española. Las propuestas cubren distintos ámbitos:

biodiversidad y ecología (Lifewatch), ciencias de la tierra y vigilancia de riesgos (EPOS), atmósfera

(COPAL, ICOS, IAGOS, EISCAT) u oceanografía (EMSO, Euro-Argo). Dos de las propuestas evaluadas

son multidisciplinares, Aurora Borealis y SIOS. Precisamente, éstas dos últimas están centradas

en la investigación de las zonas polares, áreas en las que se ha producido el calentamiento más rápi-

do observado en el planeta y son, por lo tanto, de especial interés para tratar de entender su impac-

to en el cambio climático.

Se trata de iniciativas diversas, en algunos casos constituyen observatorios fijos y en otros móvi-

les (COPAL, IAGOS, Aurora Borealis). Algunas de las propuestas son nuevas infraestructuras

de investigación que complementan a las ya existentes, como es el caso del rompehielos

Aurora Borealis, el sistema de radar EISCAT_3D o el avión dedicado a la investigación de la

troposfera COPAL. El resto constituyen grandes redes de observación muy relacionadas con

programas globales ya existentes, es el caso de EPOS, ICOS o SIOS.

150

Los proyectos ESFRI de cienciasambientales

09_CC_ambientales_ESFRI.qxd 8/3/10 19:13 Página 150

Estas nuevas infraestructuras permitirán promover la gestión sostenible del medio ambiente y

sus recursos, conocer mejor las interacciones entre la atmósfera, el océano, la biosfera, los

ecosistemas y la actividad humana, así como el desarrollo de nuevas tecnologías, herramien-

tas y servicios.

Margarita Yela González

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Océ

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Descripción

Es práctica habitual desde hace muchos años la realización de sondeos atmosféricos varias veces al día desde

miles de estaciones meteorológicas, obteniéndose así el estado de la atmósfera, lo que permite realizar las predic-

ciones del tiempo que habitualmente utilizamos. Para poder abordar un planteamiento similar en el océano, en el

año 2001 nació el programa Argo, una de las componentes claves del denominado Sistema Global de Observacio-

nes del Océano (GOOS, por sus siglas en inglés). Argo tiene como objetivo desplegar un conjunto de 3.000 perfila-

dores robóticos sumergibles que midan distintas variables físicas del océano. Este programa está impulsado por la

Organización Meteorológica Mundial (WMO, por sus siglas en inglés), la Comisión Oceanográfica Intergubernamen-

tal (IOC, por sus siglas en ingles) y el Consejo Internacional para la Ciencia (ICSU, por sus siglas en inglés) y son los

países interesados, los responsables de contribuir al desarrollo del programa a través de la financiación de distin-

tos programas; como es el caso de Euro-Argo, que fue concebido como la contribución europea a esta gigantesca

red de observación oceánica.

Sistema Global deObservaciones del Océano

Euro-Argo

Argo tiene como objetivo desplegar un conjunto de 3.000 perfiladores robóticos sumergibles, que midan distintas variables físicasdel océano.


Una flota de sensorespara el océano

Una flota de sensorespara el océano


Este proyecto nació como consecuencia de la necesi-

dad de entender la evolución del sistema climático, de

predecir el tiempo atmosférico con mayor precisión

y antelación y de conocer el estado del mar, debido a

las implicaciones socio-económicas de las activida-

des humanas que se desarrollan en él o en sus már-

genes. Por ello, la red de observación Argo tiene como

objetivos concretos describir de forma cuantitativa el

estado del océano superficial (sus primeros 2.000 m)

cada 10 días, así como de las estructuras de variabili-

dad espacio-temporal, desde meses a décadas, inclu-

yendo los flujos y almacenamientos de calor y de agua

dulce. Sus datos serán utilizados para establecer mode-

los oceánicos y atmosféricos con objetivos operati-

vos y de investigación, así como para el futuro desarro-

llo de nuevos modelos.

No es ésta una infraestructura convencional, en la

que exista una sede que alberge las instalaciones,

sino que se trata de una infraestructura distribuida,

diseminada por todo el océano. Sus 3.000 boyas con

perfiladores sumergibles equivalen a una densidad

de una boya cada tres grados de longitud y latitud,

que es la cobertura adecuada para obtener los obje-

tivos planteados por el proyecto. Cada uno de estos

perfiladores deriva a una profundidad de entre 1.000

y 1.500 m y cada 10 días desciende a los 2.000 m,

para después subir a la superficie. Durante el ascen-

so se obtienen medidas de las variables que permi-

ten determinar el estado físico del océano, principal-

mente temperatura, salinidad y presión. Los datos

son enviados por satélite desde la superficie del océ-

ano a los centros de distribución de datos, lo que per-

mite disponer en tiempo real de información sobre

la temperatura y la salinidad de las capas superio-

res e intermedias de los océanos y obtener, de esta

manera, una imagen del estado del océano, una espe-

cie de fotografía. Tras emitir los datos, el perfilador

regresa a su profundidad de deriva, entre 1.000 y

1.500 m.

Euro-Argo supone el despliegue de 250 perfiladores por

año, un tercio del total de la red global de perfilado-

res, que es lo que se corresponde al peso relativo del

PIB europeo respecto al del resto del mundo.

Objetivos

El producto más significativo de Argo es la obtención de

datos oceánicos in situ, con una adecuada resolución espa-

cial. Por tanto, el interés del proyecto radica en la utili-

dad que puedan tener esos datos, así como los produc-

tos asociados. De este modo, los datos oceanográficos

serán asimilados por los modelos oceánicos utilizados por

diversos servicios nacionales y también se usarán para la

validación de estos modelos. Al mismo tiempo, sus resul-

tados serán muy útiles a la hora de rediseñar las futuras

estrategias de observación y medición en los océanos.

Además, la información relativa a las aguas sub-superfi-

ciales será utilizada también en los modelos océano-

atmósfera, esenciales para la predicción meteorológica

y climatológica a largo y medio plazo. La información pro-

porcionada será también de enorme utilidad para las ins-

tituciones relacionadas con el estudio y la evaluación

de los stocks de peces y la dinámica de sus poblaciones,

ya que permitirán determinar el espesor de la capa de

mezcla, la profundidad de la termoclina (capa donde la

temperatura cambia rápidamente con la profundidad)

y su variabilidad temporal y espacial. Todas estas varia-

bles influyen sobre el reclutamiento, mortalidad natu-

ral y crecimiento de los stocks.

Por otra parte, uno de los puntos más débiles en los

estudios y modelización del clima y su variabilidad, así

como en los modelos operacionales del océano, es la

falta de un sistema de observación oceánica que per-

mita la recogida clara y regular de datos de calidad.

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Sus 3.000 boyas con perfiladores sumergibles equivalen a unadensidad de una boya cada tres grados de longitud y latitud.


Sin ellos no se pueden hacer estimaciones óptimas y

precisas de los campos y flujos en el océano y el análi-

sis estadístico de su variabilidad. Por ello, los datos

de Euro-Argo serán de gran importancia para futuras

investigaciones oceanográficas y climáticas, ya que las

observaciones oceánicas son relativamente escasas

y, por tanto, muy valiosas. Al mismo tiempo, Euro-Argo

contribuirá a paliar la dramática escasez de datos glo-

bales de salinidad en los océanos.

Igualmente, los beneficios de un sistema global de obser-

vación del océano como éste, que sirva para compren-

der los modelos de la circulación oceánica general y

de la evolución de sus propiedades físicas, ayudará a

observar e interpretar los procesos asociados al cambio

climático en los océanos.

Sin duda existen multitud de retos tecnológicos que debe-

rán ser afrontados durante la fase de mantenimiento de

Euro-Argo. Entre ellos destaca el aumento de la profun-

didad máxima de operatividad de los perfiladores para

alcanzar las masas de agua de mayor longevidad y, por

tanto, con una mayor capacidad de “memoria” climática.

Otros retos significativos son aumentar el tiempo de vida

de los actuales perfiladores, desarrollar la precisión de

las medidas de salinidad, así como la estabilidad de estos

sensores, diseñar mecanismos inteligentes de control

de los esquemas de navegación de los perfiladores, así

como desarrollar nuevos sensores, entre los que cabe des-

tacar los de oxígeno, fluorescencia, acústica y velocidad.


La participación de España en el programa internacio-

nal Argo comenzó en el año 2002, a través del pro-

yecto europeo Gyroscope, que financió un total de

80 boyas como parte de la contribución europea a Argo.

Posteriormente, y desde 2003, el Instituto Español de

Oceanografía (IEO) ha liderado diversas acciones com-

plementarias del entonces Ministerio de Educación y

Ciencia, conjuntamente con otras instituciones de inves-

tigación y universidades, que han permitido mantener

y desarrollar la contribución española a la red Argo

(Argo-España) mediante la adquisición y despliegue de

un total de 38 nuevos perfiladores.

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Ubicación: Océano global



Webs:Euro-Argo: http://www.euro-argo.eu/

Contribución española: http://www.argo.oceanografia.es

Comité Científico Argo:http://www.argo.ucsd.edu

Centro de Información y coordinación internacional Argo:http://argo.jcommops.org

Centro de datos Argo:http://www.coriolis.eu.org/cdc/argo.htm

El sistema global de observación del océano ayudará a estudiar los procesos asociados al cambio climático en los océanos.


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Descripción

Las plataformas aéreas son aviones modificados y con instrumentos para experimentación. El uso de estos avio-

nes, especialmente para medidas in situ de la composición atmosférica, ha sido un hecho determinante para la inves-

tigación europea durante varias décadas. Los principales programas de investigación han incluido observaciones y

medidas desde estos aviones ya que las plataformas aéreas constituyen una herramienta fundamental en la inves-

tigación científica y, en especial, la medioambiental.

En las primeras fases de los estudios de viabilidad del programa COPAL (COmmunity heavy- PAyload Long endurance

instrumented aircraft for tropospheric research in environmental and geo-sciences) se realizaron diversos estudios y reu-

niones para analizar las necesidades científicas en plataformas aéreas de investigación, confirmando la demanda

de los científicos de una aeronave de gran capacidad de carga y autonomía, capaz de llevar unas 10 toneladas de

carga durante 10 horas.

Avión Instrumentado Comunitariode Gran Carga y Autonomía paraInvestigación Troposférica en MedioAmbiente y Ciencias de la Tierra

COPAL

Vista del airbus militar A-400M (© Airbus).


Ciencia de altos vuelosCiencia de altos vuelos


Por tanto, para anticipar las necesidades actuales y

futuras de la comunidad científica en investigación

atmosférica y desarrollar sistemas de investigación, uno

de los principales paquetes de trabajo del proyecto

COPAL consiste en el estudio técnico de las plataformas

aéreas seleccionadas por el consorcio, la búsqueda de

diferentes opciones dentro de cada aeronave selec-

cionada y el estudio de su adecuación a los fines cien-

tíficos requeridos.

La futura instalación COPAL, formada por diversas ins-

tituciones de distintos países europeos, será encargada

de la operación del avión y constituirá una infraestruc-

tura europea de investigación, supervisada por la Comi-

sión Europea.

Objetivos

Los procesos físicos, biológicos y químicos que ocurren

en la atmósfera y sobre la superficie de la Tierra son

determinantes para mantener las condiciones de vida

sobre la misma. Además, el cambio global observado

en las últimas décadas ha estimulado a nivel mundial

los esfuerzos de investigación encaminados a alcan-

zar el conocimiento de estos procesos. Para conseguir

esta comprensión y establecer, validar y mejorar los

modelos correspondientes se hace necesaria la realiza-

ción de observaciones. Por ello, diversas iniciativas a

nivel europeo y mundial han puesto en marcha un plan

para el establecimiento de un sistema de observación

de la Tierra (GEOSS, Global Earth Observation System

of Systems), acordado por más de 60 naciones, que jun-

to con las iniciativas de la Comisión Europea, son una

buena prueba de la importancia que han adquirido estas

observaciones. Las plataformas aéreas juegan un papel

fundamental en estos sistemas de observación, al cons-

tituir una herramienta única en los campos de telede-

tección e investigación atmosférica para la realización

de medidas in situ, así como un lugar privilegiado de

observación de la Tierra. Con esta nueva plataforma

será posible realizar estudios en zonas oceánicas aleja-

das de la costa o en zonas remotas del continente y,

específicamente, en las áreas polares.

Esto quiere decir que la puesta en marcha del proyec-

to supondrá una oportunidad para la comunidad cien-

tífica europea de realizar experimentos en estas zonas

a las que actualmente no se puede acceder. Además,

se elaborarán planes para la creación de una red de

laboratorios y centros de investigación, así como peque-

ñas o medianas empresas para el soporte y desarrollo

de nueva instrumentación y de expertos en medidas

de instrumentos aerotransportados, de su manteni-

miento a largo plazo. Por otra parte, se necesitarán sis-

temas de adquisición de datos para que la aeronave se

convierta en una plataforma aérea de investigación, así

como la preparación de la certificación y calificación

de dichos equipos, en una estrecha colaboración con

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Hércules C-130.


los operadores de los aviones y los centros de investi-

gación que participan en el proyecto.

Una gran variedad de disciplinas científicas verán aumen-

tadas su capacidad de observación y experimentación;

entre otras, la física y química de la atmósfera e inves-

tigación del clima, bioquímica e interacciones de la bios-

fera-atmósfera, observación de la Tierra, desarrollo de

la instrumentación, calibración de instrumentación

embarcada en satélites, capa límite, vuelos de ensayos,

software medioambiental y GIS (Geodiferenciación en

Imágenes Satelitales) o teledetección y dinámica.


España, a través del Instituto Nacional de Técnica Aero-

espacial (INTA), capitanea la parte técnica y es líder

de dos de los seis paquetes de trabajo que componen

el programa. El INTA tiene experiencia en operar plata-

formas aéreas de investigación, ya que dispone de dos

aviones C-212-200 modificados. Además, es autoridad

de certificación, por lo que pretende ser el operador

del futuro aparato, un centro de referencia europeo de

ensayos aéreos medioambientales (así como su sede),

completando de esta manera la actividad de sus plata-

formas aéreas de investigación, que han sido propues-

tas como Instalación Científica y Técnica Singular (ICTS).

Los paquetes de trabajo en que participa España a tra-

vés del INTA son los siguientes:

Especificación del avión y costes

Uno de los principales paquetes de trabajo del pro-

yecto COPAL es la especificación del avión y sus costes.

El INTA es el centro encargado de liderar y llevar a cabo

el estudio de viabilidad correspondiente, y se encarga-

rá de estudiar las necesidades de la comunidad cien-

tífica europea, la evaluación técnica de las especifica-

ciones de la plataforma y las modificaciones precisas

para cubrir dichas necesidades, así como del estudio

de los costes de adquisición, modificación y manteni-

miento de las diferentes opciones para seleccionar el

avión más adecuado, diseñar las modificaciones que

sean necesarias y la certificación del aparato.

Operación y logística

El INTA se encarga en esta parte del análisis y definición

de los procedimientos necesarios para la selección del

operador de la plataforma y del gestor de datos. Con

estos criterios, el consorcio decidirá el emplazamien-

to de la nueva plataforma de investigación y la empre-

sa encargada de su operación, la cual estará a cargo

de los criterios y procedimientos para la accesibilidad,

evaluación y adjudicación de los slots de tiempo, de for-

ma que se pueda hacer un uso paneuropeo del avión.

Dentro de los objetivos propuestos, se persigue que la

aeronave seleccionada sea operada desde España y que

la industria española tenga una importante participa-

ción en su adquisición, modificación y mantenimiento.

Esta industria se vería beneficiada por la potenciación

del sector aeronáutico español y los grupos pertenecien-

tes a la comunidad científica tendrían a su disposición

una nueva plataforma que les permitiría participar en

proyectos de investigación para los que su utilización

es imprescindible.

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Ubicación: No decidida


Web: http://www.eufar.net/copal

El CN-235 es un avión turbo-propulsado desarrolladoconjuntamente por CASA e IPTN.


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Descripción

El Panel Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés) ha estableci-

do que el aumento global de temperatura observado se debe, probablemente, al aumento de la emisión de gases

de efecto invernadero en la atmósfera, tales como dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) y óxido nitroso (N2O).

Para mejorar el conocimiento de las causas del cambio climático y prever su evolución es imprescindible una

correcta cuantificación de las emisiones y de los sumideros de gases de efecto invernadero (llamados GEIs). Los

patrones temporales y espaciales de los GEIs pueden ser evaluados por observaciones sistemáticas de alta

precisión.

Desde los años 90 se vienen desarrollando diversos programas internacionales para la monitorización y observación

sistemáticas de la concentración de CO2 en la atmósfera y de los flujos de carbono entre los ecosistemas terrestres

y la atmósfera, así como entre el océano y la atmósfera, con el objetivo de cuantificar los componentes del ciclo

de carbono a distintas escalas (de lo local a lo global). Estos programas de investigación han permitido compren-

der que estas observaciones a largo plazo del ciclo del carbono (y de los principales gases de efecto invernadero)

son la base fundamental para el conocimiento de sus ciclos bio-geoquímicos. Dichas observaciones debían ser estan-

darizadas para aumentar su calidad y ser consolidadas más allá de la vida de un proyecto de investigación. Tal es el

objetivo del proyecto europeo ICOS (Integrated Carbon Observation System), que ha sido identificado como una infraes-

tructura de investigación estratégica en la Hoja de Ruta de ESFRI. Hasta el momento, 15 países europeos han

expresado su interés en ICOS, entre los cuales se encuentra España.

El objetivo fundamental de ICOS es el establecimiento de una red de observación sistemática a largo plazo, diseña-

da alrededor de unas instalaciones centrales, constituida por estaciones de medidas de alta precisión dedicadas a

la monitorización de los flujos de los GEIs, de los ecosistemas terrestres y su concentración en la atmósfera, así como

de los intercambios de CO2 entre la atmósfera y los océanos. Las observaciones proporcionadas permitirán a los

investigadores conseguir una plena comprensión de los intercambios de los GEIs sobre el continente europeo, así

como de sus causas.

ICOS permitirá a Europa jugar un papel clave en el proceso global de las observaciones in situ de los GEIs, tanto en

el procesamiento de datos y la producción de productos de flujos (estimaciones de emisiones y sumideros), como

en el acceso a datos para la calibración y la validación de productos de teledetección o de modelización, evaluacio-

nes científicas y asimilación de información.

Sistema Integrado de Observacióndel Carbono

ICOS


La mirada puestaen el cambio climático

La mirada puestaen el cambio climático


Objetivos

La aplicación científica de mayor relevancia consiste en la

cuantificación a nivel regional de los flujos de los GEIs con

una resolución potencial de 10 km. Esta cuantificación

será posible gracias a la combinación de las observacio-

nes (atmosféricas, oceánicas y de ecosistemas) realizadas

por la red ICOS, utilizando modelos de transporte de

alta resolución y observaciones de satélites. Esta aplica-

ción permitirá supervisar, evaluar y orientar las estrate-

gias de mitigación al nivel de los ecosistemas terrestres.

Además, las observaciones proporcionadas por ICOS

representarán un gran potencial de aplicaciones cien-

tíficas de varios tipos, entre las que cabe destacar: la

calibración, validación y desarrollo de varios tipos de

modelos (biogeoquímicos SVAT (Soil Vegetation Atmos-

phere Transfer), de transporte atmosférico, de quími-

ca de la atmósfera, de intercambios entre océanos y

atmósfera...), los estudios de las interacciones feedback

entre ciclos biogeoquímicos y cambio climático, las

investigaciones de procesos a nivel de ecosistemas y

del océano, así como la calibración y validación de pro-

ductos de teledetección.

ICOS permitirá obtener información contrastada sobre

la capacidad de secuestro de carbono de los ecosiste-

mas terrestres y de qué manera puede verse ésta per-

turbada por las anomalías climáticas.

En el ámbito marino, la aplicación científica de ICOS

cobra especial relevancia si se considera que los océa-

nos juegan un papel fundamental en la regulación del

clima terrestre y, por tanto, en el cambio global. Por

una parte, la gran capacidad de absorber calor que

posee el océano contribuye significativamente a miti-

gar el incremento global de temperatura. Por otra,

los océanos limitan significativamente el aumento en

los niveles atmosféricos de este gas. Sin embargo, la

absorción de CO2 por parte de la superficie del océano

no resulta benigna para el propio sistema oceánico.

Entre los efectos derivados de esta captación, destaca

el fenómeno de la acidificación oceánica, que afecta

a la práctica totalidad de los equilibrios químicos con

consecuencias drásticas sobre la vida marina y los ciclos

biogeoquímicos a escala planetaria.

Retos tecnológicos

El principal reto al que se enfrenta ICOS consiste en el dise-

ño tecnológico de la red, lo que requiere diversos avan-

ces especializados para conseguir las características téc-

nicas necesarias de un diseño adecuado, tanto de las

instalaciones centrales como de las estaciones de medida.

Estaciones de medida

Las estaciones de medida de ICOS comparten una serie de

características esenciales: una alta estandarización de los

métodos y del equipamiento de medida, la modularidad,

el funcionamiento automático, el control local y remoto,

la actualización tecnológica dinámica y los costes reduci-

dos, entre otros. Los diferentes tipos de estaciones son:

· Estaciones atmosféricas (ICOS-AS): se dedicarán a la

medición sistemática de concentraciones de CO2, CH4,

N2O, CO, C, 222Rn, O2/N2, SF6, la estructura de la capa

límite atmosférica y las condiciones meteorológicas

básicas.

· Estaciones de ecosistemas (ICOS-ES): harán una medi-

da sistemática en continuo de flujos de calor sensible,

H2O, CO2, CH4, N2O, y de condiciones ambientales.

Además, llevarán a cabo la medición periódica de las

características de los ecosistemas.

· Estaciones marinas (ICOS-MS): llevarán a cabo la medi-

ción sistemática de la presión parcial de CO2, salinidad,

temperatura del agua, pH, etc. Incluirán dos tipos

distintos de estaciones: las estaciones fijas (boyas ins-

trumentadas), que proporcionarán series de medidas

temporales en un punto, y las estaciones VOS-line, que

proporcionarán series espacio-temporales para una

cobertura adecuada de la superficie de los océanos.

Instalaciones centrales

Constarán de varias partes:

· La oficina de coordinación: se dedicará a la organiza-

ción del programa de recolección de datos y de la gene-

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ración de productos de flujos rutinarios por los institu-

tos de investigación participantes, la divulgación y la

difusión de los productos de ICOS a través del Car-

bon Portal, que es un servidor que proporcionará un

acceso libre a los datos y sus productos.

· El Centro Temático Atmosférico (ICOS-ATC): desem-

peñará las siguientes funciones: apoyo técnico y reco-

lección on line de datos de las estaciones atmosféri-

cas, procesamiento y control de calidad de los datos,

gestión de la base de datos, desarrollo y evaluación

de la nueva instrumentación.

· El Centro Temático de Ecosistemas (ICOS-ETC): se dedi-

cará al apoyo técnico y recolección on line de datos

de las estaciones de ecosistemas, procesamiento y

control de calidad de los datos, gestión de la base

de datos, estandarización de la información y los pará-

metros complementarios en ecosistemas, desarro-

llo y evaluación de la instrumentación y de nuevos

métodos de medida.

· El Centro Temático Oceánico (ICOS-OTC): apoyo téc-

nico y recolección on line de datos de las estaciones

marinas, procesamiento y control de calidad de los

datos, gestión de la base de datos, desarrollo y eva-

luación de nueva instrumentación y nuevos métodos

de medida.

· Los laboratorios analíticos centrales: se trata del Labo-

ratorio Central de Muestras de Aire (ICOS-CFL), el Labo-

ratorio Central de Calibración y Estándares (ICOS-CAL)

y el Laboratorio Central de Radiocarbono (ICOS-CRL),


España ha expresado interés por participar en ICOS a

través de distintas instituciones nacionales y universi-

dades. Dada la naturaleza de la infraestructura, las ins-

tituciones que controlarán las estaciones de medida

tendrán responsabilidades similares, que consistirán en

la instalación, la operación y el mantenimiento de las

estaciones de la red de las cuales sean responsables.

Entre las instituciones interesadas, cabe destacar que

la Fundación CEAM (Centro de Estudios Ambientales

del Mediterráneo) tiene la responsabilidad de la coor-

dinación de la contribución española en la fase de pre-

paración de ICOS, ya que participa como National Focal

Point en el proyecto preparatorio. Por otra parte, el

CSIC, a través de distintos institutos, está implicado

en la fase de preparación y de diseño del centro temá-

tico oceánico (ICOS-OTC).

La parte española de la red de observación ICOS per-

mitirá mejorar de forma muy notable la información dis-

ponible para el estudio del cambio global a nivel nacio-

nal, principalmente para el análisis de las interacciones

entre el cambio climático y los ciclos biogeoquímicos

de los principales GEIs.

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COS)



130 M€ (2009)


2012-2013

Web: http://www.icos-infrastructure.eu

Las observaciones proporcionadas por ICOSrepresentarán un gran potencial de aplicaciones científicas.


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Descripción

Lifewatch (Science and Technology Infrastructure for Biodiversity Data and Observatories) será una e-infraestructura

de referencia mundial para la protección, gestión y uso sostenible de la biodiversidad. Durante casi 20 años, cien-

tíficos de dentro y fuera de Europa han estado trabajando en el diseño de planes y componentes científicos de lo

que es ahora la iniciativa Lifewatch: infraestructura en apoyo de la investigación en biodiversidad. Desde hace años

la Comisión Europea ha financiado ambiciosos proyectos y redes de excelencia en este ámbito, ocho de los cuales

unieron sus fuerzas en 2004 para integrar todos sus resultados en este proyecto coordinado por la Universidad de

Ámsterdam y que fue concebido a través de los expertos y la experiencia combinada de una serie de redes: Alter-

Net, EDIT, MarBEF, MGE, Eur-Oceans, Synthesis, BioCASE y ENBI.

Actualmente en fase preparatoria, Lifewatch construirá la Infraestructura de e-Ciencia y Tecnología de Investiga-

ción para Datos y Observatorios Relacionados con la Biodiversidad, que reunirá:

· Una red de observatorios marinos, terrestres y de aguas dulces.

· Acceso único y abierto a una gran cantidad de información distribuida en bases de datos interconectadas y sitios

de monitorización.

· Instalaciones de computación en laboratorios virtuales con herramientas analíticas y de modelación.

· Apoyo y formación a usuarios identificados y un programa de servicios públicos.

Esta instalación de investigación en biodiversidad abrirá nuevas oportunidades para la investigación e incrementa-

rá el conocimiento y gestión sostenible del medio natural. Lifewatch será una infraestructura distribuida con un

único portal europeo para el fomento de la ciencia de la biodiversidad.

Objetivos

La investigación básica en este área necesita nuevas aproximaciones para entender la complejidad del sistema bio-

diversidad. Ésta se estudia habitualmente a un nivel molecular (AND, ARN y proteínas), de especies y de ecosistemas.

Si bien sólo se conocen pequeñas fracciones de estas categorías de biodiversidad, aún se conocen menos sus rela-

Infraestructura de e-Ciencia y Tecnologíade Investigación para Datosy Observatorios Relacionadoscon la Biodiversidad

Lifewatch


La e-Ciencia aplicadaa la biodiversidad

La e-Ciencia aplicadaa la biodiversidad

Foto: C. Aedo


ciones. Una complicación añadida es que los patrones

y los procesos no son comparables en diferentes esca-

las espaciales ni temporales (desde minutos en las

escalas evolutivas a cientos de millones de años deter-

minan la biodiversidad del planeta). En este sentido,

Lifewatch añadirá una nueva metodología que permi-

tirá el análisis y la modelación de bases de datos gran-

des y heterogéneas. Esto permitirá la identificación

de posibles relaciones para esclarecer los procesos sub-

yacentes y abrirá nuevas oportunidades para la expe-

rimentación orientada a un solo objetivo.

Europa tiene una creciente necesidad de disponer de nue-

vas aproximaciones para entender y manejar el medio

ambiente, que permitan desarrollar estrategias de ges-

tión fiables y basadas en el conocimiento científico. Para

ello es preciso tener acceso a datos compartidos sobre

registros de biodiversidad existentes. Sin embargo, la dis-

ponibilidad actual de estos datos de observaciones sobre

hábitats, especies y ecosistemas es aún escasa, particu-

larmente en lo que se refiere a coordinar y compartir

información entre países, organizaciones y disciplinas, lo

que dificulta satisfacer las necesidades de un desarrollo

sostenible. Para paliar este déficit, una posible solución

es una acción colectiva focalizada, para lo que hay ya

en marcha diversas iniciativas sobre observaciones

remotas de la Tierra; en Europa mediante el proyecto

GMES (Global Monitoring for Environment and Security),

y a escala global con el proyecto GEOSS (Global Earth

Observation System of Systems). Pero es necesario com-

plementarlas con una infraestructura que proporcio-

ne observaciones sobre el terreno y a nivel del mar sobre

ecosistemas, especies y la variabilidad genética de sus

componentes. Por esta razón, se debe garantizar, como

una actividad en progreso, un uso sencillo de los datos

recopilados, así como digitalizar multitud de datos que

aún no están disponibles en formato digital.

Es cada vez más importante desarrollar nuevos enfo-

ques para comprender y manejar de una forma soste-

nible el medio ambiente, de modo que estén equilibra-

das las necesidades espaciales para las actividades

humanas y la protección del medio natural. Los ámbi-

tos más interesantes abarcados por el concepto bio-

diversidad son: la ordenación del territorio, la evalua-

ción ambiental y el seguimiento medioambiental, la

conservación y la gestión de la naturaleza, la agricultu-

ra, el comercio, la salud y la seguridad, los productos

naturales, farmacéuticos y la biotecnología, así como

el desarrollo en el exterior.

Retos tecnológicos

Lifewatch no sólo utilizará las más avanzadas tecnolo-

gías; esta infraestructura está principalmente conce-

bida para desarrollar nuevas tecnologías punteras de

las que se espera que produzcan otras aplicaciones spin

off para los sectores industriales y otras áreas de inte-

rés económico. Debido a la gestión por acceso abier-

to será posible beneficiarse de las contribuciones de

miles de desarrolladores de programas.

La visión técnica de la tecnología TIC de Lifewatch es la

de una institución de e-Ciencia compatible con la emer-

gente e-infraestructura europea (EGI, EGEE…), que per-

mitirá a los equipos de investigación la creación

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La visión técnica de la infraestructura TIC de Lifewatch permitirá a los equipos de investigación la creación de e-laboratorios ocomponer e-servicios.


de e-laboratorios o componer e-servicios. Todos los

recursos públicos, tales como almacenes de datos,

capacidad computacional y sensores, serán accesibles

a través de una arquitectura orientada al servicio y

basada en un modelo de referencia estandarizado.

De este modo, los elementos de la infraestructura Life-

watch son: componentes in situ para la monitorización

y datos relacionados con la biodiversidad; redes TIC para

la generación, procesado y almacenamiento de datos;

instalaciones informáticas para el almacenamiento, la

integración de datos e interoperabilidad; laboratorios

virtuales que ofrezcan herramientas analíticas y de

modelación; centro de servicios para proporcionar ser-

vicios especiales para las políticas europeas y naciona-

les, así como para proporcionar oportunidades de inves-

tigación a jóvenes científicos.


Actualmente, España participa en la fase preparatoria

del consorcio Lifewatch a través del CSIC, que a su vez

participa con seis de sus instituciones: el Museo Nacio-

nal de Ciencias Naturales (MNCN), como coordinador,

el Real Jardín Botánico (RJB), el Instituto Avanzado de

Estudios Mediterráneos (IMEDEA), el Instituto de Cien-

cias del Mar de Barcelona (ICMB), el Centro de Estu-

dios Avanzados de Blanes (CEAB) y la Estación Biológi-

ca de Doñana (EBD). Además, el CSIC tiene establecido

un convenio de colaboración, liderado por el MNCN,

con el Instituto de Estudios Jurídicos Internacionales de

la Cátedra UNESCO perteneciente a la Universidad Rey

Juan Carlos (URJC) y el Centro de Estudios Europeos

de la Universidad de Castilla La Mancha (UCLM), como

apoyo jurídico en el proyecto.

Además del CSIC, se espera que en las fases de construc-

ción y operación participen otras instituciones y organis-

mos nacionales que han manifestado interés, como por

ejemplo la Reserva Biológica de Doñana. Asimismo, la

participación en Lifewatch del Nodo GBIF-España, (uno

de los más activos de GBIF, véase página 28 del presen-

te libro) representa todo un valor añadido.

El presupuesto para la puesta en marcha del proyec-

to se estima en 370 millones de euros, y 75 millones

de euros al año son los costes estimados de opera-

ción. En principio, cada contribución nacional estará

relacionada con su PIB. A falta de una decisión final,

existe una propuesta para que en España se instale

la sede central, el Centro de Servicios de Europa Occi-

dental, así como uno de los nodos de supercompu-

tación y modelización.

Y es que España es, posiblemente, el país europeo

con mayor riqueza en biodiversidad. A través de los pro-

yectos Fauna Ibérica, Flora Ibérica y Flora Micológica

Ibérica, que no tienen equivalente en otros países euro-

peos, España es el único país mediterráneo que ha logra-

do la capacidad de coordinación de su comunidad taxo-

nómica. Por otra parte, la Red LTER-España (Long Term

Ecological Research Network) aporta capacidad y expe-

riencia en la implementación de nuevas tecnologías

para el seguimiento ecológico (sensores, parámetros

ecológicos, estado y evolución de la biodiversidad en

tiempo real) mediante protocolos estandarizados y

compatibles con la red LTER-Europa.

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370 M€


Web: http://www.lifewatch.eu

Actualmente, España participa en la fase preparatoriadel consorcio Lifewatch a través del CSIC.


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POS)

Descripción

El proyecto EPOS (European Plate Observing System), nace como una estructura distribuida de investigación y e-ciencia

relativa a datos observacionales de terremotos, volcanes, dinámica superficial y tectónica. Está concebido para coor-

dinar y normalizar la actividad en el campo de ciencias de la Tierra de instituciones de los siguientes países: Italia

(sede del centro coordinador), Alemania, Reino Unido, Francia, España, Holanda, Suiza, Dinamarca, Grecia, Portugal,

Noruega, Islandia, Rumania, Turquía, Irlanda, República Checa, Israel, Suecia, Eslovaquia y Polonia.

Con la integración de equipamientos y bases de datos a nivel europeo se debería superar la actual situación de

fragmentación y atomización de recursos. Asimismo, Europa podrá recuperar su posición histórica de liderazgo en

la observación e investigación de la Tierra. La información unificada y de amplio alcance que se obtendrá con la

red de infraestructuras de EPOS permitirá evaluar la existencia en el subsuelo de recursos minerales y energéticos

y facilitará la comprensión del funcionamiento de los fenómenos naturales. Será también un referente indispensa-

ble en el diseño de políticas de actuación ambiental, de protección civil, así como en la evaluación de la vulnerabi-

lidad de estructuras de riesgo.

La singularidad de EPOS radica en que, en principio, ya existe una gran cantidad de instrumentación para la monito-

rización de la Tierra según diversas temáticas (sísmica, vulcanológica, geomagnética, gravimétrica, geodesia y

deformación…), que se encuentra repartida entre muchas instituciones y países dentro del continente europeo,

Observatorio Europeo de Tectónicade Placas

EPOS

Esquema de equipamientos y datosgeofísicos involucrados en el proyectoEPOS.


Una visión comúnde la geología europeaUna visión comúnde la geología europea


con una densidad muy variable de puntos de medición.

El objetivo básico de EPOS, actualmente en su fase pre-

paratoria, es integrar la gestión de todas esas infraes-

tructuras y de los datos que generan, optimizar los recur-

sos y homogeneizar la densidad de observaciones.

La fase de construcción de EPOS se prevé de larga dura-

ción (transcurrirá en el periodo 2012-2018) y compor-

ta un coste global de infraestructura, equipamientos

y mantenimiento operativo anual relativamente ele-

vados (alrededor de 500 y 80 millones de euros, res-

pectivamente). No obstante, la mayoría de esos cos-

tes son asumidos por las distintas instituciones. En

concreto, se ha estimado que, en promedio, el 70%

de los costes de la fase de construcción está asegu-

rado por los presupuestos ordinarios u otras fuentes

habituales de financiación de los grupos actualmente

responsables de la gestión de las infraestructuras que

se integrarán en EPOS.

Objetivos

El proyecto EPOS está diseñado para actuar como polo

centralizado que proporcione apoyo a la investigación

básica y aplicada, actuando como catalizador en tres

aspectos: investigación, innovación y educación.

Concretamente, el estudio del cambio global que afec-

ta al sistema Tierra es un sistema acoplado entre geo-

morfología, tectónica y clima. En este sentido es des-

tacable que el conocimiento del subsuelo derivado de

la infraestructura de EPOS tendrá incidencia directa

en la cuantificación del GWP (Global Warning Potential).

Cabe mencionar aspectos como la ubicación y el dise-

ño de almacenamientos subterráneos de gases de efec-

to invernadero para disminuir el exceso de estos gases

en la atmósfera (véase el proyecto ECCSEL en la pági-

na 234), los almacenamientos controlados de residuos

que minimicen su impacto en recursos hídricos o en

contaminación agrícola, la valoración correcta de ries-

gos, el grado de vulnerabilidad de estructuras, la apli-

cación de la norma sismo-resistente...

El sistema Tierra es muy complejo, ya que numerosos

procesos actúan al mismo tiempo y evoluciona como

un sistema abierto. Predecir o simular su evolución

requiere una alta resolución, no sólo en los conocimien-

tos empíricos, sino también en los teóricos (en forma

de ecuaciones deterministas con una componente pro-

babilística que incluya las posibles variaciones de los

parámetros para que el sistema sea predecible). Por ello,

se requiere una actuación integrada de científicos exper-

tos en las distintas disciplinas de las ciencias de la Tie-

rra: climatólogos, oceanógrafos, geofísicos, geólogos,

biólogos, físicos, químicos, matemáticos, ingenieros,

etc. El objetivo es alcanzar una auditoría detallada del

sistema terrestre que tenga en cuenta, además de los

procesos superficiales recientes, la caracterización deta-

llada del subsuelo (con alta resolución a distintas esca-

las) que permita modelar la respuesta. Por ejemplo, para

inferir el comportamiento de los glaciares alpinos los

controles topográficos son fundamentales, pero éstos

dependen tanto de la evolución climática como de los

movimientos verticales. El balance energético es otro

factor de importancia para la valoración del cambio y

está directamente relacionado con el flujo de calor

terrestre y sus variaciones. Su conocimiento también

es vital en la explotación de energías alternativas.


La participación española está prevista a través de

un consorcio de instituciones que tendría como enti-

dad gestora al CSIC a través del Instituto de Ciencias

de la Tierra Jaume Almera de Barcelona. En España,

la infraestructura de observación de la Tierra se encuen-

tra distribuida entre un gran número de centros y gru-

pos vinculados a diferentes instituciones y universida-

des, así como diversos entes autonómicos. La gestión

de estas infraestructuras y de los datos que generan

ha sido tradicionalmente muy independiente. La dis-

persión, fragmentación y heterogeneidad de los recur-

sos de observación de la Tierra disponibles actualmen-

te en España ha traído consigo una pobre utilización

y aprovechamiento de los mismos por parte de la

comunidad científica y tecnológica. La necesidad de

disponer de una estructura transversal que integre

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todas las infraestructuras de observación y ponga en

funcionamiento unas bases de datos completas y de

acceso inmediato ha sido claramente percibida, tan-

to desde estamentos gestores de política científica

como desde la propia comunidad científica de base.

Por ello, el marco que ofrece EPOS y el consorcio en el

que se integrarían la veintena de grupos españoles par-

ticipantes es una oportunidad única para optimizar y

rentabilizar los recursos existentes.

Durante la fase de construcción de EPOS-España se pre-

vén cinco aplicaciones fundamentales: el análisis y homo-

geneización de los sistemas de transmisión, la puesta

al día y normalización de las redes de monitorización,

la definición de los elementos que configuren las bases

comunes de datos, la creación de un banco de softwa-

re y el establecimiento de sistemas de transmisión de

información e interacción con organismos y entidades

relacionados con las cuestiones ambientales. Todas ellas

están en consonancia con las iniciativas internaciona-

les actuales de mayor envergadura, como Earthscope

o Topo-Europe, y permitirán situar al consorcio español

en una posición destacada.

De modo general, las bases de datos obtenidas por la

plataforma EPOS-España deben proporcionar informa-

ción sobre la estructura, evolución y dinámica de la

Península Ibérica, nuevos datos para descubrir y validar

el funcionamiento de sistemas activos de fallas, nuevas

claves del funcionamiento del sistema manto-corteza-

atmósfera (es decir la interrelación entre el manto litos-

férico y la corteza continental y su repercusión en el

cambio global, integrando datos de todas las discipli-

nas de las ciencias de la Tierra). Además, la platafor-

ma deberá fusionar las observaciones y los resultados,

gestionando un volumen de datos masivo, proporcio-

nando acceso a herramientas para su manipulación y

visualización, e igualmente suministrará un marco para

la integración de otros equipos investigadores ya exis-

tentes en ciencias de la Tierra.

A partir de la información recogida en las citadas bases

de datos se esperan resultados relevantes, entre los que

cabe mencionar: la creación de nuevos modelos de la

estructura y propiedades del manto sublitosférico en la

Península Ibérica basados en la integración de observa-

bles geofísicas (fundamentalmente de tomografía sís-

mica), nuevos mapas de espesor litosférico y de rigidez,

así como de ritmo de deformación en cada área de inte-

rés, un nuevo mapa actualizado de profundidad del

moho y espesor cortical, así como mapas de propie-

dades físicas en áreas clave de la Península Ibérica (inte-

grando información estructural y modelos 3D de pará-

metros geofísicos). La evaluación y el análisis de nuevas

bases de datos geodésicas y gravimétricas y la carac-

terización de la vulnerabilidad de las distintas regio-

nes frente a deslizamientos ligados a la topografía y a

la actividad sísmica son también futuros resultados de

destacado interés.

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Ubicación: Italia

Presupuesto de construcción: 500 M€

Año estimado de puesta en funcionamiento:

2018

Webs:

http://www.epos-eu.org/

http://www.igme.es/internet/TopoIberia/

http://www.ictja.csic.es/edt/TPHardware.html

EG: Instituto Geográfico NacionalPM: Instituto de MetereologíaIG: Instituto Andaluz de GeofísicaCA: Institut Geològic de CatalunyaWM: ROA/UCMLX: IGIOLOthersIAG temporary deploymentIberArray (installed)IberArray (planned)Morocco

Distintas estaciones de observación repartidas por laPenínsula Ibérica y norte de África.


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(SIO

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Descripción

El objetivo principal de la infraestructura SIOS (Svalbard Integrated Arctic Earth Observing System) es el establecimiento

de un Sistema Integrado de Observación constituido por todos los observatorios e instalaciones de investigación exis-

tentes en el archipiélago de Svalbard (Noruega) y áreas circundantes. SIOS integrará estudios sobre procesos geofísi-

cos, hidrológicos, químicos y biológicos procedentes de todas las plataformas disponibles de investigación y monito-

rización (tierra, mar, hielo/glaciar y atmósfera/espacio), respondiendo así a la necesidad de monitorizar el cambio

global. Esta infraestructura de investigación es principalmente europea y cuenta con la presencia de un gran número

de institutos de investigación y una amplia e interdisciplinar comunidad de usuarios.

La localización geográfica de Svalbard y la infraestructura de investigación allí existente constituyen una excelen-

te oportunidad para realizar estudios sobre los cambios que se están produciendo en los ecosistemas y sus efec-

tos en la cadena alimentaria en las zonas polares del planeta, así como sobre los patrones de transporte oceáni-

cos y atmosféricos que prevalecen en el Ártico. El sistema integra observaciones y análisis de la capa de hielo

estacional de la zona, estudios del balance de energía en la atmósfera, desde los límites con el espacio hasta la

superficie de la Tierra, etc. Las regiones polares son las regiones que reaccionan más rápida e intensamente al cam-

bio climático global que otras regiones del planeta. Por eso se considera a estas zonas como regiones de alerta

temprana.

La infraestructura SIOS, con sede en Noruega, se presenta como un nodo entre la mayoría de los proyectos ESFRI rela-

cionados con el medio ambiente, tales como EMSO, ERICON, ICOS, Lifewatch, EISCAT-3D, EPOS, Euro-Argo, etc.

Sistema Integrado de Observacióndel Ártico en Svalbard

SIOS

La localización geográfica de Svalbard y la amplia infraestructura de investigación existente constituyen una excelente oportunidadpara realizar estudios en el Ártico.


173

Los latidosdel Ártico

Los latidosdel Ártico

Objetivos

Como plataforma de observación, la infraestructura SIOS

complementará a otros proyectos como SAON (Sustaining

Arctic Observing Networks), que podría desarrollarse como

un gran centro en el citado plan. SIOS establecerá un sis-

tema de bases de datos y metadatos de libre acceso para

los grupos de investigación europeos y de los países del

entorno Ártico. El acceso a estas bases de datos será com-

pleto y libre y cubrirá todas las áreas de conocimiento que

constituyen SIOS. También existirá un portal de observa-

ción on line llamado EOS y situado en Svalbard, en cola-

boración con las comunidades de investigación europea

y los países del entorno Ártico; así como en coordina-

ción con iniciativas y bases de datos árticas y globales,

como es el caso de AMAP Thematic Data Centres, GEOSS

y una serie de redes de observación relevantes y de bases

de datos de interés medioambiental para el Ártico.

Actualmente, Svalbard es una zona de investigación

provista de instalaciones de investigación de gran

escala y muchos laboratorios de tamaño medio, una

universidad internacional y la estructura de soporte

necesaria para alojar un consorcio internacional de

investigación.


En la actualidad, no consta participación española rele-

vante en el proyecto SIOS.


Ubicación: Svalbard (Noruega)

Presupuesto global de construcción estimado:

50 M€


Web: http://www.unis.no/SIOS


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Descripción

El Aurora Borealis será un buque de investigación polar equipado con la tecnología más avanzada. Se trata de un rom-

pehielos pesado, que servirá para efectuar perforaciones científicas y también como plataforma polivalente de inves-

tigación oceanográfica polar. Su diseño incorpora modernas tecnologías que le permitirán operar en todas las regio-

nes polares, hasta el Océano Ártico Central y los márgenes continentales de la Antártida, en todas las temporadas

del año. Este navío es el resultado de un desarrollo completamente nuevo que combina tres tipos de buques dife-

rentes: un rompehielos con capacidad operativa en hielo multianual de hasta 2,5 m de grosor (alcanzable hasta la

fecha sólo por rompehielos con propulsión nuclear), un barco de perforación en mar profundo con laboratorios para

el procesado en tiempo real de los testigos y una nave multifuncional de investigaciones oceanográficas, meteoro-

lógicas y de física y química de la atmósfera. Todo ello hace del Aurora Borealis algo único en el panorama global

de las infraestructuras de investigación oceanográficas polares.

Con la reciente entrada de Dinamarca y del Instituto Finlandés de Meteorología, en la actualidad participan en su

desarrollo 16 instituciones públicas y privadas, representando a 11 países europeos, con el fin de establecer el

marco estratégico, legal, financiero y de organización para que los gobiernos nacionales y la Comisión Europea

Diseño conceptual del futuro rompehielos Aurora Borealis.

Buque de Investigación Polar

AuroraBorealis


Rompiendo el hieloRompiendo el hielo


puedan identificar los recursos necesarios para la cons-

trucción y la gestión del Aurora Borealis. El buque de

investigación será gestionado como una infraestruc-

tura de gran tamaño por países europeos y otras nacio-

nes asociadas en un consorcio denominado European

Research Icebreaker Consortium (ERICON). Se formará

una estructura legal conectada con otras estructuras

de actividades científicas en áreas polares (como esta-

ciones polares, soporte aéreo, soporte de datos de

satélite…). La gestión científica será apropiada a las

investigaciones de largo plazo, internacionales y mul-

tidisciplinares, con un especial interés en la coopera-

ción científica y tecnológica con socios privilegiados

(como Rusia, por ejemplo).

Objetivos

Las áreas polares de la Tierra son las que reaccionan

más rápida e intensamente al cambio climático global.

Es imprescindible estudiar los cambios en su medio

ambiente, tanto los que ya están ocurriendo como

los que han ocurrido en el pasado, para prever las varia-

ciones más importantes que se producirán a lo largo

del siglo XXI.

A través de su capacidad de permanecer y desarrollar

investigaciones científicas en mares polares, tanto

durante el verano como en el invierno, y a la posibili-

dad de realizar trabajos de perforación en el subsuelo

marino hasta los 1.000 m de profundidad, la infraes-

tructura europea Aurora Borealis permitirá investigar

aspectos científicos fundamentales como por ejemplo:

el cambio del estado del hielo marino y las propieda-

des de las aguas oceánicas en zonas polares, la super-

vivencia de las plantas y animales en el medio ambien-

te más extremo de la Tierra o la información de los

cambios climáticos naturales registrada en los archi-

vos geológicos de los sedimentos marinos (que podría

ayudarnos a predecir el cambio climático futuro). Se

espera que el buque genere información que dé a los

científicos la posibilidad de separar los efectos del cam-

bio climático antropogénico del cambio natural en las

áreas polares.

De esta manera, la infraestructura Aurora Borealis per-

mitirá llevar a cabo investigaciones en los campos de

la geología, la geofísica, la biología, la oceanografía físi-

ca y química, la glaciología, la meteorología, la física y

química de la atmósfera y la batimetría.


A corto plazo está prevista la inclusión de una institu-

ción científica española entre los participantes del con-

sorcio ERICON, que prevé la posibilidad de incluir nue-

vos participantes (como ha sido el caso de Dinamarca

en 2009). La participación española en ERICON permi-

tirá desarrollar la actividad de “difusión capilar” de la

iniciativa entre la comunidad científica nacional, iden-

tificar los posibles agentes tecnológicos (públicos y pri-

vados) interesados en participar en la construcción del

buque, así como la estructura de gestión (tanto cientí-

fica como operativa) con vistas a la construcción de la

infraestructura.

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El buque oceanográfico estará equipado con la tecnología más avanzada de investigación.


A medio plazo, y dependiendo de la actividad a reali-

zar en el marco de ERICON, España, a través de sus órga-

nos competentes, podrá decidir si da soporte al de-

sarrollo de la infraestructura. La participación podría

efectuarse en dos modalidades y una tercera alternati-

va todavía por desarrollar formalmente:

· Formar parte de los países financiadores principa-

les contribuyendo con una cuota.

· Entrar en sociedades de países “menores” con apor-

taciones dinerarias más pequeñas y utilizando sopor-

tes financieros como el European Investment Bank.

· Una tercera modalidad de participación, todavía no

concretada formalmente, sería a través de una con-

tribución en especie en forma de soporte tecnológi-

co o empresarial.

Alternativamente, España podría utilizar la infraestruc-

tura Aurora Borealis sin entrar en los grupos de países

financiadores, como usuario ocasional.

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650 M€


2014

Web: http://www.eri-aurora-borealis.eu/

Está prevista la inclusión de una institución científica españolaentre los participantes del consorcio ERICON.

El Aurora Borealis permitirá llevar a cabo investigaciones en numerosas áreas científicas.


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Descripción

La infraestructura EMSO (European Multidisciplinary Seafloor Observation) es un observatorio multidisciplinar del

fondo marino que se encuentra desplegado en localizaciones específicas en la proximidad de la costa europea. Su

misión es la monitorización continua de la citada costa con fines medioambientales y de seguridad. EMSO se encuen-

tra organizado como una única estructura de gestión a nivel europeo (formando parte de un entramado global de

observatorios marinos), para la monitorización de los mecanismos medioambientales relativos a la evolución de la

vida y del ecosistema, cambios globales y riesgos geológicos. La infraestructura pretende constituirse como un

elemento clave, tanto para el proyecto GMES como para GEOSS.

Actualmente, la creación y puesta a punto de una red multidisciplinar de observatorios submarinos se gestiona a

través de dos proyectos financiados por la UE: la Red de Excelencia ESONET (European SeaFloor Observatory

Network) del VI Programa Marco, y el Proyecto EMSO, perteneciente al VII Programa Marco. Dicha red de obser-

vatorios proporcionará una supervisión continua de fenómenos marinos en los campos de la geofísica, biogeo-

química, biología y oceanografía. El ámbito geográfico del proyecto se centrará, principalmente, desde el límite

de la plataforma hasta profundidades de hasta 4.000 m, extendiéndose aproximadamente 15.000 km desde el

océano Ártico hasta el Mar Negro.

La implementación de redes de sensores marinos de escala regional ha sido considerada por el foro ESFRI como

una infraestructura europea de enorme interés estratégico, siendo EMSO una de las acciones apoyadas por el

mencionado foro. En la actualidad, participan en el proyecto como socios 40 instituciones y empresas de 14 países

europeos. Este tipo de infraestructuras serán análogas a las que se están desarrollando fuera de la UE, como es el

caso de la red canadiense-norteamericana NEPTUNE (North-East Pacific Time-Series Underwater Networked Experiments)

o la red japonesa ARENA (Advanced Real-time Earth monitoring Network in the Area).

Los proyectos europeos ESONET y EMSO permitirán a Europa liderar el complejo y aún poco conocido mundo de

los procesos que ocurren en los fondos marinos, que encierran muchas de las respuestas científicas de la dinámica

de sistemas que observamos en superficie. Estos proyectos ofrecen la ventaja de contar con muestreos continuos

y de largas series temporales.

Objetivos

Entre otras, algunas de las aplicaciones científicas y tecnológicas más importantes de los observatorios submari-

nos son:

Observatorio Multidisciplinar Europeodel Fondo Marino

EMSO


Un programa para vigilarlas costas europeas

Un programa para vigilarlas costas europeas


Geología-geofísica-geoquímica-biogeoquímica. La esti-

mación del flujo de masa o de material particulado es

un parámetro clave tanto en el estudio de procesos

superficiales como en el transporte de sedimento o la

dispersión de contaminantes. Muchos de estos fenó-

menos son esporádicos y asociados a eventos aisla-

dos (tormentas, crecidas de cursos fluviales…). Una par-

te importante de dicho transporte se efectúa cerca de

la superficie del fondo marino y no es detectable

mediante fotografía aérea o de satélite.

Procesos físicos-oceanográficos. Los observatorios sub-

marinos pueden proporcionar medidas sinópticas de

parámetros, como la temperatura o variaciones del nivel

del mar, para las que no existen conjuntos integrados

de medidas en diferentes puntos.

Meteorología marina. Los sistemas de observación

atmósfera-océano integrados permiten profundi-

zar en el estudio de interacciones entre el aire y el

agua. Esto es particularmente importante en zonas

costeras donde las variaciones meteorológicas jue-

gan un papel importante (afloramiento costero, for-

mación de niebla, efectos orográficos, etc.). Se pue-

den estudiar tendencias de cambio de comunidades

marinas y la estructura trófica asociada a cambios

climáticos y procesos a larga escala (El Niño, La Niña,

NAO…).

Interacciones física-biología. Las señales biológicas a

menudo experimentan importantes cambios en regio-

nes próximas a discontinuidades físicas (frentes, remo-

linos...). Los cambios en el forzamiento externo (varia-

ciones en la velocidad del viento, la radiación solar, etc.)

pueden llevar asociados modificaciones importantes de

las corrientes y/o en la estratificación de la columna

de agua que provoquen efectos importantes en la diná-

mica de los procesos biológicos (como la aparición súbi-

ta de floraciones de algas, por ejemplo). No se conoce

con exactitud la abundancia y distribución de muchos

organismos, desde zooplancton hasta mamíferos mari-

nos, y tampoco los procesos físicos que pueden afectar

a dichas distribuciones.

Experimentación industrial. La posibilidad de tener un

laboratorio submarino cuyos parámetros de medida y

resultados pueden conocerse y modificarse en tiempo

real puede permitir experimentar el comportamiento

de materiales y dispositivos en el medio submarino.

Transporte marítimo. Se abordan aspectos como la segu-

ridad en el transporte o los vertidos. La firma acústica

de los diferentes buques permitirá conocer sus movi-

mientos y actividades.

Estudio de recursos. Los laboratorios submarinos per-

miten realizar exploraciones sobre recursos mineros,

gas, fuentes de energía alternativas, etc.


La participación española en EMSO está liderada por

dos institutos del CSIC: la Unidad de Tecnología Mari-

na (UTM) y el Instituto de Ciencias Marinas (ICM), así

como por el grupo de investigación SARTI de la Uni-

versidad Politécnica de Cataluña.

La contribución de España dentro de la red de exce-

lencia ESONET está centrada, principalmente, en la

planificación e implementación de estrategias, logís-

tica y operativa (tanto para los nodos submarinos

cableados como para los sistemas autónomos), así

como en aspectos de interoperabilidad y sincroniza-

ción en redes de sensores marinos. Los grupos espa-

ñoles participan de manera activa en el Golfo de Cádiz

(sistema autónomo) y en el Laboratorio de Cablea-

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EMSO dará la posibiidad de tener un laboratorio submarinocuyos parámetros de medida y resultados pueden conocerse ymodificarse en tiempo real.


do de Sicilia Este (Italia), mediante una “demo-misión”

denominada Lido, dentro del proyecto ESONET.

En mayo de 2009, el buque oceanográfico Sarmiento de

Gamboa instaló el primer observatorio submarino espa-

ñol cableado: OBSEA (Observatorio Submarino Expan-

dible), que se encuentra a una profundidad de 20 m y

a una distancia de 40 km de la costa de Vilanova i la Gel-

trú (Barcelona). Esta actuación se encuadra en los pro-

yectos ESONET y EMSO, donde la implementación de

redes de sensores marinos de escala regional ha sido

considerada como una infraestructura europea de ele-

vado interés estratégico.

Con OBSEA se consigue una observación en tiempo

real de múltiples parámetros en el medio marino. La

ventaja principal de disponer de un observatorio cable-

ado es que se proporciona energía y un enlace de ban-

da ancha de manera continua a los instrumentos cien-

tíficos conectados y, por tanto, una interacción con

ellos (modificación instantánea de velocidad de mues-

treo, sensibilidad, control energía, etc.), lo que permi-

te observaciones completamente inviables en obser-

vatorios autónomos. La conexión directa de OBSEA a

una estación terrestre por cable le proporciona una

potencia y versatilidad muy importantes. Además,

se trata de una infraestructura modular, ampliable y

adaptable a diferentes configuraciones, que permite

incorporar distintos sensores, la estandarización del

control y la gestión de comunicaciones y observacio-

nes en el fondo marino. Por ello, es un laboratorio ver-

sátil y de fácil acceso que permite testear e incorporar

nuevas tecnologías que, posteriormente, se ubicarán

a mayores profundidades.

Desde la unidad promotora de la instalación se han

establecido acuerdos de colaboración con el Servicio

Meteorológico y el Instituto Geológico de Cataluña

para la difusión y tratamiento de los datos genera-

dos por el observatorio OBSEA. Además, se ha firma-

do un convenio con el consorcio que promueve la

extensión del Parque Natural del Garraf a la vertiente

marítima, con el objeto de facilitarle el acceso a los

datos generados por el sistema.

Retorno tecnológico esperable

El retorno esperado deriva directamente del interés tec-

nológico del proyecto: patentes, contribuciones en espe-

cie y retorno industrial asociados a la ejecución del pro-

yecto. Igualmente se esperan oportunidades para la

transferencia de tecnología y para la innovación a secto-

res industriales o energéticos interesados en el desarrollo

tecnológico asociado a la construcción del proyecto o

en la aplicación de los resultados de la investigación pro-

puesta, una vez que se haya realizado la infraestructura.

La presencia española en el EMSO tiene como objetivo

proponer áreas de trabajo a los miembros de la red euro-

pea en el nodo submarino OBSEA, participando de este

modo en el diseño y utilización de las tecnologías ocea-

nográficas. Aunque el ámbito geográfico del proyecto

EMSO se centrará, principalmente, desde el límite de la

plataforma hasta profundidades de hasta 4.000 m, OBSEA

puede aportar a la red su empleo como estación de prue-

bas y de validación de nuevas tecnologías en aguas some-

ras. De este modo, se puede convertir en una instalación

para la red EMSO y sus miembros asociados.

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Ubicación: Infraestructura distribuida


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Web: http://www.emso-eu.org

La presencia española en EMSO tiene como objetivo proponeráreas de trabajo a los miembros de la red europea en el nodosubmarino OBSEA.


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Descripción

La infraestructura EISCAT_3D (European Incoherent SCATter) constituirá la nueva generación europea de radares para el

estudio de la atmósfera en latitudes altas, estará situado en el norte de Escandinavia y proporcionará prestaciones a la

comunidad científica que irán mucho más allá de las disponibles en la actualidad. La infraestructura estará formada por

antenas activas con desplazamiento de fase y por un conjunto de antenas pasivas. El número de antenas con las que

contará el sistema estará comprendida entre las 10.000 y las 100.000 unidades, y estarán localizadas en tres países.

La infraestructura será capaz de realizar medidas desde la alta estratosfera hasta más allá de la magnetosfera, con-

tribuyendo a la investigación en ciencia básica y aplicada a través de la promoción del estudio del espacio. EISCAT_3D

también permitirá conocer cual es la influencia en el clima de la variabilidad natural en la interacción Sol-Tierra.

Además del estudio atmosférico, la implementación de avanzadas tecnologías de formación de haz y de direccio-

namiento permitirá la generación de imagen volumétrica y posibilitará el seguimiento de objetos espaciales, saté-

lites y basura espacial, a través del cielo.

Los objetivos científicos son muy variados e incluyen medidas muy precisas de diversos parámetros de la ionosfera y la

atmósfera. Los resultados mejorarán los estudios del clima, del balance energético de la atmósfera, de la física del plas-

ma, de la estructura de la atmósfera, así como de su química y dinámica, de las partículas de polvo y de los objetos situa-

dos en las proximidades de la Tierra (cartografía de alta resolución). Sus aplicaciones al estudio del cambio climático, las

comunicaciones, la navegación o la mejora de la información obtenida a partir de satélites, serán más que notables.

El proyecto propone el desarrollo de radares de nueva generación con la incorporación de todos los conocimientos exis-

tentes en el campo de la dispersión incoherente en la alta atmósfera. EISCAT ha sido financiado y desarrollado por

diferentes instituciones de investigación de Noruega, Suecia, Finlandia, Japón, China, Alemania y el Reino Unido.

El proyecto EISCAT_3D mantiene relación con otros proyectos medioambientales, como es el caso de SIOS.

Objetivos

El nuevo proyecto pretende incorporar todos los desarrollos que han sido obtenidos en el periodo previo de aplica-

ción de EISCAT. La nueva instrumentación dará lugar a la mejor plataforma del mundo para el estudio de dispersión

Radar de Formación de ImagenTridimensional para la InvestigaciónAtmosférica y Geoespacial

EISCAT_3D


incoherente en la alta atmósfera y en la ionosfera, ya que

se trata de una nueva generación de radares.

Este proyecto puede proporcionar un conocimiento de la

ionosfera y de la atmósfera con una alta resolución y en

tres dimensiones. La aplicación de estos datos al estudio

del cambio climático, a través del cálculo de la variabili-

dad de parámetros ionosféricos, puede tener gran tras-

cendencia. Pero también tiene aplicaciones en la obten-

ción de imágenes de alta resolución de cuerpos celestes

(cartografía de objetos próximos a la Tierra), el estudio de

meteoros, la navegación de satélites o los vuelos pola-

res. El conocimiento que EISCAT_3D proporcionará sobre

turbulencia del plasma en la ionosfera se considera tras-

cendental para las comunicaciones y la navegación.



vante en el proyecto ESICAT_3D.

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250 M€


Web: http://www.eiscat3d.se/

La siguiente generaciónde radares apunta al cielo

La infraestructura EISCAT_3D constituirá la nueva generacióneuropea de radares para el estudio de la atmósfera en altaslatitudes.




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Descripción

La infraestructura IAGOS (In-service Aircraft for a Global Observing System) se basa en la experiencia científica y tec-

nológica adquirida en los proyectos de investigación MOZAIC (Medición del Ozono y el Vapor de Agua en los Avio-

nes Airbus en Servicio de Aeronaves), financiado por la Comisión Europea en el IV y V Programas Marco, y CARIBIC

(Aeronaves Civiles para la Investigación Regular de la Atmósfera). Su objetivo es la investigación de la distribución

de los gases de efecto invernadero en todo el globo, aprovechando para ello los vuelos de aviones comerciales de

distintas compañías aéreas. IAGOS tiene prevista una duración de 20 años.

Dentro de la iniciativa IAGOS se desarrollan instrumentos de alta tecnología para las mediciones in situ de especies

químicas atmosféricas (O3, CO, CO2, NOx, H2O), aerosoles y partículas de la nube. Los datos estarán disponibles en

tiempo real en los centros de servicios GMES (Global Monitoring for Environment and Security).

La infraestructura IAGOS fue iniciada por el FZJ (Forschungszentrum Jülich GmbH, de Alemania), el CNRS (Centre Natio-

nal de la Reserche Scientifique, de Francia), Meteo France y Airbus, junto con una creciente comunidad de institucio-

nes de investigación y compañías aéreas.

El proyecto generará una base de datos para los usuarios de la ciencia y la política medioambiental y proporcio-

nará, prácticamente en tiempo real, información para la predicción del tiempo y la previsión de la calidad del

aire. Se proporcionarán datos para los modelos climáticos, incluyendo los utilizados en el servicio GMES y los mode-

los del ciclo del carbono utilizados para la verificación de emisiones de CO2 y la supervisión de las emisiones del

protocolo de Kyoto.

Sistema Integrado de Observación GlobalMediante Aviones Comerciales

IAGOS

El proyecto generará una base de datos para los usuarios de la ciencia y la política medioambiental y proporcionará informaciónpara la predicción del tiempo y la previsión de la calidad del aire.


Objetivos

El cambio climático global representa sin duda el pro-

blema ambiental más grave al que se enfrenta hoy la

humanidad, con consecuencias para la estabilidad polí-

tica y económica mundial. Las predicciones fiables del

clima utilizando modelos climáticos son requisitos fun-

damentales para la determinación de estrategias futu-

ras de mitigación de sus efectos. El uso de aviones comer-

ciales permite la recopilación de observaciones muy

adecuadas en una escala y en un número imposible

de lograr con aviones de investigación. Además de ello,

otros métodos de medición (por ejemplo, satélites) tie-

nen limitaciones técnicas.

Como plataforma de observación, la infraestructura

IAGOS podrá complementar a otros proyectos ESFRI

como por ejemplo ICOS (Integrated Carbon Observation

System), que podría beneficiarse de los más de 20 per-

files diarios que se esperan conseguir para Europa una

vez que el proyecto esté en funcionamiento completo.



vante en el proyecto IAGOS.

185



120 M€


Web: http://www.iagos.org/

El cambio climático,desde el aire

El cambio climático,desde el aire


La investigación biológica y su aplicación más inmediata en el campo de

la biomédica o incluso en otros campos donde su aplicación es ya una rea-

lidad (por ejemplo, en el medio ambiente, la bioenergía, la agronomía y

alimentación, la biodiversidad...) es un instrumento fundamental para

mejorar la calidad y las expectativas de vida de los seres humanos, así como

la sostenibilidad de nuestro planeta. Un mejor conocimiento de los meca-

nismos moleculares y celulares en el funcionamiento del ser humano,

así como sus alteraciones en circunstancias patológicas, el estudio de las

manifestaciones, diagnóstico y tratamiento de las enfermedades, sus factores de riesgo e impacto

en la salud pública y el desarrollo de tecnologías orientadas al mejor diagnóstico y tratamiento de

los pacientes son temas que, gracias a los progresos científicos, han generado grandes expectativas

y oportunidades para la investigación biomédica.

De la misma manera, el advenimiento de nuevas aproximaciones de secuenciación genómica a

gran escala, el desarrollo de sectores como el de la bioinformática o incluso la intersección con

otras disciplinas tales como la nanotecnología, la imagen, o el sector de la química y nuevos mate-

riales, por citar algunos de ellos, está permitiendo que se den desarrollos y avances puntuales

de enorme importancia. Ello debería redundar en un aumento en la calidad de vida del ser

humano y permitir transformaciones de gran importancia en sectores claves para la humani-

dad, tales como, por ejemplo, transformar la práctica médica en una disciplina que, más que obe-

decer al tratamiento de síntomas y enfermedades, se dedique al desarrollo de actuaciones pre-

ventivas o incluso a aquellas de carácter personalizado. Por tanto, el desafío de las ciencias de la

vida y el de la biomedicina es enorme.

Se han evaluado en profundidad nueve propuestas ESFRI en el Panel de ciencias biológicas y médi-

cas, resultando todas ellas de gran interés y relevancia para sectores concretos y, en especial, para

la comunidad científica española. Las propuestas evaluadas abordan campos y disciplinas diferen-

tes, en los que predominan las aplicaciones biomédicas. Así, destacan aquellas propuestas que

pretenden el desarrollo de procedimientos bioinformáticos y la gestión de datos (ELIXIR) como

soporte ineludible para el desarrollo de la biología y, más en particular, para el desarrollo de

aproximaciones de amplio calado (ómicas). También, aquellas que pretenden el desarrollo de una

infraestructura para la investigación biomédica basada en modelos experimentales humanizados

(Phenome + Archive Frontier). También sobresalen otras que pretenden desarrollos experimen-

tales de componente más básico y/o estructural y que abordan, desde el dominio molecular

hasta el dominio celular de las biomoléculas (Instruct). También están presentes infraestructu-

ras que desarrollarán una estructura proveedora de servicios relacionados, fundamentalmente,

con la investigación clínica (ECRIN) o centradas en cubrir la cadena de valor en lo referente al

descubrimiento de nuevos fármacos (EATRIS, EU-Openscreen), así como en perseguir la cuanti-

ficación e interpretación computacional de imágenes biomédicas para el diagnóstico y para la pla-

nificación de intervenciones mínimamente invasivas (Bioimaging). También resalta una pro-

186

Los proyectos ESFRI de cienciasbiológicas y médicas

10_CC_biologicas_ESFRI.qxd 8/3/10 19:16 Página 186

puesta que pretende la mejora y desarrollo de bancos de muestras biológicas y que puede ser

esencial para el desarrollo de proyectos biomédicos (BBMRI).

En definitiva, se trata de iniciativas o propuestas bien diferenciadas, en las que algunas requie-

ren de nueva infraestructura, otras requieren gastos de funcionamiento sobre instalaciones ya

establecidas y, en cambio, otras se constituyen en base a una estructura de funcionamiento basa-

da en redes existentes de tamaño europeo, cuanto menos. Todas ellas van soportadas por una

comunidad científica de potencial utilización bastante amplia, así como por la existencia de un

contexto industrial donde la potencial aplicación e innovación parecen estar garantizadas.

Pablo Vera Vera


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Descripción

La infraestructura ELIXIR (European Life Sciences Infrastructure for Biological Information), liderada por el Laboratorio

Europeo de Biología Molecular–Instituto Europeo de Bioinformática (EMBL-EBI), agrupa a 32 participantes de 13 paí-

ses europeos distintos. ELIXIR tiene como objetivo la construcción y operación de una infraestructura europea de

bioinformática.

Los recursos bioinformáticos actuales en Europa son insuficientes si se comparan con la demanda que supone

la gestión y el análisis de las ingentes cantidades de datos producidas por el conjunto de las disciplinas relacio-

nadas con la biología molecular. El gran flujo de datos resultantes de la emergencia de nuevas tecnologías de

Infraestructura Europea de InformaciónBiológica en el Campo de Cienciasde la Vida

ELIXIR

ELIXIR tiene como objetivo la construcción y operación de una infraestructura europea de bioinformática.


La bioinformática,un recurso clave

para la investigación

La bioinformática,un recurso clave

para la investigación


secuenciación hace insostenible la situación de la bioin-

formática en Europa.

La propuesta tecnológica del proyecto ELIXIR está basa-

da, en gran medida, en dos proyectos europeos que

han generado una comunidad de expertos, han con-

tribuido a especializar a los grupos participantes y han

creado la estructura de servicios computacionales en

la web: Biosapiens y Web-services. En su fase prepara-

toria (2007-2010), ELIXIR se encarga de definir las nece-

sidades europeas en bioinformática mediante la con-

sulta con expertos a varios niveles y a partir de la cual

se generará el documento técnico que recogerá las con-

clusiones de estas consultas, incluyendo las prioridades

en cuanto a colecciones de datos biomoleculares y los

medios necesarios para su despliegue y acceso.

Objetivos

ELIXIR posibilitará la construcción de una infraestructu-

ra europea de bioinformática para apoyar la investiga-

ción en ciencias de la vida y su aplicación a la medicina,

al medio ambiente, a las bioindustrias y a la sociedad

en general.

La infraestructura propuesta para ELIXIR consistirá en

un núcleo o infraestructura central (Hub) y en varios nodos

nacionales. El núcleo, localizado muy probablemente

en el EMBL-EBI, tendrá una unidad administrativa que coor-

dinará las actividades de la organización y la distribución

de sus recursos. Además, coordinará los comités de con-

trol de calidad y la organización del proceso de selección

de los nuevos nodos, facilitará los recursos centrales de

datos y asegurará sus duplicados, coordinará las tareas

de formación y la difusión de los recursos, así como los

métodos asociados a ELIXIR. Por su parte, cada nodo nacio-

nal será una organización capaz de responsabilizarse de,

al menos, un componente de ELIXIR. Por ejemplo, uno de

estos componentes puede ser una colección de datos bio-

moleculares, los métodos bioinformáticos necesarios para

hacer esa información accesible, la integración de los mis-

mos en proyectos genómicos específicos de interés nacio-

nal y la organización de los correspondientes recursos

nacionales de cálculo y almacenamiento.


La participación española en ELIXIR se basa en la can-

didatura del Instituto Nacional de Bioinformática (INB)

para constituirse en nodo nacional de la infraestruc-

tura europea. El INB ha participado en los principales

proyectos europeos que han generado la tecnología

en la que se basará la futura infraestructura. En concre-

to, en el caso de la red de excelencia Biosapiens (VI Pro-

grama Marco de la UE) varios grupos del INB han con-

tribuido a la creación de la tecnología para el análisis

a escala genómica de la función y la estructura de pro-

teínas. Esta tecnología ha sido utilizada en proyectos

como el análisis de las proteínas potencialmente pro-

ducidas por la técnica de splicing en colaboración entre

Biosapiens y el proyecto ENCODE, del National Institu-

te of Health (NIH), en EE. UU.

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La propuesta tecnológica del proyecto ELIXIR está basada, en gran medida, en dos proyectos europeos: Biosapiens y Web-services.


La candidatura del INB para constituirse en el nodo espa-

ñol de ELIXIR se centra en los siguientes objetivos téc-

nicos concretos:

· Proporcionar recursos bioinformáticos de primera cla-

se, tanto a nivel nacional como internacional, con apli-

cación a las ciencias de la vida en ámbitos clave como

la genómica, la proteómica, la biología de sistemas

y la biomedicina.

· Proveer las competencias clave y el apoyo a la inves-

tigación necesario a la comunidad española de cien-

cias de la vida. Por ejemplo, respaldando grupos

científicos a través de proyectos genómicos especí-

ficos, grandes proyectos, redes y centros naciona-

les. Facilitando formación, recursos y, en su caso,

desarrollos específicos, continuando la colabora-

ción con las empresas de biotecnología y apoyan-

do el uso de grandes recursos computacionales en

problemas biológicos que requieren computación

de alto rendimiento, en el contexto de la colabo-

ración entre el INB y el Barcelona Supercomputing

Centre (BSC).

· Coordinar el campo de la bioinformática en Espa-

ña; prestando servicios básicos de apoyo en cuestio-

nes bioinformáticas generales (por ejemplo, consul-

toría en planificación experimental) y en el análisis

y la interpretación de resultados, federando a los

investigadores bioinformáticos y fomentando la cola-

boración y la innovación. Del mismo modo, se tra-

tará de reforzar vínculos entre el INB y las institucio-

nes académicas y proporcionar cursos profesionales

de bioinformática para biólogos.

· Contribuir de modo sustancial a la infraestructura

bioinformática en Europa, a través del liderazgo cien-

tífico y técnico y la provisión de servicios de calidad,

consolidando, de esta manera, al INB como uno de

los principales nodos de ELIXIR.

Los objetivos propuestos deben ser examinados en el

contexto de los de otras instituciones europeas simila-

res. En particular, la propuesta es muy similar a la nue-

va estructura del Swiss Institute of Bioinformatics de

Suiza, que es el mejor organizado y más antiguo de Euro-

pa, y en cuyo modelo se inspiró el INB desde su funda-

ción. En muchos aspectos organizativos y, en particu-

lar, en su relación con las infraestructuras europeas, la

propuesta es también semejante a la elaborada para

la financiación de una estructura bioinformática en Sue-

cia. Ésta ha sido, precisamente, la primera institución

que se ha financiado para alinearse directamente con

la infraestructura europea ELIXIR.

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Ubicación: Infraestructura distribuida, sede

central pendiente de decisión


Año de puesta en funcionamiento: A partir

de 2018

Web: http://www.elixir-europe.org

La participación española en ELIXIR se basa en la candidatura del Instituto Nacional de Bioinformática (INB) para constituirse ennodo nacional de la infraestructura europea.


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Descripción

Infrafrontier es un proyecto cuyo objetivo es la construcción y puesta en marcha de dos plataformas tecnológicas

complementarias, constituidas por la suma de las diversas iniciativas nacionales de los nodos participantes. Estas

dos plataformas son: Phenomefrontier, encargada del análisis y de la caracterización (fenotipación) de ratones

relevantes para la investigación en biomedicina, y Archivefrontier, que llevará a cabo la criopreservación (en forma

de embriones o esperma) de estos mismos modelos animales. El proyecto lo forman actualmente 18 instituciones

científicas pertenecientes a 12 países europeos (Alemania, Reino Unido, Italia, Francia, Suecia, Dinamarca, Grecia,

Portugal, Austria, República Checa y España) y Canadá, coordinadas por el Helmholtz Zentrum München (German

Research Center for Environmental Health). En el consorcio participan, adicionalmente, 11 ministerios y otras agen-

cias encargadas de financiar la investigación o entidades públicas de investigación relacionadas de siete países

(Alemania, Reino Unido, Francia, Grecia, Suecia y España).

Infrafrontier organizará el fenotipado, archivo y distribución de modelos de ratón a través de una red paneuropea

coordinada, que proveerá de los recursos y capacidades científicas y técnicas que la investigación biomédica

requiere para generar, analizar, archivar y distribuir todos los modelos animales creados. Para ello las dos infraes-

tructuras complementarias europeas; Phenomefrontier y Archivefrontier residirán en centros de excelencia, selec-

cionados por su experiencia, conocimiento en el área y por su capacidad para llevar a cabo este tipo de iniciativas

a gran escala.

La plataforma Phenomefrontier, sucede al proyecto del V Programa Marco de la UE denominado Eumorphia,

que diseñó protocolos normalizados de evaluación fenotípica del ratón. Este plan se complementa con el pro-

yecto europeo EUMODIC (The European Mouse Disease Clinic) del VI Programa Marco, que agrupa a todas las clí-

nicas de ratón (mouse clinics) europeas en un estudio piloto de análisis primario y sistemático de un número

limitado de cepas de ratones modificados genéticamente. En este sentido la plataforma Archivefrontier repre-

senta una actualización y ampliación del proyecto europeo EMMA (European Mouse Mutant Archive), que conti-

núa en la actualidad en el VII Programa Marco de la UE a través del proyecto EMMAservice. En realidad EMMA es

el repositorio europeo encargado del archivo (mediante criopreservación de embriones y esperma) y distribución

de ratones mutantes relevantes en biomedicina.

Infrafrontier


El ratón, modelo estrella de la biomedicina


Objetivos

La experimentación con animales de laboratorio ha sido

y es de enorme relevancia, tanto para la investigación

básica en biomedicina como para el descubrimiento y

desarrollo de nuevos fármacos y estrategias terapéu-

ticas encaminadas al control de la enfermedad y la mejo-

ra en la calidad de vida. En términos generales, el pro-

ceso de I+D en la lucha contra la enfermedad podría

resumirse en tres etapas fundamentales: la identifica-

ción y validación de nuevas dianas moleculares, el des-

cubrimiento de nuevos fármacos o terapias alternati-

vas y el desarrollo de los mismos en las fases preclínica

y clínica. Durante todas las etapas de la investigación,

el uso de animales de experimentación es decisivo para

dilucidar los procesos y mecanismos biológicos respon-

sables del funcionamiento normal y patológico de los

seres vivos.

Si echamos la vista atrás, hace unos años la experimen-

tación con animales se limitaba a la realización de mani-

pulaciones encaminadas a modificar factores externos a

los organismos (factores ambientales) o su fenotipo. Pos-

teriormente, algunos modelos animales, especialmente

la mosca del vinagre y el ratón, abrieron las puertas del

análisis genético, aportando herramientas y técnicas hoy

imprescindibles para el descubrimiento de nuevas dia-

nas terapéuticas. Con la posibilidad de inducir modifi-

caciones genéticas y la práctica de cruces dirigidos, asis-

timos actualmente a una era realmente revolucionaria,

donde el trabajo con animales de experimentación se ha

potenciado de forma decisiva. Así, las nuevas tecnolo-

gías ofrecen la posibilidad de diseñar modelos experi-

mentales específicos, que sean portadores de las mis-

mas mutaciones que caracterizan la enfermedad humana.

La red de infraestructuras prevista en las plataformas de

Infrafrontier permitirá facilitar a los centros de investi-

gación y a la industria farmacéutica y sanitaria en gene-

ral una amplia gama de animales de experimentación

bien caracterizados. Esto significa un ahorro del espacio

y del resto de los medios que actualmente deben inver-

tir dichas instituciones en la cría, mantenimiento y con-

trol de sus propios animales y permite, simultáneamen-

te, redirigir tales recursos a la experimentación específica

de sus programas de investigación. Por otra parte, la

coordinación entre los centros nacionales integrados en

las plataformas de Infrafrontier y el extenso ámbito de

actuación de esta red evitará redundancias innecesarias

y potenciará la utilidad y eficacia de los centros que la

integran, facilitando al mismo tiempo una mayor varie-

dad de modelos animales a los grupos de investigación.

Está también previsto que los centros de la red puedan

albergar instalaciones singulares de experimentación

que, debido a su elevado coste, a su utilidad en sólo algu-

nas fases concretas de los programas de investigación o

por la conveniencia de no desplazar a los animales que

están siendo utilizados, resulta difícil o inconveniente

instalar en otros centros de investigación. Estas instala-

ciones serán accesibles a los grupos mediante los proto-

colos que se establezcan.


España participa muy activamente en Infrafrontier a tra-

vés dos nodos, correspondientes a cada una de las pla-

taformas; ubicados en Bellaterra (Barcelona) y Arganda

del Rey (Madrid), respectivamente.

Archivefrontier: el nodo Madrid

El Centro Nacional de Biotecnología (CNB - CSIC) obtu-

vo la asignación del nodo español del proyecto EMMA

en 2007, tras los múltiples apoyos obtenidos de toda

la comunidad científica nacional y la presentación de su

candidatura, por parte de las autoridades españolas,

ante el coordinador del proyecto europeo. La asigna-

ción del nodo español del proyecto EMMA permitió, a

su vez, que el CNB-CSIC fuera invitado a adscribirse al

proyecto ESFRI Infrafrontier (dentro de la plataforma

Archivefrontier) para apoyar la construcción de un nue-

vo centro de experimentación animal: el CEGEV (Cen-

tro de Generación de Estirpes de Vertebrados) o SMAART

(Spanish Mutant Animal Archive for Research Technology),

en el que se ubicará el futuro archivo de ratones mutan-

tes (banco de embriones y de esperma de ratón crio-

preservados). Concretamente, el CEGEV-SMAART lo

construirá la Fundación Parque Científico de Madrid;

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el SMAART alojaría el proyecto EMMAservice y la pla-

taforma Archivefrontier. La nueva infraestructura ten-

drá como principal función actuar como espacio cen-

tralizador de archivo, almacenamiento, conservación,

generación y distribución de estirpes vertebradas (mayo-

ritariamente ratones), reduciendo de está manera los

recursos y gastos que los distintos centros dedican a

estas tareas y permitiéndoles aumentar su dedicación

a las de investigación y experimentación no metodo-

lógica, que es el objeto de su interés principal (cáncer,

inmunología, neurociencia…).

Phenofrontier: el nodo Barcelona

A mediados de 2004, se inauguró el Centro de Biotec-

nología Animal y Terapia Génica (CBATEG) en Barcelo-

na. Se trata de un centro especializado en estudiar la

fisiopatología de enfermedades metabólicas (en espe-

cial la diabetes mellitus y sus complicaciones secunda-

rias), mediante la utilización de modelos animales trans-

génicos, así como en desarrollar nuevas aproximaciones

de terapia génica para estas enfermedades. En los cinco

años desde su puesta en marcha el CBATEG ha realiza-

do grandes avances en el desarrollo de nuevas tecnolo-

gías para la transferencia génica in vivo y el fenotipado

de ratones. En 2007, la III Conferencia de Presidentes

de las Comunidades Autónomas acordó respaldar el

Mapa de Instalaciones Científicas y Técnicas Singulares

(ICTS), entre las que se encuentra el Centro de Biotec-

nología Animal y Terapia Génica - Plataforma Fenotipa-

do de Ratón a gran escala (CBATEG-Mouse Clinic).

La plataforma CBATEG-Mouse Clinic formaría parte de

la red europea de Mouse Clinics que se integraría en Infra-

frontier y daría servicio a los grupos de investigación

propios del centro, así como a múltiples usuarios exter-

nos (tanto nacionales como extranjeros).

Paralelamente, se ha decidido la construcción de un

vivarium en Azambuja (Lisboa) apoyado por la Funda-

ción Champalimaud, la Fundación Gulbenkian y la Uni-

versidad de Lisboa. Con éste serían tres grandes cen-

tros de experimentación animal los existentes en la

Península Ibérica (Lisboa, Madrid y Barcelona) orien-

tados, cada uno, a aspectos distintos. En Lisboa foca-

lizarían sus estudios a los large-scale screenings, en

Madrid al archivo y distribución de modelos animales

y en Barcelona a la fenotipación normalizada de estos

modelos animales.

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270 M€


Web: www.infrafrontier.eu

España participa muy activamente en Infrafrontier a través dos nodos, ubicados en Bellaterra (Barcelona) y Arganda del Rey (Madrid).


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Descripción

El objetivo general de Instruct (An Integrated Structural Biology Infrastructure for Europe) es contribuir a la organiza-

ción estratégica de las infraestructuras europeas en el ámbito de la biología estructural, campo de trabajo cuyo fin

es aportar información precisa, a nivel atómico, de la estructura de las macromoléculas biológicas mediante diver-

sas técnicas experimentales, claves para el avance científico en biología y biomedicina, esencialmente cristalogra-

fía de rayos X, Resonancia Magnética Nuclear (RMN) y microscopía electrónica tridimensional.

Instruct comenzó formalmente su andadura hace dos años cuando las primeras propuestas del ESFRI entraron en

la fase preparatoria. La primera reunión abierta tuvo lugar en Munich en noviembre de 2008 y sirvió para dar a

conocer el proyecto a toda la comunidad científica. Siguieron diversas reuniones nacionales, concretamente en abril

de 2009 en el Centro Nacional de Biotecnología (CNB). Finalmente, la segunda reunión Instruct tuvo lugar en Flo-

rencia (Italia) también en abril de 2009.

Infraestructura Integradora de BiologíaEstructural para Europa

Instruct

La cristalografía de rayos X es una de las técnicas que permiten obtener más información de las macromoléculas.


Un viaje al interiorde la célula

Un viaje al interiorde la célula


Desde su fase inicial de preparación el proyecto tiene

13 socios: siete centros principales, una gran empresa

europea y otros cinco organismos gubernamentales de

los países donde radican los centros. Las sedes opera-

tivas son los siete centros de los socios del proyecto,

que planean constituirse como centros con infraestruc-

turas al máximo nivel mundial en biología estructural

en una o varias de las tecnologías claves; como son cris-

talografía de rayos X, RMN y microscopía electrónica

tridimensional. Estos centros son el European Molecu-

lar Biology Laboratory (EMBL) y otros seis de diferentes

países europeos e Israel. Se trata pues de una instala-

ción distribuida y, por tanto, no se prevé una fase de

construcción per se de la instalación. Sin embargo, los

distintos “centros nucleares” tienen planes específicos

de actualización de sus infraestructuras que se desarro-

llarán entre los próximos tres y cinco años.

Objetivos

La biología estructural ocupa un lugar central en la bio-

medicina actual ya que es un puente efectivo entre la

biología molecular y la biología de sistemas gracias a sus

capacidades de alto rendimiento. Estas capacidades sólo

se pueden desarrollar para su implementación en gran-

des centros en los que existe la infraestructura instru-

mental y los recursos humanos adecuados. Es por ello

fundamental participar en este tipo de proyectos ya que

los desarrollos actuales servirán de base para su futura

exportación a nodos nacionales y locales. Su impacto se

desarrolla en el área de la biomedicina, proporcionando

información estructural que permite conocer los deta-

lles moleculares del funcionamiento de un ser vivo. Obvia-

mente, así contribuye de forma decisiva a la creación de

nuevo conocimiento biológico sobre el que se podrán

desarrollar nuevos fármacos.


Durante la preparación del proyecto Instruct, España

ha estado presente a un nivel de expresión de interés.

Las personas que fueron designadas por el MICINN para

la interlocución con el proyecto pertenecían al Depar-

tamento de Estructura de Macromoléculas del CNB,

al que le fue encomendado la coordinación del Grupo

de Trabajo de Procesamiento de Imágenes. Este grupo

propuso a la Dirección de Instruct la conveniencia de

contar con un centro de procesamiento de imágenes

asociado al MPG-Munich, una recomendación que fue

finalmente aceptada. De esta forma, en 2009 se llevó

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La biología estructural ocupa un lugar central en la biomedicina actual.


a cabo una convocatoria internacional para la designa-

ción de este centro asociado, que fue finalmente gana-

da por la propuesta española, con lo que la participa-

ción en Instruct, al menos en el plano económico, se

centraría en la dotación de este centro de procesamien-

to de imágenes.

Adicionalmente, el grupo español también participa

en el Grupo de Trabajo de Microscopía de rayos X,

lo que contribuye eficazmente a la tarea de alinear

las infraestructuras nacionales y europeas. En con-

creto, este grupo defendió la inclusión de una línea

de tomografía de rayos X en el sincrotrón español

ALBA, al mismo tiempo que coordina un proyecto

interno del CSIC para preparar el comienzo de esta

actividad en la mencionada instalación, junto con

otros grupos españoles de biología y óptica. Diver-

sos sincrotrones europeos, como es el caso del bri-

tánico Diamond, también han tomado la decisión de

construir una línea de microscopía de rayos X para su

uso en tomografía celular.

Por otro lado, se cuenta con el apoyo expreso del Ins-

tituto Madrileño de Estudios Avanzados (IMDEA-Nano-

ciencias) para instalar el centro asociado de tratamien-

to de imágenes en sus dependencias, de forma que se

podría utilizar la figura jurídica del IMDEA tanto en el

caso de que el Centro Nacional de Microscopía Elec-

trónica (CNME) no tuviera finalmente entidad jurídica

propia como en el de que la creación del CNME sufrie-

ra un retraso excesivo. De esta forma el centro asocia-

do propuesto podría estar operativo de forma inmedia-

ta en el entorno de IMDEA-Nanociencias. Además, es

de esperar un papel importante de la Universidad Autó-

noma de Madrid (entorno en el que se localiza tanto

el IMDEA-Nanociencias como el CNB) en el proyecto.

Los términos de esta colaboración y su formalización se

desarrollarán próximamente.

La reciente aprobación de la candidatura proporciona-

rá a la comunidad científica española acceso directo y

liderazgo sobre el desarrollo en un área de gran inte-

rés científico y estratégico y contribuirá, junto a los

esfuerzos en RMN y cristalografía de rayos X, a gene-

rar la necesaria masa crítica en el campo de la biología

estructural en España. Igualmente, contribuirá a esta-

blecer un interfaz con la incipiente comunidad de micros-

copía de rayos X.

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300 M€


Web: http://www.instruct-fp7.eu/

Desde su fase inicial de preparación, el proyecto tiene13 socios.

El objetivo general de Instruct es contribuir a la organizaciónestratégica de las infraestructuras europeas en el ámbito de labiología estructural.


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Descripción

La directiva comunitaria 2001/20/EC, por la que se regulan los ensayos clínicos con medicamentos, exige a los

promotores de estos ensayos unas responsabilidades y costes que, hasta ahora, sólo las compañías farmacéuti-

cas pueden asumir, con el consiguiente impacto negativo en la investigación clínica no comercial. Generalmente,

el objetivo de los promotores comerciales es el registro de nuevos medicamentos o nuevas indicaciones de

medicamentos existentes (investigación centrada en el fármaco), mientras que para el sistema sanitario la priori-

dad es responder a preguntas e interrogantes clínicamente relevantes (investigación centrada en los problemas

clínicos).

Como consecuencia de la entrada en vigor en todos los Estados miembros de la UE de la mencionada directiva, a

principios de 2004, investigadores independientes de seis países europeos (Alemania, Francia, Italia, Dinamarca, Sue-

cia y España) presentaron un proyecto para su financiación por la Comisión Europea dentro del contexto del VI Pro-

grama Marco. El proyecto se denomina ECRIN (European Clinical Research Infrastructures Network for clinical trials and

biotherapy) y tiene como objetivo crear puentes que interconecten las redes nacionales de centros de investigación

clínica o unidades de ensayos clínicos ubicados en centros públicos de los distintos países, a través de la creación de

una infraestructura europea común que posibilite el desarrollo de la investigación clínica en una red multinacional.

Esta infraestructura europea contribuirá a superar la fragmentación de la investigación clínica en Europa, reflejada

en la gran heterogeneidad regulatoria, legislativa y metodológica existente en los diferentes países.

Tras dos etapas previas, actualmente ECRIN se encuentra en la etapa denominada ECRIN-PPI 2008-2011 (Preparatory

Phase for the Infrastructure), subvencionada por el VII Programa Marco de la UE. Su objetivo es preparar una infraes-

tructura europea en red para proporcionar servicios integrados, bajo el concepto de ventanilla única, a investiga-

dores y promotores independientes de estudios clínicos multinacionales europeos.

En su fase preparatoria actual, ECRIN cuenta con la participación de 14 socios o instituciones académicas de Ale-

mania, Francia, Italia, Dinamarca, España, Suecia, Hungría, Irlanda, Reino Unido, Bélgica, Austria, Finlandia y Suiza.

Además, existen seis socios gubernamentales entre los que, representando a España, se encuentran la Agencia Espa-

ñola del Medicamento y Productos Sanitarios (AEMPS) y el Instituto de Salud Carlos III (ISCIII), éste último como ente

financiador de investigación por parte de España.

Red Europea de Infraestructurade Investigación Clínica para EnsayosClínicos y Bioterapia

ECRIN


Un puente para unirensayos clínicos


Objetivos

El programa ECRIN tiene como principal finalidad esti-

mular y facilitar la creación e interacción de centros y

redes nacionales de investigación clínica, especialmen-

te en nuevos Estados miembros de la UE, para la poste-

rior integración de dichas infraestructuras en una amplia

infraestructura europea en red, con el fin de:

· Desarrollar herramientas y procedimientos armoni-

zados y compatibles para mejorar la calidad de la inves-

tigación clínica.

· Actuar como apoyo a los promotores (académicos

o comerciales) en la realización de ensayos clínicos

multicéntricos en Europa.

· Promover la integración de redes específicas de una

enfermedad o de una especialidad médica, que uti-

lizarán ECRIN para realizar sus proyectos internacio-

nales. De este modo, proveerán al proyecto de cohor-

tes multinacionales y registros de pacientes, fomen-

tando la inclusión en los ensayos o estudios.

Estos servicios son particularmente relevantes para

la investigación clínica académica, para los estudios

asociados público-privados o para los ensayos clíni-

cos en biotecnología dirigidos por las PYMES, ya que

estos colectivos carecen de la capacidad de realizar

estudios de gran alcance en la UE. La integración de

los centros biotecnológicos es otro elemento que pro-

mueve la competitividad de Europa en este campo

altamente innovador. Además, contribuirá a imple-

mentar los estándares europeos en investigación clí-

nica y en formación.

Impacto científico esperado

En muchas ocasiones es preciso implementar ensayos

clínicos con un tamaño muestral grande (cientos o miles

de pacientes) y con una población de estudio adecua-

damente representada para obtener evidencia cientí-

fica suficiente, capaz de responder a la pregunta de

investigación o hipótesis planteada. El reclutamiento

de pacientes es uno de los principales cuellos de bote-

lla en la investigación clínica y si tenemos en cuenta que

en la actualidad, la investigación biomédica multinacio-

nal desarrollada por promotores académicos en Euro-

pa no tiene una coordinación formal, la inclusión de

pacientes, la garantía de consecución de hitos opera-

tivos en los tiempos predeterminados y la calidad de los

datos se encuentran seriamente amenazados. Con fre-

cuencia se producen situaciones de redundancia o dupli-

cación, resultante de grupos de investigación que llevan

a cabo simultáneamente ensayos clínicos de las mismas

patologías y población de estudio. Por ello, se desco-

noce la investigación que se realiza en un determinado

momento en los distintos países europeos, lo que pue-

de llevar a violar la premisa ética de no realizar ensayos

clínicos similares, para evitar exponer a riesgos innece-

sarios a más población de la que fuere precisa.

Se considera que ECRIN proporcionará la solución a

las debilidades mencionadas previamente, puesto

que es una red de redes nacionales, que pretende

la armonización de la legislación europea y el reclu-

tamiento compartido de pacientes por los distintos

países de ECRIN, garantizando tamaños muestrales

suficientes y una población europea representada

adecuadamente.

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ECRIN contribuirá a superar la fragmentación de lainvestigación clínica en Europa.



Cuando el proyecto ECRIN se constituyó como una red

de redes nacionales de unidades de investigación y de

ensayos clínicos, España no disponía todavía de una red

con base legal propia. Por ello, en marzo de 2004 se

constituyó una red que englobaba a 10 unidades de

investigación clínica en centros hospitalarios de Madrid,

Barcelona y Sevilla. Dicha red fue reconocida por ECRIN

con el nombre de SCReN (Spanish Clinical Research Net-

work) y su coordinación se encargó al Hospital Clínic i

Provincial de Barcelona.

En la actualidad, los diferentes socios participantes en

el proyecto están analizando la posibilidad de que

ECRIN se articule como ERIC (European Research Infras-

tructures Consortium). Para que ello sea posible, es

necesario que cada una de las redes nacionales parti-

cipantes tenga una base jurídica propia y esté acredi-

tada por los respectivos ministerios. El Instituto de

Salud Carlos III, perteneciente al MICINN, participa en

el desarrollo del marco financiero y legal anteriormen-

te mencionado.

En 2008 se publicó la resolución del Instituto de Salud

Carlos III por la que se aprobaba la relación definitiva

de centros seleccionados para formalizar el Consorcio

de Apoyo a la Investigación Biomédica en Red (CAIBER)

de las unidades centrales de investigación clínica y en

ensayos clínicos. Dicho consorcio está compuesto actual-

mente por 40 unidades en 16 comunidades autónomas,

entre las que se incluyen las 10 que, previamente, habían

constituido la mencionada red SCReN. El objetivo del

programa CAIBER es terminar integrándose en ECRIN

como la red oficial española de investigación clínica.

El fin fundamental del CAIBER es establecer una infraes-

tructura de soporte a la investigación clínica, con el

fin de promover la salud y el bienestar de los ciudada-

nos. Son finalidades específicas del consorcio:

· La investigación clínica y su proyección al desarrollo

e innovación asistencial.

· Contribuir a la resolución de los problemas de asisten-

cia sanitaria.

· Promover la participación en actividades de investi-

gación clínica de carácter nacional y, especialmente,

de las incluidas en los programas marco europeos

de I+D+i.

· Promover la transferencia de los resultados de los pro-

cesos de investigación clínica a la práctica clínica.

· Promover la elaboración de actividades formativas en

investigación clínica y la difusión del conocimiento.

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58 M€


Webs:

http://www.ecrin.org

http://www.isciii.es/

Cuarenta unidades españolas de investigación y ensayosclínicos integran el Consorcio de Apoyo a la InvestigaciónBiomédica en Red (CAIBER).


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(EAT

RIS)

Descripción

El proyecto EATRIS (European Advanced Translational Research Infrastructure in Medicine) tiene como objetivo esta-

blecer una infraestructura europea mediante una red de centros de investigación traslacional especializada en bio-

medicina para optimizar el acceso de los resultados procedentes de la investigación en biología básica a las apli-

caciones médicas. La estrecha cooperación entre los centros EATRIS creará valor añadido para los ciudadanos y la

comunidad investigadora europea, así como para los propios socios de EATRIS, siendo un factor de competitividad

en un contexto global.

Como punto de partida, EATRIS ofrecerá acceso a diferentes infraestructuras para el desarrollo de productos que estén

dentro de varias líneas de prototipos. Estos prototipos iniciales han sido seleccionados según las actividades de los

centros EATRIS individuales para integrar sus infraestructuras actuales y sus conocimientos especializados. En concre-

Infraestructura Europea de InvestigaciónAvanzada sobre Traslación en Medicina

EATRIS

El proyecto EATRIS tiene como objetivo establecer una infraestructura europea mediante una red de centros de investigacióntraslacional especializada en biomedicina.


Del laboratorioa la clínica

Del laboratorioa la clínica


to se trata de: trazadores para técnicas de imagen mole-

cular y biomarcadores (diagnóstico); compuestos de

bajo peso molecular, compuestos de origen biológico

y productos médicos para terapia avanzada (terapéuti-

ca) y vacunas (terapéuticas o preventivas).

Actualmente, el proyecto EATRIS se encuentra en fase

preparatoria y cuenta con 11 centros/socios científicos

fundadores, pertenecientes a 10 países europeos y

12 centros/socios gubernamentales de los países que

albergan los fundadores, estando abierto a la entra-

da de nuevos socios.

Objetivos

Los diferentes canales de desarrollo de productos de

EATRIS suministrarán servicios a la comunidad investiga-

dora en las etapas necesarias para llevar un proyecto des-

de el nivel de investigación básica avanzada o de desa-

rrollo preclínico, al de aplicación clínica. Los servicios son

flexibles con el objeto de poder adaptarse a las deman-

das (posiblemente inesperadas o temporales) de una eta-

pa traslacional, como puede ser la recomprobación de

hitos generalmente aceptados y la realización de inves-

tigación adicional. Este aspecto es singular y distinto

del enfoque meramente industrial y surge de la vincula-

ción con las instalaciones de investigación básica inter-

disciplinar y con las de investigación académica clínica.

Impacto científico

EATRIS favorecerá el desarrollo de productos innovado-

res para el sector de la salud en las áreas de diagnósti-

co, terapéutica y/o de prevención, mediante la oferta

de servicios globales a los científicos y a los clínicos que

investigan en traslación biomédica, para permitir desa-

rrollar distintos productos de aplicación médica. Para

ello, se interconectarán, tanto la infraestructura física

como los especialistas existentes, integrándolos en cen-

tros EATRIS de excelencia, a la vez que se actualizarán

y se renovarán en lo que fuera necesario las infraestruc-

turas existentes, con el objeto de subsanar las carencias

actuales en biomedicina traslacional.

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(EAT

RIS)

Los centros EATRIS contarán con todas las modernas infraestructuras para realizar las metodologías ómicas y serviciosde bioimagen.



La Fundación Instituto de Investigación del Hospital Uni-

versitario Vall d’Hebron (FIR-HUVH) y el ISCIII son socios

fundadores de EATRIS (en el año 2008). De este modo,

como socio/centro científico y socio/agencia guberna-

mental respectivamente, están participando activamen-

te en las fases preliminares del proyecto. En el futuro,

una red de institutos de investigación sanitaria del Sis-

tema Nacional de Salud de España (que incluirá el FIR-

HUVH) sería el socio científico. Una vez establecido el

FIR-HUVH como centro EATRIS, servirá de modelo para

la implementación de otros centros EATRIS en España.

Además, el ISCIII (MICINN) participa activamente en la

organización del marco financiero y legal del proyecto.

Es de destacar que los centros EATRIS contarán con todas

las modernas infraestructuras para realizar las metodo-

logías ómicas y servicios de bioimagen, así como expe-

riencia en modelos (in vivo, in vitro, in silico) para prede-

cir en fases tempranas la eficacia y la seguridad de los

nuevos abordajes terapéuticos. La mayoría de los cen-

tros EATRIS disponen ya de gran parte de dichas tec-

nologías, por lo que sólo habría que complementar

y/o desarrollar aquellas en las que el centro sea defici-

tario. Por ejemplo, la FIR-HUVH cuenta con una com-

pleta infraestructura para realizar técnicas proteómicas

y genómicas. Sin embargo, necesita complementar la

instalación de ultrasecuenciación para poder realizar

esta técnica de manera rutinaria.

Existe un déficit en la valorización de la investigación bio-

médica que se realiza en España. En el mismo núcleo de

EATRIS reside, como valor principal, la valorización de la

investigación a través de la generación y el desarrollo de

patentes. Los proyectos de investigación desarrollados en

los centros EATRIS llegarán hasta las fases iniciales de la

investigación clínica, por lo que su probabilidad de éxito

será alta. Una vez finalizados, los proyectos se continua-

rán, si procede, en ensayos fase II y siguientes.

La implementación de estos centros en España implica-

rá la factibilidad de proyectos de investigación hasta aho-

ra imposibles o muy difíciles de llevar a cabo en nuestro

país. También permitirá que instituciones académicas de

pequeño o mediano tamaño, PYMES farmacéuticas o ins-

tituciones de investigación básica puedan llevar a cabo

proyectos de investigación biomédica traslacional en los

centros EATRIS españoles. Por otra parte, la inclusión

de centros españoles en una red de excelencia en inves-

tigación biomédica traslacional contribuirá, de manera

fundamental, a la internacionalización de la investigación

preclínica y clínica en fases tempranas.

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371 M€

Año previsto de inicio de operación (tras

fase piloto): 2013

Webs:

http://www.eatris.eu/


EATRIS suministrará servicios a la comunidad investigadoraen las etapas necesarias para llevar un proyecto desde el nivelde investigación básica avanzada o de desarrollo preclínico, alde aplicación clínica.


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Imag

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Descripción

El proyecto EuroBioImaging (European Biomedical Imaging Infrastructure o EuBI), coordinado conjuntamente por

EMBL (European Molecular Biology Laboratory) y EIBIR (European Institute for Biomedical Imaging Research) tiene como

objetivo avanzar en el conocimiento de las bases moleculares de la biología, la traslación de ese conocimiento a

las tecnologías diagnósticas de la imagen y su transferencia a la práctica clínica y a la sociedad. EuBI nace, respec-

tivamente, de la agregación de dos proyectos previos en los campos de la microscopía óptica avanzada y de las

imágenes médicas que, a petición de ESFRI, aúnan sus esfuerzos en un único proyecto que, desde sus comien-

zos, cuenta con la participación de un elevado número de prestigiosas instituciones europeas, siendo cuatro

españolas.

EuBI reunirá áreas claves de la investigación en tecnologías de la imagen que se extienden, desde la microsco-

pía óptica avanzada con imágenes moleculares in vivo, hasta el nivel clínico y epidemiológico de las imágenes

médicas de pacientes y poblaciones. EuBI coordinará el uso de las infraestructuras involucradas y permitirá la

formación de personal especializado. Además, favorecerá el desarrollo integrado y continuo de tecnologías de

la imagen, así como la traslación de los nuevos desarrollos de laboratorio al uso clínico, previa evaluación clíni-

ca y económica.

Una vez alcanzada la fase de operación, está previsto que existan tres tipos de nodos: los de microscopía óptica avan-

zada, los de imagen clínica y los comunes. Todos ellos estarán coordinados y conectados mediante protocolos de

actuación relacionados con el acceso, la gestión y el procesado de los datos. Por el momento se desconoce la

organización definitiva de EuroBioImaging; cuántos nodos comprenderá, cuántos de ellos estarán ubicados en cada

país, de qué manera se ofrecerá servicio a las comunidades regionales y nacionales, etc.

Objetivos

En la actualidad, no existe en Europa ninguna estructura dedicada a la investigación aplicada en imagen biomé-

dica con el fin de desarrollar nuevos equipos derivados de la investigación básica e investigar el valor añadido

(clínico, económico y social) de estas nuevas tecnologías emergentes. De hecho, la investigación que se lleva a

cabo en este área en Europa es escasa y está atomizada, lo que provoca que sus resultados sean de difícil extra-

polación a la práctica y de bajo impacto en el desarrollo de políticas sanitarias efectivas y eficientes. Esta situa-

ción contrasta con otras experiencias a nivel internacional (como ACRIN en EE. UU.) que han demostrado que la

creación de una infraestructura de apoyo a la investigación en bioimagen tiene importantes retornos. Existe, en

cambio, una infraestructura europea dedicada a dar soporte a grandes proyectos de investigación aplicada en

Infraestructura Europea de ImagenBiomédica

EuroBioImaging


Imágenespara la vida

Imágenespara la vida


tratamientos oncológicos: la European Organisation

for Research and Treatment of Cancer (EORTC), que

ha mostrado interés en participar en EuBI.

EuBI contribuirá a subsanar las deficiencias europeas

actuales en el ámbito de la microscopía óptica avan-

zada y de la imagen clínica. Las técnicas de ambas tie-

nen necesidades coincidentes en gestión y procesa-

miento de datos, que serán abordadas en nodos

comunes a ambas especialidades y donde se tendrá

acceso a:

· El procesamiento cuantitativo de imágenes. Métodos

de análisis y modelado, de fisiología computacional

basada en imagen, y metodos de alto rendimiento de

análisis de imagen para grandes volúmenes de datos

generados por tecnologías actuales y futuras.

· Biomarcadores cuantitativos. Conjuntos de datos

de imágenes que son necesarios a gran escala para

caracterizar las imágenes fenotípicas de múltiples

enfermedades y de abordajes terapéuticos.

· Métodos y sistemas para obtener imágenes funcio-

nales de tejidos; desde el cerebro animal a modelos

del animal completo y a humanos.

Se constituirán diversos nodos específicos de micros-

copía óptica avanzada, que abarcarán las temáticas de

microscopía óptica de superresolución, imágenes fun-

cionales de células vivas, microscopía correlativa ópti-

ca y electrónica y microscopía de alto rendimiento para

biología de sistemas. Del mismo modo, existirán diver-

sos nodos específicos para la imagen clínica: diseño y

ensayo de nuevos agentes de contraste y sondas, imá-

genes basadas en población, pruebas clínicas y evalua-

ción y de intervenciones mínimamente invasivas guia-

das por imagen. Existirán dos tipos de nodos técnicos

en cuanto a forma de acceso: los de acceso especiali-

zado aún en desarrollo (que facilitarán el empleo de

una tecnología específica) y los de acceso general, (que

permitirán acceder a una amplia gama de métodos

de imagen). Mientras los de acceso general pueden

existir en la mayoría de los países participantes, los

de acceso especializado podrían ser singulares y sólo

existirían en algunos de ellos. Ambos tipos de nodos

facilitarán la formación de personal técnico en sus res-

pectivas especialidades y trabajarán coordinadamen-

te para la transferencia continua de nuevas tecnolo-

gías, desde los nodos de acceso especializado a los

de acceso general.


En el momento de la presentación de la propuesta a la

correspondiente convocatoria del programa Capaci-

dades del VII Programa Marco, cinco instituciones espa-

ñolas diferentes estaban trabajando activamente en la

preparación de EuBI: Hospital Clínic i Provincial de Bar-

celona (HCPB), la Universidad Pompeu Fabra (UPF), la

Agència d Avaluació de Tecnología i Recerca Mèdiques

(AATRM), el Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) y el

Centro de Regulación Genómica (CRG). No obstante,

se prevé la incorporación de otros centros españoles

que han sido contactados por los firmantes de la pro-

puesta y han manifestado estar interesados en involu-

crarse en esta iniciativa.

La presencia de científicos y técnicos españoles en la

fase preparatoria será amplia y la mitad de los 12 paque-

tes de trabajo previstos cuentan con españoles entre

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Imag

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Imagen de alta resolución de una célula tumoral.


sus coordinadores o participantes activos. Además, en

los trabajos de preparación de varios nodos participa-

rán diversas instituciones españolas. Así, se intervendrá

activamente en los nodos de imagen clínica, denomi-

nados Ensayos Clínicos y Evaluación (que proyecta la

entidad destinada a evaluar el valor añadido en térmi-

nos clínicos, económicos y sociales de las innovaciones

generadas en el proyecto con una base metodológica

robusta) e intervenciones mínimamente invasivas guia-

das por imagen (sobre planificación, conducción y segui-

miento de terapias mínimamente invasivas que se basan

en la imagen médica). También se participará en los

nodos comunes de procesamiento y computación de

imágenes a gran escala y de bases de datos para imá-

genes médicas cuantitativas.

La sede física del nodo Ensayos Clínicos y Evaluación

podría situarse en España. En este nodo participarían

diversas entidades nacionales e internacionales. Por

ejemplo, la institución europea EORTC aportaría su expe-

riencia y conocimiento sobre los procesos de regulación

y calidad de los ensayos clínicos. En el caso de España,

la AATRM contribuiría a la evaluación y transferencia de

tecnología, a la definición de diseños epidemiológi-

cos, etc. Asimismo, el HCPB participaría en la evalua-

ción, transferencia de tecnología y procesos de regu-

lación y calidad de ensayos clínicos.

La ubicación en España de un nodo europeo de ensayos

clínicos y de evaluación de tecnologías del diagnósti-

co mediante imágenes sería uno de los catalizadores de

la internacionalización del trabajo llevado a cabo por

la comunidad científica española en el área. La creación

de redes europeas en este campo impulsará la colabo-

ración de los científicos clínicos españoles de manera

más efectiva y eficiente en trabajos europeos, aunque

el proyecto no descarta llevar a cabo colaboraciones

puntuales con terceros países.

Respecto a los nodos de microscopía óptica avanzada,

el ICFO y el CRG participarán directamente en los paque-

tes de trabajo correspondientes a los nodos de acceso

y a los nodos específicos. En particular, está previsto

que la instalación conjunta ICFO-CRG de “superresolu-

ción y nanoscopía ópticas” tenga un papel muy desta-

cado en la red europea de EuBI. La iniciativa, única a

nivel europeo, ofrecerá tecnología a nivel de estado del

arte en las varias modalidades de superresolución ópti-

ca aplicadas al área de la biomedicina y ciencias de la

vida; desde técnicas de imagen molecular hasta las diver-

sas modalidades de microscopía fotónica de última

generación para aplicaciones a escalar celular y a orga-

nismos modelo in vivo. La iniciativa de superresolución

y nanoscopía ópticas ofrecerá formación y difundirá las

correspondientes tecnologías a los usuarios de todo el

territorio nacional y del suroeste de Europa. Finalmen-

te, está prevista la creación de una red nacional de usua-

rios interesados.

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2018

Web: www.eurobioimaging.eu

EuBI reunirá áreas claves de la investigación en tecnologías dela imagen; desde la microscopía óptica avanzada conimágenes moleculares in vivo, hasta el nivel clínico yepidemiológico.


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BMRI

)

Descripción

En las últimas décadas, el desarrollo de la investigación biomédica ha producido una corriente continua de nuevo

conocimiento sobre los procesos implicados en el desarrollo de diferentes enfermedades. Los proyectos de inves-

tigación actualmente implicados en el estudio de la evolución y la diversidad humana o en el análisis de factores

genéticos-genómicos y de otra índole implicados en el desarrollo de enfermedades requieren la utilización de un

elevado número de muestras (cientos o miles), junto con información relevante asociada a ellas, lo que que inclu-

ye datos epidemiológicos, genealógicos, hábitos de vida e información clínica, entre otros. Con el objetivo de pro-

mover y facilitar la investigación de calidad en estas áreas, los biobancos se han convertido en plataformas tecno-

lógicas indispensables, que facilitan a los investigadores el acceso a un número elevado de muestras de gran calidad,

junto con información relevante asociada.

En este sentido, en 2008 comenzó su andadura el proyecto BBMRI (Biobanking and Biomolecular Resources Research

Infrastructure), con la misión de diseñar y preparar una propuesta de creación de una infraestructura de biobancos y

recursos biomoleculares para investigación a nivel paneuropeo, abordando aspectos financieros, éticos, jurídicos

y técnicos, cuyos principales objetivos son:

· Establecer una infraestructura basada en biobancos, recursos y tecnologías ya existentes, complementados

específicamente con componentes innovadores apropiadamente integrados a nivel europeo en el marco cientí-

fico, ético, legal y social.

· Proporcionar el concepto de recurso clave para incrementar la excelencia y la eficacia en la investigación biomé-

dica, en el desarrollo de fármacos y en la promoción de la salud pública.

· Desarrollar y asegurar la competitividad de la investigación y de la industria europea en un contexto global.

· Desarrollar un sistema de financiación sostenible.

Los biobancos se caracterizan por disponer de colecciones de muestras biológicas de calidad, como sangre, teji-

dos o ADN, junto con datos epidemiológicos, clínicos y resultados de investigación asociados a dichas muestras.

Además, los biobancos también constituyen herramientas para la investigación biomolecular y son esenciales en

el descubrimiento de aquellos factores genéticos y medioambientales implicados en el desarrollo y evolución de dis-

tintas enfermedades. De esta manera, los biobancos constituyen una ventaja competitiva para el avance de la

investigación biotecnológica, del conocimiento de la salud humana y de las enfermedades que aquejan al hom-

bre. Sobre todo si están bien organizados, sus recursos están caracterizados adecuadamente y si son fácilmente

Infraestructura de Biobancos y RecursosBiomoleculares para Investigación

BBMRI


Muestras para lainvestigación biomédica


accesibles a los investigadores. Sin embargo, a pesar

de que se han creado muchos biobancos nacionales y

locales en toda Europa, el intercambio de muestras bio-

lógicas y de la información asociada dentro de los mar-

cos jurídicos de cada país continúa siendo una tarea

muy complicada, lo que dificulta la cooperación y armo-

nización internacional.

La fase preparatoria del proyecto BBMRI, que finaliza-

rá en 2010, incluye 54 instituciones participantes en

calidad de miembros de pleno derecho, entre las se

encuentran algunas instituciones españolas. A esas

54 hay que añadir 182 instituciones asociadas.

En cuanto a la estructura del BBMRI, las colecciones

de muestras biológicas procedentes de diferentes sub-

poblaciones europeas constituyen el componente cla-

ve y deben estar asociadas con información actualiza-

da sobre el estado de salud general y hábitos de vida

de los donantes, así como con datos acerca de su expo-

sición a agentes medioambientales. Esto sólo se puede

conseguir mediante la creación de una red federada

de centros establecidos en la mayoría (o en la totalidad)

de los Estados miembro de la UE. Por tanto, el forma-

to ideal del proyecto BBMRI debería consistir en una

estructura distribuida en núcleos centrales, en la que

dichos núcleos sean los encargados de coordinar las acti-

vidades desarrolladas, incluyendo la recogida, gestión,

distribución y el análisis de muestras y datos. Así, los

biobancos, recursos biomoleculares y centros tecno-

lógicos miembros están asociados específicamente a

su núcleo coordinador. Además, determinados miem-

bros del BBMRI pueden incorporarse a diversos socios

públicos o privados (por ejemplo universidades, hos-

pitales, empresas…) que suministran muestras biológi-

cas, datos, tecnología o servicios.

Por lo tanto, el consorcio BBMRI consistirá en su desarro-

llo futuro en una red de centros organizados en una estruc-

tura distribuida en núcleos centrales, que incluye:

· Biobancos de diferentes formatos: colecciones de san-

gre, ADN, tejidos, etc., junto con su información aso-

ciada (datos clínicos y de seguimiento, hábitos de vida,

exposición a agentes medioambientales).

· Recursos biomoleculares.

· Tecnologías y plataformas de análisis de alto rendi-

miento y herramientas moleculares para descifrar fun-

ciones de genes, proteínas y metabolitos e interaccio-

nes entre ellas.

· Estándares armonizados para la recogida de muestras

y su almacenamiento, preanálisis y análisis.

· Bases de datos e infraestructura bioinformática armo-

nizadas.

· Plataforma de orientación en aspectos éticos, legales

y sociales.

Objetivos

El proyecto BBMRI contribuirá al desarrollo de la capa-

cidad tecnológica de investigación en Europa, median-

te la creación de una infraestructura basada en la inves-

tigación y desarrollo de procesos para la gestión de

muestras y su información asociada. Además, ayudará

de forma global a la excelencia científica de Europa; faci-

litando a los investigadores el acceso a muestras bio-

lógicas e información asociada de gran calidad, apoyan-

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BMRI

)

Los biobancos se caracterizan por disponer de colecciones demuestras biológicas de calidad.


do la formación de un nuevo cuadro de profesionales

en el área de biobancos, participando en proyectos de

investigación en salud de la UE, habilitando sinergias

entre epidemiólogos, clínicos, genetistas, patólogos y

biólogos moleculares en centros nacionales de excelen-

cia y, finalmente, asociándose a la industria farmacéu-

tica, biotecnológica e informática.

Igualmente, el BBMRI acelerará el desarrollo de la medi-

cina personalizada y la prevención de enfermedades

y abordará alguna de las necesidades en investigación

básica, así como las de la industria biotecnológica y

farmacéutica.


Actualmente, existe un acuerdo de colaboración firma-

do por todos los miembros participantes en el proyecto

BBMRI, incluyendo las cuatro instituciones españolas par-

ticipantes: el Banco Nacional de ADN (BNADN), el Insti-

tuto de Salud Carlos III (ISCIII), la Fundación para el Desa-

rrollo de la Genómica y Proteómica (Genoma España) y

la empresa Vitro Ltd.

El BNADN participa mediante la colaboración en varios

grupos de trabajo, destacando la coordinación del gru-

po denominado Biobancos de Enfermedades. Vitro Ltd.

coopera en el proyecto a través del grupo de trabajo:

Armonización de las Bases de Datos e Infraestructura

de Tecnologías de Información. Por su parte, el ISCIII

y la Fundación Genoma España están presentes

mediante otro grupo de trabajo cuyo principal obje-

tivo consiste en desarrollar el concepto de financia-

ción de la fase de construcción y de operación del

BBMRI, considerando el espectro global de regímenes

financieros nacionales, comunitarios y privados, así

como la financiación a través de cooperación con la

industria.

La existencia de una red de biobancos bien estructura-

da y coordinada proporcionaría una clara ventaja para

los científicos españoles, los cuales tendrían acceso a

un elevado número de muestras y datos asociados de

calidad. Ésto les permitiría participar en situación de

ventaja competitiva como miembros o líderes en pro-

yectos internacionales en los que se requieran datos pro-

cedentes de miles de muestras para poder alcanzar resul-

tados fiables que puedan trasladarse rápidamente a la

práctica clínica. Todo ello, junto con la calidad de la inves-

tigación realizada por los grupos de investigación espa-

ñoles, podría suponer un gran avance para la ciencia

española.

En este sentido, el ISCIII ha seleccionado 63 biobancos

para formar una red de biobancos hospitalarios, con-

templándose la figura de un coordinador científico de

la red, así como financiación de una estructura centra-

lizada de coordinación, ubicada en el ISCIII.

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BMRI

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Webs:

http://www.bbmri.eu/

http://www.bancoadn.org/


http://www.gen-es.org/

http://www.vitroweb.com/

Fase preparatoria 2008-2010 presupuesto 5 M€

51 Instituciones participantes >200 Organizaciones asociadas 30 Países

Distribución de los países participantes y asociados.


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Descripción

El análisis de las interacciones entre la química y la biología es necesario para el esclarecimiento de los mecanis-

mos que regulan los complejos procesos biológicos y es un punto de partida para el descubrimiento y desarrollo

de nuevos medicamentos más seguros y eficaces. La iniciativa EU-Openscreen (European Infrastructure of Open

Screening Platforms for Chemical Biology) tiene como objetivo la construcción de una infraestructura europea en el

área de la biología química, que facilitará la caracterización de bibliotecas de compuestos en ensayos biológicos. A

través de las acciones transnacionales coordinadas de este proyecto se logrará una aceleración esencial en el cono-

cimiento de las actividades biológicas de las moléculas, así como de las respuestas de los sistemas biológicos

como resultado de la interacción con dichas moléculas.

La fase preparatoria de EU-Openscreen tendrá lugar durante el periodo 2010-2011 y, una vez terminada la poste-

rior fase de construcción, se prevé que la infraestructura comience a funcionar en 2013. Hasta el momento están

involucradas en el proyecto 19 instituciones de 15 países europeos, muchas de las cuales poseen ya infraestructu-

ras en el área de la biología química con diferentes equipos o instalaciones: bibliotecas o colecciones de compues-

tos químicos de interés potencial en el área, equipos automatizados de ensayo en placa, estaciones de ensayo de

alto rendimiento, así como recursos informáticos para la predicción de las interacciones de compuestos químicos

con dianas biológicas y para la construcción y despliegue de bases de datos químico-biológicas anotadas.

Objetivos

Entre otras, las infraestructuras científicas y tecnológicas más destacadas del proyecto EU-Openscreen serán:

· Una biblioteca centralizada de compuestos en algunas plataformas de los diversos países, con condiciones ade-

cuadas de almacenamiento y distribución.

· Centros de ensayo de calidad validada en diversos países europeos.

· Centros con instrumentación robotizada y capacidad de recogida de gran cantidad de datos de ensayos con los

sistemas más avanzados.

· Instalaciones para síntesis y optimización de compuestos y para el desarrollo de ensayos biológicos y compu-

tacionales.

· Instalaciones para la caracterización (anotación) biológica de amplio espectro (selectividad) de nuevas moléculas.

· Instalaciones para estudios iniciales de ADMET (Absorción, Distribución, Metabolismo, Eliminación, Toxicología)

en líneas celulares y de estudios de eficacia in vivo en animales.

Infraestructura Europea de Plataformas de Ensayo en Biología Química con Acceso Abierto

EU-Openscreen


Un armazón para la biología química

Un armazón para la biología química


· Una base de datos centralizada, con información quí-

mica de los compuestos y de los protocolos y resul-

tados de los ensayos.

· Un sistema de revisión de solicitudes de proyectos para

utilizar la infraestructura EU-Openscreen, con el fin de

dirigirlas a los centros de ensayo más apropiados.

La construcción y operación de la infraestructura supon-

drá para Europa un importante avance científico y tec-

nológico en el área de la biología química ya que será

accesible en diversos países, a investigadores de distin-

tas universidades, institutos de investigación y PYMES

farmacéuticas y biotecnológicas, que en la actualidad

sólo poseen instalaciones limitadas y carecen de acce-

so a todos esos recursos. Además, habrá una mayor faci-

lidad de comunicación y movilidad de investigadores

entre diversas disciplinas científicas y países, lo que se

traducirá en compartir conocimientos y experiencias

y se potenciará un sistema de educación de jóvenes

investigadores con una formación multidisciplinar.

EU-Openscreen tiene como objetivo satisfacer las nece-

sidades de nuevos compuestos con actividad en cien-

cias de la vida (medicina y veterinaria, biología de sis-

temas, biotecnología, agricultura y nutrición, etc.) y

apoyará principalmente proyectos en dianas o ensayos

biológicos no convencionales y que intenten resolver

cuestiones biológicas fundamentales. Estos proyectos

abrirán nuevas líneas para la investigación en la era post-

genómica, así como una mejora en la transferencia de

los resultados de la investigación básica para un avan-

ce en la calidad de vida. En este sentido, a medio y lar-

go plazo, los resultados del proyecto generarán nuevos

productos y servicios y estimularán la investigación

industrial y la explotación comercial.

Aunque ya existen diversas plataformas en los países

participantes que disponen de alguna de las instala-

ciones de las que se dotará a la infraestructura existen

una serie de retos tecnológicos a superar:

· El desarrollo de nuevos ensayos biológicos en las diver-

sas plataformas.

· La robotización necesaria en las plataformas de ensa-

yos y en las plataformas de gestión de bibliotecas

de compuestos.

· La validación de la calidad de las bibliotecas quími-

cas y de los ensayos.

· La gestión coordinada de la distribución de bibliote-

cas de compuestos a las plataformas de ensayos que

están repartidas por los distintos países.

· La armonización e integración de las bases de datos

químico-biológicas previamente existentes en cada

país para hacer posible el acceso a nivel europeo a la

información de las interacciones química-biología

desarrolladas en las distintas plataformas.

· La gestión de la priorización de ensayos aplicados a

subgrupos de compuestos químicos.

· La gestión de la priorización en la movilidad de cientí-

ficos para realizar ensayos en las diversas plataformas.

· La gestión de la propiedad intelectual y la armoniza-

ción de este tema entre los diversos países.


El Parque Científico de Barcelona (PCB) participa acti-

vamente en la fase preparatoria del proyecto EU-Opens-

creen como miembro del Comité Directivo y lideran-

do un grupo de trabajo y además, actuará como núcleo

coordinador de instituciones españolas interesadas en

participar en el proyecto.

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EU-Openscreen apoyará principalmente proyectos en dianas oensayos biológicos no convencionales y que intenten resolvercuestiones biológicas fundamentales.


En España existe una extensa investigación de calidad en

los ámbitos de la química, la biología, la computación y

la biomedicina, tanto a nivel académico como en empre-

sas farmacéuticas y biotecnológicas (ya sean creadas

en España o filiales de empresas extranjeras). El sector

biomédico constituye uno de los sectores económicos

más innovadores y con un mayor crecimiento en los últi-

mos años en cuanto a empleo, empresas constituidas,

investigadores e inversión pública. Sin embargo, la inves-

tigación química y biológica han evolucionado de mane-

ra independiente y es necesario, para elaborar proyectos

de alto valor añadido e interdisciplinares, que dichas inves-

tigaciones se coordinen. El ámbito de investigación en

biología química pretende aglutinar dichas áreas junto

a la computación e informática ya que son tres de las dis-

ciplinas científicas más importantes en el inicio del lar-

go proceso que va del conocimiento biológico al trata-

miento de las enfermedades.

El PCB, como coordinador de la iniciativa española en Che-

mical Biology, Chembiobank, que incluye también a la

Universidad de Santiago de Compostela (USC) y a la Fun-

dación Institut Municipal d’Investigació Mèdica de Bar-

celona (IMIM), ha planteado una iniciativa integrada y

coordinada en España en los ámbitos de las bibliotecas

de compuestos (PCB, coordinación, química y logística),

ensayos virtuales (IMIM) y ensayos experimentales (USC).

Esta iniciativa es similar a la que se está llevando a cabo

en otros países europeos como Alemania, Noruega, Sue-

cia, Francia y República Checa.

A partir de la iniciativa Chembiobank, desde el año

2007 se han realizado una serie de acciones que han

generado una red de unos 30 grupos de investigación

pertenecientes a centros académicos y empresas far-

macéuticas y biotecnológicas en España, líderes en

los ámbitos de la investigación química, biológica y

computacional, así como en la identificación de com-

puestos con actividades biológicas. Esta red (denomina-

da Spanish Screening Network) está abierta a la incorpo-

ración de nuevas entidades interesadas en el ámbito

de la biología química y tiene entre sus objetivos aglu-

tinar bibliotecas de compuestos de calidad, obte-

ner un mapa de capacidades de ensayos experimen-

tales y computacionales en España y generar bases

de datos químico-biológicas anotadas y de acceso

remoto, que permitan aumentar el conocimiento de

las interacciones química-biología. Cabe destacar la

coincidencia temporal y en cuanto a capacidades

de estas iniciativas en red en España con el proyecto

EU-Openscreen.

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Presupuesto de construcción estimado:

40 M€


2012

Web: www.eu-openscreen.de

EU-Openscreen tiene como objetivo satisfacer las necesidades de nuevos compuestos con actividad en ciencias de la vida.


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Descripción

La infraestructura distribuida europea EMBRC (European Marine Biological Resource Centre) tiene como objetivo sumi-

nistrar organismos marinos modelos, así como los recursos genómicos relacionados con ellos. Los principales

laboratorios marinos existentes se integrarán en esta infraestructura de investigación para facilitar el acceso a los

modelos y a sus ecosistemas, así como a modernas tecnologías y plataformas ómicas.

El rápido desarrollo del campo de la genómica en los últimos diez años ha transformado la naturaleza de los

laboratorios marinos europeos, al crear nuevas oportunidades y permitir el uso de nuevos organismos modelos

para investigación básica y aplicada. Este proceso está permitiendo ofrecer servicio a un creciente número de

científicos que han escogido organismos marinos como modelos para investigar problemas fundamentales de bio-

logía. Basado en varias estaciones marinas (algunas de ellas inauguradas en el siglo XIX), EMBRC desarrolla una

estructura totalmente nueva: una infraestructura completamente integrada, con un objetivo único y una única

vía de acceso.

Objetivos

Al ofrecer acceso directo a los diferentes ecosistemas acuáticos costeros de Europa, EMBRC alineará la investiga-

ción genómica y la de los ecosistemas en una infraestructura única, con la capacidad primordial de acceder y sumi-

nistrar organismos modelos y modernas tecnologías ómicas. EMBRC permitirá el acceso a mecanismos biológicos

actualmente desconocidos que pueden llegar a ser útiles para diversas áreas de la biomedicina y biotecnología. La

infraestructura aprovechará la complementariedad y la interoperatividad entre los institutos marinos. Las accio-

nes integradoras entre los socios incluirán:

· La mejora de la instrumentación necesaria para acceder a la biodiversidad de los ecosistemas costeros (resaltan-

do la tecnología genómica).

· El avance en la producción, el mantenimiento, la provisión y la utilización de modelos marinos claves para las

ciencias biológicas.

· El impulso del análisis funcional de modelos ecológicos y biológicos, utilizando modernos abordajes ómicos y

computacionales.

Centro Europeo de Recursos BiológicosMarinos

EMBRC


EMBRC estará gobernado por una junta que represen-

te a todos los socios. Se instalará una vía de acceso

única a la infraestructura, gestionada por un equipo

dedicado y se construirá una interfaz electrónica para

las peticiones de acceso y el intercambio de datos e

información. El acceso será en modo abierto. Nueve ins-

titutos marinos de diferentes países se han comprome-

tido para llevar a cabo un proceso rápido de conver-

gencia. El proyecto queda abierto a otros participantes,

en especial de los países bálticos y del Mediterráneo orien-

tal, para conseguir una cobertura más amplia de los eco-

sistemas costeros europeos y de organismos modelos.

El ahorro de esfuerzos y de costes económicos consegui-

do por la nueva infraestructura europea de investigación

gestionada por EMBRC será muy considerable.



vante en el proyecto EMBRC.

221



100 M€

Web: http://www.embrc.eu

El genoma del marEl genoma del mar

La infraestructura distribuida europea EMBRC tiene comoobjetivo suministrar organismos marinos modelos, así comolos recursos genómicos relacionados con ellos.


222

Labo

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SL4)

Descripción

La infraestructura paneuropea BSL4 (European High Security BSL4 Laboratories) tiene como objetivo contribuir a afron-

tar cualquier brote pandémico de enfermedades infecciosas emergentes o recurrentes. Se trata de un reto cientí-

fico que implica la revisión y el estudio coordinados de patógenos de nivel cuatro. La nueva infraestructura de

investigación será el resultado de una actualización completa de los actuales laboratorios de alta seguridad, de otros

nuevos y de infraestructuras de apoyo, que se coordinarán a través de un organismo europeo.

Uno de los grandes retos del siglo XXI es la adquisición de la capacidad de reaccionar ante microorganismos alta-

mente patogénicos para personas y animales. Varias enfermedades infecciosas emergentes y recurrentes (entre

las que se encuentran las fiebres hemorrágicas como el Ébola) y las encefalitis virales (como Nipah y otras) podrían

ser un grave lastre para el desarrollo socioeconómico de los países emergentes. Además, a través de los flujos migra-

torios y de los viajes intercontinentales, la población europea también se vería amenazada. Estos organismos alta-

mente patogénicos para el ser humano se clasifican en el nivel cuatro de bioseguridad y deben ser manipulados

en laboratorios de alta seguridad denominados BSL4. Las recientes epidemias de Gripe Aviar y SARS (Síndrome

Agudo Respiratorio Severo) han demostrado la realidad de la amenaza infecciosa y la vulnerabilidad ante las enfer-

medades infecciosas emergentes y recurrentes. Se necesita una estrategia europea coordinada para garantizar la

diagnosis temprana y el tratamiento inmediato de estas enfermedades, lo que implica la construcción y la imple-

mentación de una infraestructura de investigación paneuropea BSL4.

Laboratorios Europeos de Alta Seguridad

BSL4

Las recientes epidemias de Gripe Aviar y SARS (Síndrome Agudo Respiratorio Severo) han demostrado la realidad de la amenazainfecciosa y la vulnerabilidad ante las enfermedades infecciosas emergentes y recurrentes.


Objetivos

Los objetivos principales de este proyecto son el incre-

mento y la coordinación de una serie de actividades:

· Las de investigación básica y aplicada.

· De desarrollo de diagnóstico, de acuerdo con los

socios industriales.

· La implementación y la organización de centros de

recursos biológicos mutualizados y compartidos,

conectados al proyecto BBMRI-ESFRI.

· La construcción de instalaciones de formación para desa-

rrollar, compartir e implementar procedimientos comu-

nes que garanticen condiciones seguras de trabajo para

técnicos y científicos, así como de protección ambiental.

Cada laboratorio debe ser diseñado y escalado para alber-

gar estas cuatro actividades principales: diagnóstico, colec-

ción de microorganismos, investigación y formación. Esta

nueva infraestructura permitirá abordar problemas cien-

tíficos urgentes en términos de diagnóstico, profilaxis y

terapia, así como afrontar eficientemente la aparición

de nuevos virus. La nueva infraestructura distribuida se

aprovechará de las competencias distribuidas y del cono-

cimiento experto en todo el espacio europeo.



vante en el proyecto BSL4.

223



174 M€


Web: http://www.hbsl.eu

Un blindaje contralas pandemias

Un blindaje contralas pandemias


La física del siglo XXI tiene por objeto comprender el mundo en el que

vivimos y, en general, todo el Universo, en base a las propiedades del

espacio, el tiempo, la materia y la energía, así como sus interaccio-

nes. Para poder realizar esta ingente tarea, la física subdivide nuestro

mundo en escalas de tamaño y constituyentes principales de la mate-

ria e interacciones predominantes en cada caso, dando lugar a diversas

subdisciplinas científicas. Así, por ejemplo, mientras que la astronomía

o la astrofísica estudian el comportamiento del Universo a escala macros-

cópica, la física de la materia condensada, la física nuclear o la física de partículas intentan expli-

car la estructura de la materia a nivel atómico o subatómico.

Hoy en día sabemos que el conocimiento generado por la física es responsable de los desarro-

llos tecnológicos de nuestra sociedad. Si hace algunos siglos la mecánica y la termodinámica

originaron la primera revolución industrial, en las últimas décadas, el estudio de la estructura

microscópica de la materia ha dado lugar a una nueva revolución tecnológica basada en la elec-

trónica y las tecnologías de la información, sin olvidar las múltiples aplicaciones que el conoci-

miento sobre la estructura subatómica de la materia ha dado a la medicina o a los procesos de

generación de energía.

Recién concluido el año en que se ha celebrado el 400 aniversario del primer uso del telesco-

pio como instrumento científico, todos entendemos la importancia que el método experimen-

tal, y, por tanto, el desarrollo de instrumentos científicos, tiene para el avance del conocimiento

en física y para sus aplicaciones tecnológicas. Es más, en muchas ocasiones el propio diseño y

construcción de instrumentación científica ha demostrado ser un método eficaz de genera-

ción de nuevas tecnologías. Sólo hay que recordar, por ejemplo, que los aceleradores, que en un

principio se construyeron como una herramienta de estudio del mundo subatómico, tienen

hoy en día múltiples aplicaciones, ya no sólo industriales sino también médicas. Al mismo

tiempo, la complejidad y coste de las nuevas infraestructuras que requiere la física ha dado lugar

a un proceso natural de cooperación internacional que, a nivel europeo, está siendo coordina-

do por el Comité ESFRI.

Todos estos argumentos justifican que en la lista de infraestructuras de ESFRI los proyectos rela-

cionados con la física no sólo sean los más numerosos sino también los más costosos. Por ello,

el Subcomité de Evaluación de infraestructuras en el ámbito de la física, la energía y los materia-

les ha tenido que evaluar 18 proyectos que abarcan, desde grandes telescopios, instalaciones

de láseres de gran potencia, aceleradores para el estudio de la estructura subatómica de la

materia, hasta infraestructuras relativas a procesos de generación de energía por fisión, fusión o

224

Los proyectos ESFRI de energía,materiales, ciencias físicas eingeniería y e-Infraestructuras

11_Energia_ESFRI.qxd 8/3/10 19:19 Página 224

captura de CO2. Todas las propuestas evaluadas tienen un interés científico demostrado, y su cons-

trucción debe entenderse no sólo como una contribución a la generación de conocimiento,

sino también como una fuente de desarrollo de nuevas tecnologías. No obstante el Comité ha

priorizado aquellos proyectos que tenían un mayor impacto en el sistema español de I+D.

José Benlliure

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(IFM

IF)

Descripción

Antes de que se consiga llegar a la implantación de reactores comerciales de energía de fusión, la comunidad científi-

ca y tecnológica debe desarrollar la tecnología necesaria para ello. El objetivo del proyecto IFMIF (International Fusion

Materials Irradiation Facility) es ahondar en el conocimiento del comportamiento de los materiales requeridos para la

construcción de un futuro reactor de fusión. Esta instalación proveerá de una fuente de neutrones de alta intensidad

con características similares a las que se instalarán en un reactor de energía de fusión, como es el caso del proyecto

ITER (véase la página 50 del presente volumen), que supondrá un hito esencial en el desarrollo futuro de este tipo de

reactores. Con posterioridad al ITER, que se construirá en Cadarache (Francia), se prevé la implantación de otro reac-

tor de fusión, en este caso de demostración (Demo), que permita la generación de energía eléctrica.

Para que la producción de energía por fusión nuclear sea posible y rentable es necesario desarrollar materiales que

sean capaces de resistir neutrones de alta energía y elevado flujo de calor para ser utilizados en la primera pared y el

blanket (manto regenerador de tritio) de los sistemas de fusión. De este modo, probar los materiales y los distintos

Instalación Internacional para laIrradiación de Materiales de Fusión

IFMIF

Accelerator Li Target Test Cell

Neutrons(~1017n/s)

Specimens

Li FreeSurface

10 MW

D+ Beam(40 MeV,2x 125 mA)

ProzesseEMP

Anatomía de IFMIF.


Materialespara encerrar el sol

Materialespara encerrar el sol


conceptos del blanket en un entorno de fusión de referen-

cia es un paso necesario en el diseño del reactor Demo

antes mencionado.

En la actualidad no existe ninguna instalación para ensa-

yos de irradiación que pueda simular de manera adecua-

da las condiciones del interior de un reactor de fusión.

Por ello, el proyecto IFMIF se considera indispensable para

el desarrollo de la fusión por confinamiento magnético.

Su misión principal será la de generar una base de datos

de materiales irradiados que sirva para el diseño, la cons-

trucción, la obtención de la licencia y la operación segura

del futuro reactor Demo. Ésto sólo puede obtenerse

mediante el ensayo y la cualificación de los materiales can-

didatos bajo una irradiación neutrónica que simule su com-

portamiento en el Demo durante su tiempo de vida total.

La instalación se basa en dos aceleradores de deuterones

de 40 MeV y alta intensidad, que inciden en un blanco

de litio líquido. Mediante reacciones nucleares se gene-

rarán los neutrones que inciden sobre los materiales en

estudio. La instalación constará de tres sistemas principa-

les: el del acelerador, el correspondiente al blanco de litio

y el sistema de ensayo, incluyendo además las instala-

ciones de Examen Post-Irradiación (PIE).

Por el momento se está desarrollando la fase EVEDA (Engi-

neering Validation and Engineering Design Activity) del pro-

yecto IFMIF, cuyo objetivo es la validación de los princi-

pales elementos técnicos de la instalación (mediante la

construcción de prototipos) y el desarrollo de la ingenie-

ría de detalle. Estas actividades se están desarrollando

en el marco del Acuerdo Bilateral entre la UE y Japón para

el Desarrollo de la Fusión (The Broader Approach to Fusion

- BA). Dentro de Europa, los países participantes son Ale-

mania, Francia, Italia, Bélgica, España y Suiza.

No se ha decidido aún la sede de la futura instalación, pero

por el momento, todo apunta a que podría localizarse

en Europa o Japón por razones estratégicas. El Viejo Con-

tinente ya ha mostrado un gran interés para que se sitúe

en su territorio.

Objetivos

El desarrollo de la fusión como una fuente de energía inago-

table y con un impacto ambiental reducido es uno de los

principales retos científicos y tecnológicos que se plan-

tea la humanidad. En Europa se ha desarrollado a lo largo

de las últimas décadas el llamado Programa Europeo de

Fusión, coordinado entre los diferentes países europeos

y Euratom. Para el programa, uno de los elementos esen-

ciales es la cualificación de materiales capaces de resistir

una irradiación intensa y prolongada de neutrones y éste

es un paso esencial para dar el salto al reactor Demo.

Por ello IFMIF se considera, después de ITER, la instala-

ción más importante en el Programa Europeo de Fusión.

Desde el punto de vista científico tendrá, presumible-

228

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Fus

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(IFM

IF)

Diseño conceptual del modelo de alto flujo de IFMIF.


mente, una gran relevancia internacional, ya que será

una instalación capaz de producir un alto flujo de neu-

trones con unas características únicas. Por ello, abrirá

la posibilidad de estudiar un conjunto de efectos que

en la actualidad están muy pobremente analizados,

en especial todos aquellos relacionados con la presen-

cia de helio en los materiales.

Los principales retos tecnológicos de la instalación se

encuentran alrededor de los aceleradores y del blanco

de litio. Cada uno de los dos aceleradores que está previs-

to incluir en IFMIF acelerará una corriente de 125 mA de

deuterones hasta 40 MeV, lo que significa que deberá

manejar de forma continua un haz de 5 MW. Éste es uno

de los principales retos tecnológicos, si tenemos en cuen-

ta que actualmente el acelerador de deuterones más inten-

so en operación (el SARAF) es capaz de acelerar del orden

de 1 mA. Los haces de deuterones inciden sobre un blan-

co de litio líquido que circula a alta velocidad para extraer

la alta potencia incidente. El diseño y construcción de

los sistemas de purificación, los tanques de almacena-

miento y recogida de litio, así como los sistemas de refri-

geración y las bombas de impulsión están entre los retos

tecnológicos más importantes a superar durante el dise-

ño y construcción de la instalación.


España participa en el proyecto IFMIF a través de dos vías

diferentes: por un lado, colabora en la fase EVEDA de vali-

dación y por otro, también lo hará en la fase de construc-

ción. En lo que se refiere a la participación en la fase EVE-

DA existe un compromiso del Gobierno español con la

UE formalizado en 2006 en el que se compromete a hacer-

se cargo de una parte de las actividades previstas en el

Acuerdo del Broader Approach (BA), siendo el Ciemat el

organismo responsable de coordinar a los agentes espa-

ñoles. Dentro de esta fase España adquirió el compromi-

so de ser responsable principal del diseño y la construcción

de la línea de transporte y beam dump, del sistema de radio-

frecuencia y además contribuirá a la prueba y puesta en

marcha del acelerador prototipo en Rokkasho (Japón). Igual-

mente, contribuirá a diferentes actividades de ingeniería

para el diseño del IFMIF. Por ejemplo, entre otras cuestio-

nes se hará cargo del módulo de irradiación para la vali-

dación de los blanket reproductores de metal líquido. Todas

estas actividades corresponden aproximadamente al 27%

de la participación europea en el proyecto. El desarrollo de

estos sistemas en España en el marco de la fase EVEDA nos

sitúa en una posición única de cara a una posible partici-

pación en el lanzamiento del proyecto IFMIF.

Las comunidades científicas y tecnológicas involucradas

en el proyecto IFMIF variarán a lo largo de las distintas fases

de la instalación. En este sentido, toda la comunidad rela-

cionada con el desarrollo de sistemas de fusión será usua-

ria potencial de la instalación, especialmente en lo que se

refiere a los aspectos relacionados con el estudio de mate-

riales para fusión. En cuanto a la construcción, puesta en

marcha y operación de la máquina, las principales comu-

nidades involucradas serán las relacionadas con la tecno-

logía de aceleradores, ingeniería y tecnologías nucleares.

Actualmente, el conjunto de actividades descritas en los

apartados anteriores y que se están llevando a cabo en el

marco del Acuerdo del BA están siendo desarrolladas por

el Ciemat y por distintas universidades españolas.

229

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(IFM

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Presupuesto estimado: 1.000 M€


2020

Web: http://fusionforenergy.europa.eu/

3_3_broader_approach_en.htm

Diseño conceptual de las futuras instalacionesdel proyecto IFMIF.


230

Reac

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Hor

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HR)

Descripción

La explotación de las centrales nucleares ha estado apoyada desde su origen en instalaciones experimentales emble-

máticas que han garantizado en todo momento su seguridad y su óptima operación. Entre ellas merecen especial

mención los reactores de ensayo de materiales, que han permitido comprobar y predecir el estado de diversos

componentes y sistemas del reactor. En Europa, la avanzada edad de estos reactores aconseja la construcción de

uno nuevo capaz de reemplazar e incluso extender las capacidades y precisiones logradas por sus predecesores. El

Comisariado francés para la Energía Atómica (Commissariat à l'Énergie Atomique o CEA), reconociendo esta necesi-

dad, propuso una colaboración multinacional para la construcción del denominado reactor Jules Horowitz (JHR), que

se construirá en Cadarache (Francia).

Reactor Jules Horowitz

JHR

Representación virtual de la futura instalación del JHR.


Innovación en tecnologíay seguridad nuclear

Innovación en tecnologíay seguridad nuclear


Más allá de las propias necesidades planteadas por la

edad de los reactores de ensayos de materiales, las nue-

vas generaciones de reactores nucleares (Generación III

y IV) podrán beneficiarse de esta instalación. El JHR per-

mitirá ensayar e investigar diversas opciones de com-

bustibles, con especial énfasis en la reducción de los

residuos radiactivos provenientes del combustible uti-

lizado. En este punto, la transmutación sigue baraján-

dose como una opción prometedora que demanda acre-

ditación experimental.

La fase de diseño básico del reactor JHR comenzó en 2003

y duró aproximadamente tres años. A continuación se

inició el diseño de detalle, cuya finalización ha tenido lugar

en 2009. Paralelamente, se comenzó la obra civil prepara-

toria de los terrenos y las tareas de estabilización frente a

seísmos. La fecha barajada de terminación del proyecto,

que será seguida de su operación, es el año 2014. Erigido

en una extensión de seis hectáreas, el Jules Horowitz

constará de dos edificios principales: el que contendrá

el reactor (que también albergará todos los compo-

nentes y sistemas necesarios para su funcionamiento y

el seguimiento de los experimentos) y el edificio auxiliar.

El reactor tendrá una potencia nominal de 100 MWt, y su

núcleo estará constituido por 34 elementos combustibles.

La iniciativa internacional está dirigida por Francia a tra-

vés del CEA y se fundamenta en una red de acuerdos

bilaterales y el establecimiento de un consorcio inter-

nacional regulado mediante un acuerdo específico.

Aparte de Francia, que está representada además del

CEA, por las empresas Areva y la EDF (Électricité de Fran-

ce), los socios que componen el consorcio internacio-

nal son: Bélgica, República Checa, Suecia, Finlandia y

España (a través del Ciemat). En 2008 se incorporaron

Japón e India y en 2009 se adhirió la Comisión Europea

(CE) a través de Euratom. Excepto Japón e India, que

contribuyen con un 3% a los costes del proyecto y la

CE con un 5%, el resto de países aportan un 2% del cos-

te teórico de construcción. La edificación del reactor

JHR supone una inversión nominal de 500 millones de

euros, aunque la estimación total actual, incluyendo

imprevistos, es de 635. Esta diferencia será asumida por

el CEA, según los acuerdos iniciales del proyecto.

Objetivos

El JHR será una instalación única en Europa, cuya exis-

tencia supondrá un elemento esencial para garantizar

la seguridad y la competitividad de las centrales nuclea-

res. Su carácter, esencialmente innovador, responde-

rá a la necesidad esencial planteada por la tecnología

nuclear: ensayar, validar y evaluar las características,

el comportamiento, la seguridad y las prestaciones

de los combustibles y materiales de los reactores nuclea-

res actuales y futuros. Y no menos importante, se pre-

vé la producción de radioisótopos de aplicación en medi-

cina nuclear. Además, los experimentos proporcionarán

información que permitirá avanzar en la física fundamen-

tal de materiales (como el comportamiento bajo ten-

sión e irradiación) y en la validación de modelos neu-

trónicos y los datos nucleares soporte.

El JHR estará dotado de una veintena de posiciones, don-

de se alojarán tanto dispositivos experimentales como

ubicaciones para la producción de radioelementos. Algu-

nos de los dispositivos experimentales estarán equipados

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Intercambiadores de calor del futuro reactor.Interior del núcleo del reactor.


con sistemas capaces de proporcionar condiciones par-

ticulares tales como la posibilidad de hacer circular agua,

gas o una mezcla de sodio y potasio, o de cambiar la

temperatura y la presión según el protocolo de ensayo

definido. La versatilidad del JHR permitirá la realización de

experimentos simultáneos de distinto tipo, desde experi-

mentos de seguridad (como pruebas de combustibles,

rampas de potencia o envejecimiento de materiales), a

estudios de sistemas transmutadores y reactores avanza-

dos. También se va a utilizar por primera vez un simula-

dor de experimentos (EXSIMU), desarrollado por los miem-

bros españoles que colaboran en la construcción del JHR,

para la optimización de los dispositivos de irradiación y

la familiarización de los usuarios finales de la instalación,

incluidos los organismos reguladores.

Entre los grandes retos tecnológicos cabe señalar el

diseño de los dispositivos experimentales para conse-

guir condiciones realistas de funcionamiento de los

reactores de futuras generaciones. Todos estos avan-

ces se deben conseguir manteniendo el máximo de

seguridad y flexibilidad en su operación, lo que exige

innovaciones en todos los componentes principales del

reactor, como los generadores de vapor, fabricados en

España por la empresa ENSA en colaboración con el Cie-

mat. Estos componentes son elementos clave en el fun-

cionamiento de este tipo de instalaciones y, al formar

parte del circuito primario, están sometidos a las nor-

mas de seguridad y control de calidad característicos

de las instalaciones nucleares. Sus grandes dimensio-

nes (12 m de alto y 1,8 m de diámetro) y sus elevadas

prestaciones (2.600 m3/h a 7 bar de presión), requie-

ren cálculos muy precisos de la transferencia de calor

y pérdida de carga en su interior, una selección muy

estricta de materiales, así como métodos avanzados

de fabricación.


El acuerdo bilateral entre el Ciemat y el CEA reconoce a

la institución española como representante de un con-

sorcio español constituido en 2007 y que está formado

por el Ciemat (que ostenta la representación en foros

internacionales), el CSN (Consejo de Seguridad Nuclear),

Enusa, Empresarios Agrupados, ENSA, Tecnatom y Socoin.

La contribución del consorcio español al proyecto JHR

corresponde al 2% del importe teórico total de cons-

trucción. Dicha contribución se realiza en especie e inclu-

ye un simulador de experimentos, EXSIMU, apoyo de

ingeniería y los tres intercambiadores de calor (HEX) del

sistema primario del JHR.

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Ubicación: Cadarache (Francia)

Presupuesto estimado: 635 M€ (contribu-

ción española 2%)


Web:

http://www-cadarache.cea.fr/rjh/index.html

Vista general de las instalaciones del CEA.


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Descripción

La infraestructura ECCSEL (European Carbon Dioxide Capture and Storage Laboratory Infrastructure) aborda la investi-

gación básica y aplicada en procesos de captura de CO2 y el desarrollo de métodos de calificación para instalaciones

de almacenamiento de este producto, entre otras actividades planificadas. El proyecto contempla tres aproximacio-

nes para capturar CO2: pre-combustión, postcombustión y combustión en atmósfera de O2/CO2 (oxicombustión),

además de otros tres para su almacenamiento: acuíferos, yacimientos agotados de petróleo o gas natural y yaci-

mientos de metano en vetas de carbón. El plan incluye la puesta en común de las infraestructuras nacionales exis-

tentes y su proyección a nivel europeo, con el fin de ponerlas a disposición de los investigadores que se encuentren

vinculados directa o indirectamente a los organismos participantes en la propuesta. Se trata de una iniciativa única

en la UE y su puesta en funcionamiento se traducirá en un incremento claro de la competitividad europea en Captu-

ra y Almacenamiento de CO2 (CAC).

El núcleo central del ECCSEL está situado en Noruega y cuenta con organismos asociados en Alemania, Países

Bajos, Francia, Dinamarca (incluyendo Groenlandia), Grecia, Italia, Polonia, Hungría, Suiza, Croacia y España. Actual-

mente, se encuentra en la fase de presentación de la propuesta a la Comisión Europea. Una vez aceptada la fase

preparatoria comenzaría a finales de 2010 y se extendería hasta finales de 2012. Los laboratorios que se encuen-

tran incluidos desde el comienzo en ECCSEL son los de absorción, nuevos materiales y procesos, combustión,

almacenamiento, criogenia y el de investigación de Mongstad (Noruega).

Objetivos

La reducción de los niveles de emisión de CO2 es una de las prioridades en la UE. Los objetivos son ambiciosos;

se aspira a reducir las emisiones en un 20% antes de 2020 y alcanzar la reducción de un 50% en 2050. Sin

embargo, los resultados no son por el momento prometedores, quizás por los elevados costes económicos y

tecnológicos del despliegue de nuevas fuentes de energía alternativas. Pero también porque se están desarro-

llando más lentamente de lo previsto las tecnologías de CAC, que serían las herramientas más eficientes para

conseguir una reducción significativa de las emisiones. Existe por tanto la necesidad urgente de desarrollar

tecnologías de captura de gas que no sean prohibitivas económicamente y que, al mismo tiempo, sean favora-

bles para el medio ambiente.

Ya que las tecnologías actuales son ineficientes, se requiere una mejora fundamental de las instalaciones dis-

ponibles de investigación, con equipos y tecnologías más avanzados, que permitan cambiar cualitativamente

Infraestructura para Capturay Almacenamiento de Dióxido de Carbono

ECCSEL


Secuestrar el CO2Secuestrar el CO2


el tipo de investigación utilizado para abordar estos

problemas y anime a los investigadores a sumarse a

los objetivos del ECCSEL. Al mismo tiempo, es nece-

sario aumentar la masa crítica de instalaciones con

infraestructura avanzada y eficiente. Y esta importan-

te y estratégica mejora de la infraestructura actual

para la CAC debe tener un enfoque paneuropeo con

el objetivo de optimizar el logro de la masa crítica

necesaria y la competencia de los expertos. En con-

junto, la infraestructura, las conexiones entre los gru-

pos y las instalaciones europeas facilitarán el estable-

cimiento de programas integrados de investigación

en la materia y añadirá coherencia a los abordajes y

a los medios dedicados al despliegue de estas tec-

nologías en el mercado.


La fundación Ciuden participa en el proyecto ECCSEL y

contará con instalaciones para la captura de CO2, actual-

mente en construcción. Se pretende llevar a cabo una

plena integración de los programas de captura y de alma-

cenamiento de Ciuden en las acciones de ECCSEL, con-

tribuyendo y acompañando la realización de tareas y

cometidos.

Programa de Captura

Los principales objetivos en cuanto a captura de CO2 se

centran en la investigación, el desarrollo y la demostra-

ción de tecnologías avanzadas, fiables y efectivas de

captura, mediante el diseño y construcción de una Plan-

ta de Desarrollo Tecnológico (PDT) que incorporará

como unidades principales:

· Un sistema de preparación de combustibles para

combustión indirecta, capaz de procesar todo tipo

de carbones.

· Una caldera de carbón pulverizado (20 MWt) operan-

do en modo convencional (empleando aire como com-

burente) o en modo de oxicombustión (empleando

oxígeno como comburente).

· Una caldera de lecho fluido circulante (de 15 MWt

en modo convencional y 30 MWt en modo de oxi-

combustión).

· Un tren de limpieza de gases de combustión para

la eliminación de óxidos de nitrógeno y azufre y

partículas.

· Para la captura de CO2, un tren de purificación y com-

presión (oxicombustión) / unidad de absorción (aire).

La PDT de captura de Ciuden está actualmente en cons-

trucción, se prevé el comienzo de las tareas de puesta

en marcha de las unidades ya contratadas a mediados

de 2010. Se encuentra situada en el noroeste de Espa-

ña, en la provincia de León, próxima a la central térmi-

ca de Compostilla (de 1.312 MWe), propiedad de Ende-

sa. La PDT de captura es única por su diseño innovador,

flexibilidad, modularidad y versatilidad en términos de

variedad de combustibles y tecnologías que se van a

emplear. En este sentido, los combustibles que pue-

den ser utilizados incluyen diferentes tipos de carbón y

biomasa y las instalaciones han sido diseñadas para car-

bones autóctonos europeos como antracitas, bitumino-

sos y sub-bituminosos y coque de petróleo. Además, no

se tiene constancia de que exista otra instalación que

disponga de un lecho fluido circulante para oxicombus-

tión de la potencia seleccionada.

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PDT de Captura (El Bierzo, León). Central Térmica deCompostilla.


Programa de Almacenamiento

El objetivo de este programa es obtener un conoci-

miento científico y tecnológico de almacenamiento

geológico de CO2 en acuíferos salinos profundos que

permita adquirir experiencia y optimizar todas las

tareas implicadas en el ciclo de vida de un almace-

namiento geológico industrial. De esta manera, se

obtendrá esta capacidad tecnológica en España, que

carece de importantes recursos de gas y petróleo y,

por consiguiente, no puede recurrir a la opción de

almacenamiento que supone la recuperación mejo-

rada de gas o petróleo o el empleo de yacimientos

agotados. Este objetivo se logrará mediante el dise-

ño, construcción y operación de una PDT de almace-

namiento geológico de CO2 para realizar ensayos a

escala real de inyección, almacenamiento y monito-

rización de este gas, entre otros. La finalidad última

es hacer el almacenamiento geológico de CO2 segu-

ro y viable desde los puntos de vista medioambien-

tal, tecnológico y económico. La construcción de esta

planta se iniciará previsiblemente a mediados de 2011,

y el comienzo de las primeras actividades experimen-

tales a principios de 2012.

De las tres opciones tecnológicas básicas para prepa-

rar una corriente de CO2 concentrado en condiciones de

ser transportada y almacenada (postcombustión, pre-

combustión y oxicombustión) ninguna se aplica todavía

a la escala necesaria en centrales térmicas, porque se

necesita solventar aún un número importante de cues-

tiones tecnológicas. Adicionalmente, los diversos com-

ponentes necesarios para que una planta completa de

captura pueda operar de manera eficiente, fiable y eco-

nómicamente viable, produciendo CO2 adecuado para

el almacenamiento geológico, no se han integrado has-

ta la fecha a las escalas necesarias.

Para probar la cadena tecnológica completa existe un

número muy reducido de plantas piloto de gran tama-

ño en Europa, Estados Unidos y Australia, actualmente

en fase de diseño y/o construcción. La PDT española

de Ciuden se encuentra en este grupo. En consecuen-

cia, el reto tecnológico en la fase de construcción se cen-

tra en conseguir una instalación de estas característi-

cas única en el mundo, que tenga las capacidades nece-

sarias (en este momento y también a medio plazo) para

dar cabida a nuevas tecnologías emergentes. La contri-

bución de empresas españolas de primer nivel se está

demostrando fundamental, a la vez que la iniciativa de

Ciuden les permite adquirir capacidades y referencias en

este campo.

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Ubicación: Mongstad (Noruega)


81 M€


2011

Webs:

http://www.ntnu.no/eccsel

http://www.ciuden.es

Nuevos materiales para la captura de CO2. Instalaciones industriales de Mongstad, donde estarálocalizada la sede del proyecto.


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Descripción

La instalación HiPER es una iniciativa multinacional que permitirá a Europa tomar el liderazgo en cuanto al desarro-

llo de la obtención masiva de Energía por Fusión Inercial (IFE, por sus siglas en inglés), a la vez que ofrecerá una

capacidad internacional única para fomentar la investigación científica de la materia en condiciones extremas.

Por el momento, la instalación internacional de referencia en el campo de la fusión por confinamiento inercial

mediante láser, es la National Ignition Facility (NIF), construido en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore

(EE. UU.). Esta instalación está diseñada para la demostración de producción de energía de fusión (con ganancia

en laboratorio), en disparo simple, mediante el modelo de ignición central con ignición central indirecta. Sin embar-

go, el proyecto HiPER tiene el objetivo de pasar de esa demostración de laboratorio, a un nuevo enfoque que

quiere establecer un itinerario realista a largo plazo para la producción de este tipo de energía, pero ya en condi-

ciones de ingeniería de un reactor o planta de potencia, y mediante el sistema de ignición rápida en un sistema

repetitivo.

Láser de Alta Potencia para laInvestigación Energética en Europa

HiPER

Diseño conceptual de las futuras instalaciones de HiPER.


Un láser en buscade la fusión

Un láser en buscade la fusión


Actualmente, se tienen dos opciones para conseguir

energía mediante fusión por confinamiento inercial: igni-

ción central e ignición rápida. La diferencia entre ambas

es la separación de los procesos de compresión y de

calentamiento de la materia desde el punto de vista

del dispositivo que lo realiza. En el caso de la ignición

rápida, son dos fuentes de iluminación las que consi-

guen el resultado final, a diferencia de la ignición cen-

tral, donde sólo un dispositivo de iluminación es respon-

sable de los dos efectos. Dicho elemento de iluminación

(cesión de energía al sistema) pueden ser láseres o iones

pesados. Sin embargo, la posibilidad más extendida y

estudiada, en la actualidad, es la de los láseres.

Durante muchos años se ha estudiado la energía de fusión

por confinamiento inercial como una propuesta comple-

mentaria a la energía de fusión por confinamiento mag-

nético. Así como un modo de generar las condiciones

más extremas de la materia de interés en astrofísica y de

alta densidad de energía que se pueden alcanzar en la

Tierra.

El proyecto HiPER responde a la demostración de dos

premisas: la posibilidad de obtener energía mediante

la ignición rápida y la primera fase de los sistemas

de ingeniería capaces de llevar estas instalaciones a la

forma de un reactor. Esto implica el desarrollo de láse-

res de alta eficiencia y capacidad de repetición, capa-

cidad de inyección de blancos criogénicos y su diag-

nosis con la tasa de repetición adecuada, desarrollo

y demostración de la ingeniería de sistemas de la cáma-

ra de contención, rescate de la energía producida y

gestión de tritio con inventario reducido.

El diseño conceptual de HiPER ha sido desarrollado como

una iniciativa europea incluida en la hoja de ruta de ESFRI

desde 2005, con sucesivas etapas de planteamiento has-

ta su firma final en el año 2008. Para ello se ha involucra-

do un gran número de científicos de las principales nacio-

nes europeas, expertos entre otros ámbitos en ciencia de

láser de alta potencia, blancos combustibles, materiales y

fabricación y tecnologías de diseño de cámaras de reacción,

en estrecha colaboración con EE. UU., Japón y China.

Objetivos

En la actualidad no existen en el mundo instalaciones

internacionales de láser dedicadas a esta investigación.

HiPER constituirá la primera instalación (con esta voca-

ción internacional) nacida de una iniciativa europea a la

que podrían unirse EE. UU. y Japón. Actualmente, HiPER

se beneficia de la existencia de una instalación interme-

dia PETAL (PETAwatt Aquitaine Laser) en la región de

Aquitania (Francia), que ha sido aceptada como parte

de la estrategia del proyecto europeo, junto con las otras

dos instalaciones significativas de esa escala en el mun-

do: FIREX-I (Japón) y OMEGA-EP (EE. UU.). PETAL está en

fase de construcción (su finalización se espera para fina-

les de 2010) y será un láser de alta energía y elevada

potencia que generará más de 3,5 kJ durante 0,5 a 5

picosegundos para calentamiento y del orden de 64 kJ

(en 0,35 μ) para compresión en algunos nanosegundos.

Se trata de una etapa intermedia importante que pro-

porcionará un trampolín científico y tecnológico esen-

cial para una instalación de las características de HiPER,

que tiene parámetros de 80 kJ en 10 picosegundos para

calentamiento y 270 kJ en decenas de nanosegundos

para compresión de manera repetitiva.

El puntal más importante para HiPER es la operación de

demostración de ganancia de NIF a finales de 2010, jun-

to al desarrollo de los láseres repetitivos del tipo Diode

Pumped Solid State Lasers (DPSSL) y de los otros siste-

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Cámara de ignición del laboratorio estadounidense NIF.


mas repetitivos de inyección y diagnosis de los blan-

cos y la repetición en la cámara del sistema.

Ampliando la ciencia de láser a otros nuevos campos,

HiPER atraerá a muchos científicos de diversas comuni-

dades tradicionalmente no asociadas a experimentos

de láser-fusión; como pudieran ser los de fusión mag-

nética, desarrollo de láseres, óptica o robótica. Por ello,

el tamaño de la comunidad científica usuaria, directa

o indirectamente, puede alcanzar varias veces los exis-

tentes grupos de láser de plasma, excediendo fácilmen-

te los 1.000 científicos.

El objetivo energético sostenible es una de las mayo-

res prioridades sociales, pero, además de ello, los

requisitos científicos para HiPER son muy importan-

tes y claves para otra disciplina. Con su construcción

se satisfará la insistente demanda planteada por la

comunidad científica de proporcionar una sustan-

cial mejora en las capacidades del láser para desa-

rrollar nuevos programas de investigación en áreas

tan diversas como astrofísica, ciencia de materiales,

turbulencia, teoría atómica fundamental, física nuclear

y de plasma. El plan de desarrollo diseñado para esta

infraestructura fortalecerá la comunidad nacional y

europea en plasma y láser, permitiendo a Europa colo-

carse en una verdadera situación de liderazgo para

los próximos años.


Diversas instituciones españolas participan en la fase

preparatoria de HiPER junto a otras de Reino Unido, Fran-

cia, Italia, República Checa y Grecia. La financiación espa-

ñola de HIPER, en los últimos años, se ha llevado a cabo

con cargo al MICINN mediante diferentes acciones. Jun-

to a los países firmantes, contribuyen con trabajos y

financiación propia otras 17 instituciones pertenecien-

tes a Alemania, Portugal, Polonia, Rusia y EE. UU.

La participación española en esta fase preparatoria se está

desarrollando en la Universidad Politécnica de Madrid

(UPM) en dos grupos: el Instituto de Fusión Nuclear

(DENIM) y el Grupo de Investigación de Fusión Inercial

(GIFI) ubicado en la Escuela Técnica Superior de Ingenie-

ros Aeronáuticos. En el caso del DENIM, la financiación

está siendo aportada por la UE, el Science & Tecnology

Facilities Council (STFC) en Reino Unido y el Ministerio de

Educación, Juventud y Deportes (MSMT) de la República

Checa. Para el GIFI, la financiación proviene de la UE y

del STFC. Asimismo, el DENIM tiene un convenio de cola-

boración con el Ciemat donde, además de las tareas en

tecnología de fusión, se financia el trabajo de seguimien-

to de HiPER.

Es importante resaltar que los trabajos que se están

desarrollando para HiPER en los distintos grupos de tra-

bajo, benefician a una extensa comunidad de investiga-

dores en el Ciemat y otro cúmulo de universidades y

centros tecnológicos que participan en la investigación

de fusión por confinamiento magnético. Además, se

cuenta con la experiencia de la comunidad de láseres

que se aglutina en torno a la iniciativa de Láseres Ultrain-

tensos, Infraestructura Científica y Tecnológica Singu-

lar (ICTS), que se construye en Salamanca.

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Presupuesto: 500 M€ en la fase prepara-

toria (2012-2019) y 3.000 M€ estimados

para su construcción


2019

Web: http://www.hiper-laser.org/

Comparación de los rangos energéticos de láseres actualescon el futuro HiPER.


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ILL 20/20 Proyectode Actualización

El ILL 20/20 Upgrade es uno de los proyectos incluidos en la Hoja de Ruta ESFRI correspondiente a 2006, y forma

parte de la segunda fase (denominada M1) de un ambicioso y amplio programa de modernización del ILL. Dicho pro-

grama se lanzó hace algunos años, con el objeto de mantener al Instituto Max von Laue - Paul Langevin en la van-

guardia mundial de la investigación con técnicas neutrónicas. El programa de modernización, que se ejecutará en

varias fases, incide en cuatro aspectos fundamentales de las actividades del ILL, descritos a continuación:

· Renovación de las partes principales del reactor nuclear, al objeto de afianzar su continuidad hasta el 2025. Ya

durante la primera fase del programa (llamada M0 y desarrollada entre 2000 y 2008) se acometieron los traba-

jos necesarios para reforzar las instalaciones del reactor (programa REFIT), así como las de los edificios adyacen-

tes, con el fin de que estas pudieran soportar seísmos de considerable intensidad sin que ello afectara a las

estrictas condiciones de seguridad nuclear del recinto. Durante la segunda fase (M1), que abarcará el periodo com-

prendido entre 2007 y 2016, se realizarán los estudios necesarios para reemplazar el elemento combustible actual,

compuesto de uranio altamente enriquecido, por otro basado en una aleación de molibdeno con uranio no enri-

quecido. Asimismo, se está considerando la posibilidad de desmontar la planta de detriciación propiedad del ILL

y sustituir, entre otros elementos, numerosos carters de guías y dedos de guante.

· Adquisición de nuevos moderadores e instrumentos y desarrollo de nuevas técnicas neutrónicas. Durante la fase

M0 del programa se construyeron seis nuevos instrumentos y se mejoraron otros ocho. En la fase M1, además

de la sustitución de varias guías de neutrones, está prevista la construcción de cinco nuevos instrumentos

(IN16B, ThALES, WASP, D33 y SuperADAM), y la actualización de varios equipos (D11, D17, LAGRANGE, GRANIT,

IN12, D1B y IN4C). Dentro de esta fase de revitalización del parque instrumental del ILL, la comunidad científica

española ha propuesto la construcción un nuevo equipo, llamado XtremeD: se trata de un difractómetro capaz

de trabajar en condiciones extremas de presión y de campo magnético, simultáneamente.

· Creación de nuevos consorcios de ciencia y tecnología. Esta parte del programa pretende extender las técnicas

neutrónicas a nuevas áreas científicas mediante el desarrollo de nuevas instalaciones de soporte para los usuarios.

La primera de estas instalaciones surgió en 2005, a partir de la fundación del Consorcio para Biología Estructural

(PSB, por sus siglas en inglés). Dentro de este contexto, también está previsto establecer dos nuevos consorcios

(partnerships) sobre ciencia de materiales e ingeniería y materia condensada blanda, durante la fase M1 del pro-

grama. Asimismo, en colaboración con el ESRF, se estudia la creación de un laboratorio de altos campos magné-

ticos y de un centro de condiciones extremas.

· Desarrollo del recinto común del ILL y del ESRF. Estas actividades, financiadas por las administraciones locales y

regionales de Grenoble, consistirán en la edificación de un centro para actividades científicas (congresos, escue-

las, exposiciones, etc.), una nueva residencia para los científicos y un nuevo restaurante. También se modificarán

la entrada al recinto y los viales necesarios.

Las mejoras descritas para la fase M1 serán implementadas a lo largo de dos periodos consecutivos de cinco años

(2007-2011 y 2012-2016, respectivamente). Dichas mejoras supondrán un coste total aproximado de 190 millones

de euros, de los cuales 6,2 millones, se destinarán a la realización de estudios de viabilidad o trabajos de prepara-

ción. Una vez realizadas, las mejoras conllevarán un incremento de los costes de mantenimiento del ILL en unos

cinco millones de euros por año.

12_Materiales_ESFRI.qxd 8/3/10 19:21 Página 242

El instrumento XtremeD: un nuevo difractómetro

para altas presiones y campos magnéticos

desarrollado por científicos españoles

En los últimos años se ha observado un importante aumen-

to del interés por los problemas científicos relacionados

con el comportamiento de la materia en condiciones extre-

mas. La difracción de neutrones ofrece posibilidades úni-

cas para este tipo de investigación, tal que la gran aten-

ción suscitada por esta técnica se ve claramente reflejada

en el amplio número de experimentos propuestos en las

diferentes fuentes de neutrones, así como en la elevada

cantidad de proyectos instrumentales que se están desa-

rrollando en todo el mundo, y en la calidad y cantidad

de las publicaciones en este ámbito.

Este interés ha llevado a la comunidad científica espa-

ñola relacionada con la temática de las altas presiones

y las técnicas neutrónicas a proponer a la administra-

ción española y al ILL propio la construcción de un nue-

vo difractómetro de neutrones, llamado XtremeD. Dicho

instrumento, evaluado muy favorablemente por el con-

sejo científico del ILL, estará optimizado para la reali-

zación de estudios de muestras (polvos y monocristal)

sometidas a alta presión y alto campo magnético, y fun-

cionará en régimen de Grupo Colaborador de Investi-

gadores (CRG español).

El proyecto, que se abordaría en varias fases (diseño

detallado, construcción, montaje y puesta a punto),

daría comienzo en el año 2011 y concluiría antes de

2013. Dada la modularidad del instrumento, los cientí-

ficos españoles podrían realizar experimentos en Xtre-

meD a partir del año 2012. Se estima que los costes

de construcción alcanzarán los 3,5 millones de euros.

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243


Presupuesto: 9,2 M€ (2008)

Web: http://www.ill.eu/about/future-planning/

ills-modernisation-programme/

Futuro instrumento IN16B del ILL.


244

ESRF

Pro

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Con el fin de mantener el liderazgo del ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) (véase la página 62) en el

ámbito de las técnicas relacionadas con la radiación sincrotrón, el Consejo de la instalación aprobó, en su reu-

nión de noviembre de 2008, la puesta en marcha de la primera fase (Fase I) de un programa de renovación, pre-

vista para el periodo 2009-2015 y con coste estimado de 178 millones de euros. El presupuesto de esta fase inclu-

ye 74 millones procedentes de contribuciones generales al ESRF, junto con otros 104 millones correspondientes

a contribuciones adicionales por parte de los 19 países miembros.

Existe la posibilidad de llevar a cabo una serie de mejoras adicionales a través de la Fase II, cuya realización dependerá

de los resultados obtenidos en la Fase I y de las disponibilidades presupuestarias. La Fase I incluye, entre otras actua-

ESRF Programade Actualización

Vista aérea de la instalación ESRF. En verde alrededor del anillo, las nuevas instalaciones anexas que se añadirán durante (o tras) larenovación.


ciones, la ampliación de la obra civil, la mejora de los com-

ponentes del anillo, la creación de ocho nuevas líneas

de luz y la mejora de muchas de las líneas existentes.

Este proyecto de mejora se basa en cinco áreas prioritarias:

· Nanociencia y nanotecnología. Se pretende construir

líneas de luz de rayos X nanofocalizados.

· Experimentos de alta resolución temporal. El ESRF

lleva años realizando estudios estructurales con reso-

lución temporal de aproximadamente 100 ps en sis-

temas biológicos y químicos. Se planea acceder a

escalas de tiempo todavía menores.

· Ciencia en condiciones extremas. Se pretende ampliar

el rango accesible de temperaturas (por debajo de los

mK y hasta 5.000 K) y de presiones (hasta los cinco

millones de atmósferas). Los campos magnéticos se

abordarán, posiblemente, durante la Fase II.

· Biología estructural y funcional. Se prevé completar la

automatización de las líneas y conseguir haces más peque-

ños que permitan estudiar cristales de menores tamaños.

· Técnicas de imágenes de rayos X. Se trata de un cam-

po que goza de un auge notable, orientado a la

obtención de imágenes y análisis espectroscópicos

a escalas muy reducidas, incluso nanométricas. Estas

técnicas serán de aplicación en múltiples campos,

tales como medicina, paleontología, patrimonio cul-

tural y micro/nanoelectrónica.

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245



Web: http://www.esrf.eu/AboutUs/Upgrade

Haz de luz de rayos X (ESRF)


246

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(ESS

)

Descripción

La ESS (European Spallation Source o Fuente Europea de Espalación) es un acelerador de partículas que permitirá

un estudio muy detallado de la estructura de la materia, con gran repercusión en numerosas disciplinas científicas

(física fundamental, química, biología, geología, ingeniería, aeronáutica, materiales, etc.) y de aplicación en muy

diversas áreas de nuestra vida cotidiana, tales como la sociedad de la información, la salud, la medicina, el patri-

monio cultural, los medios de transporte, los nuevos materiales, el medio ambiente, o la alimentación, u otras.

Desde que fuera presentado en 2002 en Bonn (Alemania), y hasta nuestros días, el proyecto original de la instalación

ha sufrido numerosas modificaciones, hasta quedar ésta configurada como una fuente de espalación de 5 MW y pulso

largo (5MW-LP), con posibilidad de mejora en el futuro (mediante la adición de instrumentos, el aumento de la poten-

cia, o la incorporación de nuevos blancos de espalación). Esta innovadora fuente de neutrones, que funcionará como

complemento de las ya existentes, ofrecerá una inmejorable relación entre coste, calidad y propiedades. Por otra par-

te, al tratarse de una instalación basada en tecnologías ya probadas, el riesgo tecnológico que entraña es realmente bajo.

El funcionamiento de esta gran infraestructura científica será el siguiente: una fuente suministrará iones (H+ o H-) a

un acelerador lineal de unos 500 m de longitud (linac), en cuyo interior serán acelerados hasta muy altas energías

(aproximadamente 2 GeV), para ser posteriormente lanzados sobre un material compuesto por un elemento

pesado, tal como mercurio o wolframio. Es entonces cuando se producirá el fenómeno de espalación, que dará lugar

a pulsos de neutrones, esto es a paquetes intermitentes de neutrones, que serán guiados hacia los 22 instrumen-

tos o estaciones experimentales proyectadas.

La ESS prestará servicio a toda la comunidad científica europea usuaria de técnicas neutrónicas y, que se estima está

compuesta por unos 5.500 científicos. Se espera que, una vez la infraestructura funcione a pleno rendimiento, sus

instalaciones reciban del orden de 5.000 científicos al año.

Objetivos

La fuente europea de neutrones por espalación será de aplicación en múltiples campos del conocimiento, entre los que

cabe destacar los siguientes: farmacia, biología, química, medio ambiente, geología, tecnologías de la información y del

transporte, arqueometría y patrimonio cultural, industria o investigación en física (tanto fundamental como aplicada).

Los informes realizados hasta ahora acerca del futuro uso científico de la ESS ponen de manifiesto las tres princi-

pales expectativas existentes en torno a la utilización de la instalación. En primer lugar, se espera que las caracte-

rísticas de la futura fuente permitan dar respuesta a cuestiones de gran complejidad, mediante, por ejemplo, la

Fuente Europea de Espalación

ESS


Neutrones por la cienciaNeutrones por la ciencia


realización de experimentos en condiciones extremas,

con muestras más pequeñas y mejores resoluciones

que las empleadas en la actualidad. En segundo lugar,

existe un gran interés en realizar estudios paramétri-

cos en la mayor parte de los instrumentos proyecta-

dos; es decir, se espera poder explorar rangos de cam-

po magnético, presión, temperatura o escalas de tiempo

en periodos experimentales razonables. En tercer lugar,

se constata una tendencia general hacia el estudio

de sistemas de gran complejidad, tales como los siste-

mas moleculares en el ámbito de la materia conden-

sada blanda, diferentes aspectos de funcionalidad

macromolecular de gran importancia en el campo de

la biología, o los sistemas multicomponente (de gran

relevancia para la comprensión de las propiedades geo-

físicas en el campo de las ciencias de la Tierra). La fuen-

te ESS de pulso corto no sólo proporcionará mejores

instalaciones y medios para cubrir las expectativas ante-

riormente mencionadas, sino que también permitirá

ampliar significativamente el rango de problemas cien-

tíficos susceptibles de ser investigados mediante dis-

persión neutrónica.

Al estar la ESS optimizada para la producción de neu-

trones fríos, los flujos de este tipo de partículas que se

generarán en la instalación serán más intensos que los

generados en cualquier otra fuente pulsada. Con esta

variedad de neutrones podrán estudiarse muestras cada

vez más pequeñas, procesos cinéticos más rápidos, o pro-

cesos dinámicos más lentos, así como procesos que sean

débilmente visibles con otra clase de neutrones o que

impliquen mayores escalas de longitud.

Dichos flujos intensos permitirán sintonizar la resolu-

ción de las medidas y, de esta forma, explorar procesos

que se desarrollen a mayores escalas de tiempo y lon-

gitud (hasta 10 microsegundos en objetos de 1 nanó-

metro). Esto hará posible, entre otras cosas, elucidar los

complejos procesos moleculares responsables del ple-

gamiento de las proteínas, tan esenciales para enten-

der su función biológica. Otra posible aplicación corres-

pondería al campo de la reflectometría de neutrones;

una técnica única para el estudio de superficies magné-

ticas en materiales multicapa. En principio, la estruc-

tura lateral en estos materiales también podría ser estu-

diada mediante reflectómetros de neutrones a partir

del empleo de técnicas de incidencia rasante. Sin embar-

go, las señales extremadamente débiles que se prevé

obtener, dificultarían el uso de estos reflectómetros, o

incluso lo imposibilitarían, dada la limitada intensidad

de los flujos de neutrones disponibles en la actualidad.

Una mayor intensidad de los flujos de neutrones fríos,

junto con las nuevas técnicas que se prevé implantar

(como, por ejemplo, las de spin echo en incidencia rasan-

te), permitirán el estudio de tales estructuras laterales

en escalas de longitud de entre 10 y 1.000 nm. Ello

permitirá abarcar nuevos campos de investigación y

abordar el estudio de estructuras laterales en lubrican-

tes y adhesivos, copolímeros bloque o capas de crista-

les líquidos en superficie, y, quizá, membranas bioló-

gicas artificiales, autoensamblaje de nanopartículas

sobre superficies y quizá membranas biológicas reales.

Otro posible ejemplo de aplicación estaría relacionado

con el uso de haces de neutrones altamente focaliza-

dos, para los que se prevé poder alcanzar un tamaño

de aproximadamente 10 μm. La intensidad de neu-

trones disponible en dichos haces permitirá medir seña-

les débiles procedentes de muestras con escasos áto-

mos iluminados. Asimismo, una fuente como la ESS

también permitirá realizar investigación básica en cam-

pos como la física fundamental, para estudiar, por ejem-

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(ESS

)

Diseño conceptual de la futura Fuente Europea de Espalación, instalada en Lund (Suecia).


plo, la validación de teorías de gran unificación, teorías

sobre el origen del Universo, de gravedad cuántica,

etc. No menos importantes serán las aplicaciones de

las técnicas neutrónicas en ingeniería y tecnologías del

transporte. En este sentido, se podrán determinar ruti-

nariamente las posibles grietas internas en los com-

ponentes metálicos de las turbinas de un reactor de

avión, del fuselaje de un cohete espacial o en las rue-

das de un tren.

Los investigadores que trabajen en patrimonio cultu-

ral también podrán utilizar los neutrones para saber que

técnicas eran empleadas en pintura o escultura en el

pasado o para conocer la autenticidad de una pieza

de museo. En arqueometría se podrán emplear los neu-

trones para averiguar la composición de los vestigios

arqueológicos o cuáles eran las técnicas que se emplea-

ban en la prehistoria para fabricarlos.


Desde que en mayo de 2009 se adoptara la decisión de

construir esta gran instalación de investigación en la

ciudad sueca de Lund, a 40 km al norte de Copenhague

(Dinamarca), catorce son los países europeos que han

mostrado interés en participar en el proyecto.

En virtud del memorando de entendimiento firmado por

los ministros del área de Ciencia e Innovación de Suecia

y España, en junio de 2009, se acordó crear en Vizcaya

una subsede de la ESS, en los terrenos de la Universidad

del País Vasco (UPV-EHU) de Leioa (Vizcaya). Esta sub-

sede estará dedicada al diseño, desarrollo y construcción

de numerosos componentes del acelerador de la futura

ESS. El mencionado acuerdo estipula que las inversio-

nes efectuadas por las administraciones españolas en la

subsede del País Vasco (estimadas en 180 millones de

euros), podrán ser contabilizadas como participación en

especie en el proyecto europeo ESS en Lund, lo que podrá

dar derecho, aproximadamente, a un 10% de la propie-

dad de la instalación.

249

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(ESS

)


Ubicación: sede en Lund (Suecia) y subsede

en Leioa (España)



Web:

http://www.ess-neutrons.eu/

http://ess-scandinavia.eu/

http://www.essbilbao.com/

La ESS permitirá el estudio detallado de un nuevo tipo de ciencia con incidencia en numerosas disciplinas científicas.


250

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(XFE

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Descripción

El European X-ray Free Electron Laser (European XFEL) es una nueva infraestructura científica internacional que se encuen-

tra actualmente en construcción en el noroeste de Hamburgo (Alemania). El propósito de la instalación es producir

pulsos de rayos X extremadamente brillantes (de una brillantez instantánea 1.000 millones de veces superior a la pro-

ducida actualmente en los sincrotrones de tercera generación), ultracortos (aproximadamente 100 fs) y dotados de cohe-

rencia espacial, con longitudes de onda muy reducidas (de hasta 0,1 nm), a fin de emplearlos en la realización de expe-

rimentos científicos revolucionarios en diferentes disciplinas; incluidas la física, la química, la ciencia de materiales y la

biología. En el diseño de la infraestructura se ha incluido una instalación base, así como previsiones para facilitar futu-

ras ampliaciones y mejoras, de cara a nuevos avances que se produzcan en las tecnologías pertinentes.

El proceso básico que se empleará para la producción de pulsos de rayos X en el XFEL Europeo será la Emisión

Espontánea Auto Amplificada o SASE (acrónimo del inglés Self-Amplified Spontaneous Emission). En primer lugar, se

generarán paquetes de electrones en el interior de un cañón de alto brillo, los cuales serán acelerados mediante

un acelerador lineal superconductor hasta alcanzar energías muy elevadas (de hasta 20 GeV). Posteriormente, dichos

electrones serán conducidos hasta unas distribuciones especiales de imanes, denominadas onduladores, en cuyo

interior se producirán rayos X de propiedades similares a las de la luz láser. Finalmente, los pulsos de rayos X llega-

rán, a través de cinco líneas de haz de fotones, hasta diez estaciones experimentales en las que se instalarán equi-

pos de última generación para la realización de experimentos.

Cabe esperar que en esta nueva instalación, orientada a los usuarios, se obtengan resultados novedosos de impor-

tancia fundamental en áreas como la física de materiales, física del plasma, astrofísica, química, biología estructu-

ral, bioquímica, etc. Gracias a su acelerador con tecnología superconductora, y a pesar de la competencia que

suponen algunos proyectos japoneses y norteamericanos, la instalación XFEL Europeo permitirá mantener el lide-

razgo de Europa en ciencias básicas y aplicadas de fuentes de luz basadas en aceleradores.

Objetivos

En líneas generales todas las ciencias naturales se benefician del uso de los fotones (radiación electromagnética) de

diferentes longitudes de onda para investigar los fenómenos de la naturaleza. La utilización de la luz en el espectro

visible, en el infrarrojo y en el ultravioleta cercano se ha visto profundamente transformada por el descubrimiento

de los láseres de gas y de estado sólido, los cuales presentan alto brillo, coherencia espacial y, en las últimas déca-

das, pulsos ultracortos con una duración de tan sólo varios femtosegundos o incluso menos (1 fs equivale a la milbi-

llonésima parte de un segundo -es el tiempo que la luz emplea en recorrer una distancia de 0,3 μm). Esta escala

temporal es particularmente importante ya que los átomos de las moléculas y los sólidos oscilan alrededor de sus

Instalación Europea de Láserde Electrones Libres de Rayos X

XFEL Europeo


Una máquinaque iluminará

la ciencia

Una máquinaque iluminará

la ciencia


posiciones de equilibrio con periodos típicos de unos

cientos de femtosegundos y, en general, los movimien-

tos de los átomos durante el transcurso de las reaccio-

nes químicas y las transformaciones de fase tienen lugar

en dicha escala.

En el rango de las longitudes de onda del ultravioleta, de

los rayos X blandos y de los rayos X duros se ha alcanza-

do un gran progreso debido a la utilización de la radia-

ción sincrotrón, que es la luz emitida por los electrones o

positrones que orbitan en un acelerador circular. La radia-

ción sincrotrón es, sin embargo, bastante menos brillan-

te que un láser potente, tiene un grado de coherencia espa-

cial muy limitado y se produce en forma de pulsos de apro-

ximadamente 30 ps de duración (es decir, 30.000 fs). El

objeto de los nuevos proyectos de láseres de electrones

libres de rayos X consiste en trasladar al rango de los rayos

X la revolución científica y tecnológica obtenida a partir

de los láseres en el rango de luz del espectro visible median-

te la producción de pulsos espacialmente coherentes de

menos de 100 fs de duración y potencias de pico de muchos

gigavatios. Las extraordinarias propiedades de los haces

de luz del XFEL Europeo (coherencia, estructura tempo-

ral y elevadísimo brillo), así como el desarrollo de la instru-

mentación y los detectores adecuados permitirán realizar

experimentos completamente novedosos.

La coherencia puede utilizarse en ciencia de materiales

y en biología para producir imágenes holográficas sin

lente; surgen posibilidades espectaculares, puesto que,

tal como predicen simulaciones y estudios teóricos deta-

llados, mediante un único pulso de rayos X proceden-

te del XFEL (y, por tanto, coherente, de gran intensidad

y muy corta duración) podrá obtenerse el patrón de

difracción de una macromolécula de gran tamaño,

de un virus, o de una célula, sin necesidad de periodi-

cidad cristalina. Esto eliminaría el enorme estrangula-

miento que actualmente existe en el estudio de nume-

rosos sistemas de gran interés, tales como las proteínas

de membrana celular, los virus o los genomas virales.

Por otra parte, la elevada intensidad de los pulsos pue-

de utilizarse para provocar estados altamente ionizados

de los átomos y reproducir en el laboratorio condiciones

y procesos que se dan en los gases interestelares. Ade-

más, en combinación con la duración ultracorta de los

pulsos, la intensidad de éstos puede utilizarse en expe-

rimentos de inducción y medida, consistentes en utili-

zar los pulsos de un láser convencional (inductor) para

provocar una reacción química o una transición de fases.

Posteriormente, los pulsos del XFEL (medidores), cada

uno de los cuales se produce cierto tiempo después

un pulso inductor (tiempo que oscila entre los aproxi-

madamente 50 fs y los ns o incluso los microsegundos)

permiten captar una película de los desplazamientos

atómicos y de la reordenación de los enlaces quími-

cos. De esta forma podrán esclarecerse los mecanismos

catalíticos que tienen lugar durante las reacciones quí-

micas o bioquímicas, así como investigar en detalle

las reacciones muy rápidas (como por ejemplo la com-

bustión), obtener imágenes de la nucleación de fases

ordenadas en las transiciones de fases e incluso anali-

zar de forma experimental estados de la materia has-

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El pulso FEL incide en la muestra y sale por un hueco en el espejo que refleja la luz difractada en el detector. Un algoritmo convierte el difractograma en la imagen: dos vaqueros bajo el sol. En la derecha se da el patrón de difracción coherente del objeto anteriorobtenido con un pulso FEL de 25 fs.

Multilayermirror

Sampleplate

Incidentbeam path


ta ahora inaccesibles. Así, cuando el pulso inductor

sea suficientemente potente como para producir un

plasma, el pulso de rayos X podrá penetrar el medio alta-

mente ionizado (y opaco a la luz visible), lo cual aporta-

rá información sobre la propagación del frente de la

onda de choque, las distribuciones de temperatura y

presión, así como la ecuación de estado.

La importancia potencial que revisten avances científicos

de este calibre no se limita a la ciencia básica sino que

afecta también a tecnologías de suma importancia para

Europa. Aunque EE. UU. y Japón estén inmersos en el desa-

rrollo de proyectos competidores el XFEL Europeo, gra-

cias a la utilización de la tecnología de acelerador super-

conductor, permitirá producir 30.000 pulsos de rayos X

por segundo, en comparación con los 120 del LCLS de

Standford (EE. UU.) y los 60 del SCSS, en Japón. Además

de este avance técnico decisivo, que permitirá reducir en

dos órdenes de magnitud el tiempo necesario para rea-

lizar algunos experimentos, la experiencia adquirida a tra-

vés de FLASH (Láser de Electrones Libres, precursor del

XFEL Europeo y de menor energía que éste) podría favo-

recer de forma considerable el rápido establecimiento de

una explotación científica satisfactoria de la instalación.

Construcción y participación española

A finales de 2004, los gobiernos de ocho países europeos

(entre ellos España) firmaron el Memorando de Enten-

dimiento para el lanzamiento oficial del proyecto XFEL

Europeo. Desde entonces, la fase preparatoria de la ins-

talación se ha venido llevando a cabo en el marco de un

proyecto conjunto de diversos socios internacionales.

Concretamente, el 30 de noviembre de 2009 represen-

tantes de diez países (Alemania, Dinamarca, Eslovaquia,

Grecia, Hungría, Italia, Polonia, Rusia, Suecia y Suiza) fir-

maron el Convenio relativo a la construcción y explo-

tación de una instalación europea de láser de electro-

nes libres de rayos X. Posteriormente, Francia firmó el

Convenio el 4 de febrero de 2010. China también pla-

nea participar en la construcción de la instalación.

Los costes de construcción y puesta en funcionamiento de

la instalación, que incluyen 10 estaciones experimenta-

les y cinco fuentes de luz, ascienden a un total de 1.082

millones de euros (a precios de 2005). Como país anfitrión,

que albergará la futura instalación, Alemania soportará

el 54% de dichos costes. Rusia asumirá un 23%, mientras

que los restantes socios contribuirán con un porcentaje de

entre un 1 y un 3,5% cada uno. La construcción, que comen-

zó a principios del año 2009, se llevará a cabo por etapas.

Así, primeramente se abordará una versión inicial de la ins-

talación, que albergará únicamente seis estaciones expe-

rimentales y tres fuentes de luz. La puesta en funciona-

miento del conjunto está prevista para el 2014.

Para la construcción, puesta en funcionamiento y explota-

ción del XFEL Europeo los socios internacionales han deci-

dido constituir una sociedad de responsabilidad limitada

(denominada European XFEL GmbH) con sede en Hambur-

go y sujeta al Derecho alemán, que contará con una plan-

tilla de unos 300 trabajadores. Los gobiernos de los esta-

dos signatarios son los encargados de designar a los socios

de la European XFEL GmbH, que podrán ser instituciones

u organizaciones de investigación de los países correspon-

dientes o, en algunos casos, los propios gobiernos. La socie-

dad, fue constituida el 30 de septiembre de 2009.

Desde el año 2006, el Ministerio de Ciencia e Innovación

ha venido concediendo ayudas a diversos organismos

de investigación para la preparación de la participación

española en el proyecto. Concretamente, el Ciemat y

el Consorcio para la Construcción, Equipamiento y Explo-

tación del Laboratorio de Luz de Sincrotrón (CELLS) han

obtenido financiación para liderar el aporte al proyecto

de diferentes equipamientos de alta tecnología, entre

los que destacan imanes superconductores del acele-

rador (y sus fuentes de alimentación), las 91 interseccio-

nes de los imanes onduladores y el conjunto de 21 seg-

mentos del ondulador SASE 3. Actualmente, todas las

actividades para la fabricación de estos componentes

están en marcha.

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Ubicación: Hamburgo (Alemania)


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2014

Web: http://www.xfel.eu/


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Labo

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MFL

)

Descripción

El Laboratorio Europeo de Campos Magnéticos, o EMFL (European Magnetic Field Laboratory), será una instalación dedi-

cada a la generación y al uso, por parte de los investigadores europeos, de campos magnéticos de intensidad sin prece-

dentes, tanto pulsados como continuos. Funcionará como una infraestructura de investigación distribuida, que implica-

rá la integración y mejora de los cuatro principales laboratorios europeos de altos campos magnéticos: el Laboratorio

de Altos Campos Magnéticos de Grenoble (GHMFL), en Francia; el Laboratorio Nacional de Campos Magnéticos Pulsa-

dos de Toulouse (LNCMP), también en Francia; el Laboratorio de Altos Campos de Dresden (HLD), en Alemania, y el

Laboratorio de Altos Campos Magnéticos de Nijmegen (HFML), en Holanda. El EMFL hará posible que Europa retome

el liderazgo en el ámbito de la producción y el empleo de altos campos magnéticos para fines científicos.

El EMFL coordinará los programas de ciencia y tecnología de los cuatro emplazamientos, de forma que en cada uno de

ellos se desarrollará una especialización científica complementaria. Así, por ejemplo, el HFML se especializará en espec-

troscopía avanzada, a través de la combinación única de un FEL (Free Electron Laser) con un imán continuo híbrido, de

bajas vibraciones y 40 tesla (T), optimizado para nano-espectroscopía (STM, AFM y espectroscopía confocal). El GHMFL

albergará un imán híbrido de 50 T y una nueva planta de potencia de 40 MW. Por otra parte, el ESRF y el ILL (Grenoble)

están planeando la construcción en sus instalaciones de varios imanes que permitan realizar experimentos combinados

de neutrones y rayos X sincrotrón en presencia de altos campos magnéticos. Para hacer esto, cooperarán con el EMFL en

el diseño, la construcción y la operación de los imanes, además de compartir una nueva planta de alta potencia. Por su

parte, el HLD explotará la unión con el ELBE-FEL para espectroscopía infrarroja, y desarrollará imanes para la producción

de los campos magnéticos pulsados más intensos del mundo. Finalmente, el LNCMP incrementará sus actividades en

espectroscopía visible y de rayos X, y reforzará su programa de desarrollo de materiales para la fabricación de imanes.

El EMFL coordinará los accesos científicos de todos los usuarios a cada una de sus cuatro instalaciones con la ayu-

da de un comité externo de selección de propuestas de experimentos. Se espera que en esta instalación distribui-

da se realicen del orden de 300 experimentos cada año.

Objetivos

Los altos campos magnéticos (continuos o pulsados) constituyen una de las herramientas más potentes para el estu-

dio, la modificación y el control del estado de la materia. Se utilizan en una gran variedad de dominios científicos,

desde la física y la ciencia de materiales hasta la química y las biociencias. La razón básica para ello reside en la

capacidad única de los campos magnéticos para actuar simultáneamente sobre la carga y el espín de las partículas

(electrones, protones, neutrones, etc.). Es decir, el campo magnético constituye uno de los pocos parámetros ter-

modinámicos fundamentales (al igual que, por ejemplo, la temperatura) capaz de alterar el estado de la materia

de un modo controlado y, normalmente, reversible (ya que no suele modificar la energía cinética del sistema).

Debido a que los grados de libertad orbital y de espín del electrón controlan la mayor parte de las propiedades

electrónicas y magnéticas de la materia, es natural que los campos magnéticos se empleen para investigar y modi-

Laboratorio Europeo de Campos Magnéticos

EMFL


ficar estas propiedades (NMR, MRI, ESR, etc.). Dichas

modificaciones conducen, muy a menudo, a transicio-

nes de fase, las cuales representarán una gran fracción

de las actividades de investigación básica del EMFL.

En general, cuanto mayor es el campo magnético,

mayores y más visibles son los cambios de estado obser-

vados, o más elevado es el número de nuevos esta-

dos fundamentales observables. Entre las líneas de tra-

bajo científicas del EMFL cabe reseñar las siguientes:

estudios de oscilaciones cuánticas y puntos críticos

en superconductores de alta temperatura crítica, nano-

ciencia (nanotubos, etc.), magneto-espectroscopía,

transiciones de fase cuánticas, transiciones de fase indu-

cidas por campo magnético, magnetismo de sistemas

altamente frustrados…

Por otra parte, las aplicaciones tecnológicas incluyen

la caracterización de nuevos materiales, tales como,

por ejemplo, los nuevos superconductores que

podrán ser empleados en el ITER (véase la página 50

de esta publicación) o en nuevos imanes para equi-

pos de Resonancia Magnética Nuclear (NMR), muy

útiles en aplicaciones biomédicas. Finalmente, la aso-

ciación de altos campos magnéticos con otras téc-

nicas (neutrones, radiación sincrotrón y radiación pro-

cedente de láseres de electrones libres) amplificará

el potencial de investigación de todas estas infraes-

tructuras.

Participación Española


vante en el proyecto EMFL.

255





Web: http://www.emfl.eu/

Magnetismo para investigarla materia

Magnetismo para investigarla materia


256

Tele

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-ELT

)

Descripción

Los telescopios extremadamente grandes están considerados como una de las mayores prioridades para la astro-

nomía. Estas modernas herramientas están perfeccionando el conocimiento astrofísico, permitiendo estudios minu-

ciosos de diferentes temas, como planetas alrededor de otras estrellas, objetos primitivos y muy lejanos, agujeros

negros supermasivos, y la naturaleza y distribución de la materia oscura y la energía oscura que dominan el Univer-

so. El Telescopio Europeo Extremadamente Grande (European Extremely Large Telescope o E-ELT), promovido por el

European Southern Observatory (ESO), supone la mayor apuesta internacional, y con más amplia participación para

la astronomía óptica e infrarroja desde la Tierra.

Los primeros pasos hacia este proyecto se iniciaron en 1996 con dos estudios conceptuales: el EURO-50, liderado

por Suecia y el 100-m OWL, liderado directamente por ESO. El reto que un telescopio de estas características

supondría no pasó desapercibido para nadie. En particular, ciertos aspectos tecnológicos como la producción en

serie de los espejos, “actuadores” y sensores, o los desafíos mecánicos derivados de sus enormes dimensiones y

los complejos sistemas de óptica “adaptativa” e instrumentación científica post-foco. En 2005 una treintena de

instituciones y empresas europeas comenzaron a trabajar en un nuevo estudio de diseño, financiado bajo el VI Pro-

grama Marco de la Comisión Europea, con el objeto de avanzar en el conocimiento y dominio de todas las tecnolo-

gías asociadas con estos telescopios extremadamente grandes.

ESO considera prioritario construir un telescopio de estas características en un periodo de tiempo razonable, para

mantener así a la astrofísica europea en la posición de liderazgo alcanzada tras la finalización del VLT (Very Large

Telescope) y la construcción por parte de España del Gran Telescopio CANARIAS (GTC). Y es que el desarrollo de teles-

copios cada vez más grandes sigue avanzando, como lo prueban los proyectos TMT (Thirty Meter Telescope) y GMT

(Giant Magellan Telescope), liderados por Estados Unidos y que se están desarrollando en paralelo. De este modo, en

2005 un panel de expertos concluyó que para poder construir el E-ELT en unos términos de tiempo y coste razona-

bles, debe apostarse por un telescopio de clase 30 - 60 m. A finales de 2006, ESO dio luz verde a este proyecto,

aprobando una financiación de 57 millones de euros para sufragar su estudio de diseño detallado. De acuerdo con

los planes actuales, durante 2010 se presentará el informe final sobre las características e idoneidad para la observa-

ción astronómica de los emplazamientos en estudio y se tomará la decisión definitiva a mediados o finales de ese mis-

mo año, de forma que pueda iniciarse la construcción de esta revolucionaria infraestructura en 2011. Se espera que

este telescopio entre en funcionamiento en el año 2018.

En la actualidad, se están valorando las características de cinco potenciales ubicaciones en Chile (Armanzones,

Ventarrones, Tolonchar, Vicuña/McKenna y Vizcachas) y en las cumbres de La Palma en Canarias. El diseño

Telescopio Europeo ExtremadamenteGrande

E-ELT

13_CC_fisicas_ESFRI.qxd 8/3/10 19:22 Página 256

Más lejos, más claroMás lejos, más claro


actual incluye un espejo primario para este telescopio

de 42 m de diámetro (con más de 900 segmentos

hexagonales de 1,45 m cada uno), uno secundario

de seis metros y un terciario de 4,2 m. Su superficie

colectora será equivalente a más de 16 veces la del

GTC.

Si bien está claro que la calidad y protección del cielo

para la observación astronómica es esencial de cara a

obtener el máximo aprovechamiento de esta inversión,

no es el único parámetro a tener en cuenta para deci-

dir su ubicación, ya que otros aspectos de índole polí-

tica, social y económica pueden ser determinantes.

Objetivos

Los observatorios de ESO y sus telescopios se utilizan

con la finalidad de facilitar el avance de la investigación

astronómica. En concreto, los objetivos científicos

del E-ELT abarcan la práctica totalidad de las líneas de

investigación hoy en día abiertas en el ámbito de la

astronomía y se espera, a partir de su puesta en fun-

cionamiento, una auténtica revolución gracias a sus

prestaciones. Entre los aspectos donde el E-ELT tendrá

más impacto están el descubrimiento y estudio de exo-

planetas con masa similar a la de la Tierra, la resolución

de las poblaciones estelares en galaxias externas cerca-

nas a la Vía Láctea y la detección y estudio de galaxias

en sus primeros estadios de formación en el Universo

primitivo, así como la posibilidad de realizar, de mane-

ra directa, medidas cosmológicas con una precisión has-

ta ahora desconocida.

El E-ELT aparece recogido en el mapa de ESFRI desde sus

primeras versiones. Es también la principal prioridad de

la Hoja de Ruta de la red europea Astronet en cuanto

a grandes infraestructuras terrestres para astronomía.

Y es que se trata de un proyecto estratégico que mar-

cará un hito histórico en la astronomía mundial, consi-

derado como un elemento fundamental para el progre-

so en las fronteras de la ciencia, tanto teórica como

experimental, así como para el avance de la tecnología.

El proyecto E-ELT se encuentra actualmente en su fase de

diseño detallado, que finalizará con una propuesta para

construcción en 2010. La óptica se basa en un diseño anas-

tigmático de tres espejos en un eje, con otros dos adicio-

nales que dirigen el haz hacia un foco Nasmyth. Gracias

al espejo primario de 42 m, el secundario de seis y el

terciario de cuatro, el E-ELT será capaz de proporcionar

una imagen de calidad sin precedentes a través de la tota-

lidad de los 10 minutos de arco del campo de visión. La

estructura es del tipo alto-azimutal y uno de los mayo-

res retos del proyecto será que su diseño sea capaz de

soportar los cerca de 1.000 segmentos hexagonales del

espejo primario, con pequeños desplazamientos relati-

vos cuando el telescopio se incline desde el zenit al hori-

zonte. Estos 984 segmentos serán de 1,45 m de lado y

estarán hechos de cristal cerámico, aunque tampoco está

excluido el empleo de carburo de silicio.

El telescopio contará con óptica “adaptativa”, una tec-

nología que ha emergido en el terreno astrofísico

durante los últimos 10 años y que permite corregir, en

tiempo real, el “emborronamiento” atmosférico. Bási-

camente consiste en analizar las turbulencias de la

atmósfera en el campo de visión del telescopio con

una cámara especial, información que se envía a unos

«actuadores» que deforman uno o varios espejos, que

se adaptan para compensar la distorsión.

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Tele

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-ELT

)

Los objetivos científicos del E-ELT abarcan la práctica totalidadde las líneas de investigación hoy en día abiertas en el ámbitode la astronomía.


En cuanto a la cúpula, debe proteger al telescopio duran-

te el día y mantener limpia la superficie del espejo. Ade-

más, debe asegurar la correcta ventilación de la insta-

lación durante los periodos de observación y también

proporcionar aire acondicionado para el telescopio

durante el día, en preparación para el tiempo de obser-

vación nocturno. Por último, debe facilitar plataformas

de mantenimiento para permitir el intercambio de ins-

trumentos. En el proyecto se están investigando cúpu-

las con cubiertas con puertas macizas.


El proyecto del E-ELT es una iniciativa que forma par-

te del programa de ESO y, como tal, será apoyada eco-

nómicamente por sus 14 Estados miembros, entre los

que se encuentra España. Actualmente, diversas ins-

tituciones y empresas españolas están relacionadas

con los desarrollos tecnológicos de las instalaciones

de ESO. La contribución al proyecto E-ELT se realizará

en base a la contribución anual al ESO, que es pro-

porcional al PIB de cada país miembro. Es previsible

además que con objeto de garantizar la viabilidad eco-

nómica del proyecto, que se requiera la aportación adi-

cional de algún país miembro o socio externo que desee

participar en él y, además, se barajan otros instrumen-

tos de financiación.

La astronomía es la disciplina científica con mayor par-

ticipación española a nivel mundial. Alrededor del 7%

de los artículos publicados al año sobre astronomía en

todo el mundo cuentan con astrónomos españoles entre

sus autores, cifra que representa casi el doble de la media

de la contribución española al conjunto de sus publi-

caciones para todas las disciplinas. Debido a la exis-

tencia de un amplio abanico de telescopios terrestres

para el óptico-IR en suelo español, esta comunidad está

ampliamente sesgada hacia el uso de este tipo de teles-

copios, por lo que es previsible que el impacto del E-ELT

y su aprovechamiento por parte de la comunidad nacio-

nal serán muy elevados. Actualmente, hay científicos

españoles participando de forma especialmente acti-

va en el equipo del E-ELT.

Gracias a su experiencia en la construcción del GTC, la

industria española está preparada para participar en

la construcción de este nuevo telescopio, como lo

demuestran los contratos que están obteniendo de ESO

diferentes industrias en la fase de diseño detallado. La

entrada de España en la organización en 2006 abrió

las puertas a las empresas nacionales para que pudie-

ran competir con el resto de empresas de los demás paí-

ses. En sólo tres años, nuestra industria ha sido capaz

de lograr contratos de importante cuantía y relevancia.

Esto ha quedado recientemente demostrado con los

contratos, entre otros, del Front-End Engineering Design

(FEED) para la cúpula y la estructura del telescopio.

259

Tele

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urop

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xtre

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-ELT

)



Presupuesto estimado: 950 M€ para su

construcción y 45 M€ para sus operaciones

Año de creación: 2018

Webs:

http://www.eso.org//sci/facilities/eelt

http://www.eso.org

Actualmente, diversas instituciones y empresas españolasestán relacionadas con los desarrollos tecnológicos de las ins-talaciones de ESO.


260

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Descripción

La instalación FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research in Europe) tiene por objeto proporcionar a la comunidad

científica europea e internacional la posibilidad de realizar investigación puntera en el ámbito de la estructura de

la materia ligada por la interacción fuerte, mediante la utilización de haces muy intensos de iones pesados (esta-

bles o exóticos) y antiprotones. Esta infraestructura permitirá desarrollar proyectos de investigación en la frontera

del conocimiento, tanto en el ámbito de la física nuclear y hadrónica como en diversas áreas afines, tales como la

física atómica, la física de plasmas, o las aplicaciones médicas y tecnológicas de las radiaciones. De hecho, FAIR

contribuirá a dar respuesta a preguntas tan fundamentales como cuál es la naturaleza de la fuerza que mantiene

unida la materia a nivel subatómico o cuáles son los mecanismos de producción de materia que actuaron durante

los primeros instantes del Universo y siguen haciéndolo hoy día en las estrellas.

El carácter innovador y multidisciplinar de esta instalación hace que FAIR sea, hoy por hoy, el proyecto en fase de

realización más ambicioso en el campo de la física de aceleradores. De hecho, aprovechará diversos desarrollos

fundamentales en tecnología de aceleradores realizados durante los últimos 15 años, tanto en el laboratorio alemán

GSI como en otros laboratorios de todo el mundo, relativos a la aceleración, acumulación y enfriamiento de haces

de antiprotones e iones pesados de gran intensidad.

FAIR, que estará ubicado junto a las actuales instalaciones del GSI en Darmstadt (Alemania), contará con cuatro acele-

radores (un linac y tres sincrotrones), los cuales abarcarán una superficie de unas 50 ha. Dichos sincrotrones podrán

acelerar haces de iones estables y exóticos, así como de antiprotones, con intensidades sin precedentes y energías de

hasta 30 A GeV. Además, un conjunto de cuatro anillos colisionadores permitirá estudiar reacciones electrón-núcleo, anti-

protón-protón o antiprotón-núcleo. La instalación también incorporará seis áreas experimentales dedicadas al estudio

de reacciones con blancos fijos. Todos estos medios permitirán producir hasta cuatro haces de núcleos o antiprotones

diferentes a la vez, para satisfacer así las necesidades de los 18 experimentos inicialmente aprobados, muchos de los cua-

les podrán funcionar en paralelo. La mayor parte del interés científico español se centra en el programa experimental

de la colaboración NuSTAR (Nuclear Structure, Astrophysics and Reactions), uno de los cuatro pilares científicos de FAIR.

De hecho, nuestro país participa en cuatro de los ocho experimentos propuestos por esta colaboración. Estos experi-

mentos permitirán, mediante la utilización de haces muy intensos de núcleos exóticos, estudiar la estructura del

núcleo atómico y los procesos que se dan en diferentes reacciones nucleares de interés astrofísico.

Objetivos

El programa científico de FAIR se centrará en la investigación de la estructura de la materia a nivel subatómico y, más

específicamente, en el estudio de la forma en la que los quarks se unen para formar hadrones (y en la que éstos, a su

Instalación para la Investigación con Ionesy Antiprotones

FAIR


El futurode la física




vez, llegan a constituir los núcleos atómicos). También

se investigarán los mecanismos de producción de hadro-

nes y núcleos en los primeros instantes del Universo,

los procesos de nucleosíntesis en las estrellas y las apli-

caciones biomédicas y tecnológicas de las radiaciones.

Estos objetivos científicos se podrán alcanzar a través

de los siguientes programas experimentales:

· Física atómica de plasma y aplicaciones (colaboración

APPA, Atomic Plasma Physics and Applications). FAIR per-

mitirá llevar a cabo estudios de electrodinámica cuán-

tica y de campos electromagnéticos muy intensos, bien

a partir de haces de iones pesados altamente cargados,

o mediante la producción y caracterización de átomos

de antimateria. Por otra parte, la combinación de haces

intensos de iones pesados con láseres de gran potencia

permitirá crear y estudiar materia dotada de gran den-

sidad de energía. En cuanto a las posibles aplicaciones

de los haces de iones, algunas de las que se prevé estu-

diar en FAIR son, por ejemplo: fusión inercial, estudio

y caracterización de materiales, radioterapia con hadro-

nes para aplicaciones médicas, transmutación de resi-

duos radiactivos, etc.

· Materia nuclear densa y caliente (colaboración

CBM/HADES, Compressed Baryonic Matter). Las reac-

ciones inducidas por iones pesados a energías en tor-

no a los 30 A GeV sobre blancos fijos permitirán pro-

ducir materia nuclear en condiciones extremas de

densidad. Estas reacciones proporcionarán informa-

ción sobre las propiedades de los hadrones en el

medio nuclear y la transición de fase hacia el plas-

ma de quarks y gluones.

· Estructura, dinámica y astrofísica nuclear (colabora-

ción NuSTAR). Los haces de núcleos exóticos per-

mitirán caracterizar la fuerza nuclear a partir del estu-

dio de la estructura y dinámica de núcleos atómicos

alejados de la estabilidad. Por otra parte, la intensi-

dad de los haces obtenidos en FAIR hará posible la

síntesis en el laboratorio de especies nucleares cuyo

papel es fundamental en los procesos de generación

de materia y energía en las estrellas. Ello nos per-

mitirá explicar, por ejemplo, la formación de los ele-

mentos químicos y su intervención en los procesos

de evolución estelar.

· Espectroscopía de hadrones y materia hadrónica (cola-

boración PANDA, AntiProton Annihilation in Darms-

tadt). Las colisiones entre antiprotones y protones en

el rango de energías cubierto por FAIR ofrecerán la

oportunidad de realizar estudios de cromodinámica

cuántica no perturbativa y de estructura de hadrones

a partir de la espectroscopía del charmonio, el estu-

dio de estados gluónicos excitados (híbridos y glue-

balls) o la espectroscopía gamma de hipernúcleos.

El mayor reto tecnológico de la instalación FAIR consis-

te, precisamente, en alcanzar las intensidades de iones

y antiprotones necesarias para realizar con éxito el pro-

grama científico propuesto. Para obtener estas inten-

sidades (de hasta 1012 iones por segundo), se prevé

construir aceleradores que incorporen imanes super-

conductores con un ciclo de subida y bajada muy rápi-

do (de hasta 6 T/s). Asimismo, se contempla la utili-

zación de técnicas innovadoras de enfriamiento de

haces para mejorar la calidad de los haces secundarios

de núcleos exóticos o de antiprotones.

El segundo desafío lo constituye la necesaria implemen-

tación de un modo de funcionamiento que permita pro-

porcionar, en paralelo, hasta cuatro haces de iones o de

antiprotones de diferentes características.

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)

Prototipo de imán bipolar en su criostato-Sincrotrón SIS100(Imagen FAIR).


Construcción

En octubre de 2009, con vistas a acelerar en lo posible

el comienzo del proceso de construcción de la instala-

ción, el Comité Directivo Internacional de FAIR aprobó

una propuesta de Versión Inicial Modular para el pro-

yecto, consistente en la realización de los cuatro módu-

los siguientes:

· Módulo 0: sincrotrón de iones pesados SIS100, que

constituye el núcleo esencial de la instalación y resul-

ta de fabricación imprescindible para el desarrollo de

todos y cada uno de los programas científicos de FAIR.

· Módulo 1: áreas experimentales para los programas

de las colaboraciones CBM/HADES y APPA, que también

podrán utilizarse para probar y calibrar detectores.

· Módulo 2: separador de fragmentos (Super-FRS) para

el programa de la colaboración NuSTAR y áreas expe-

rimentales asociadas.

· Módulo 3: instalación de antiprotones para el progra-

ma de la colaboración PANDA.

No obstante, la instalación FAIR completa comprende-

rá, además de los módulos mencionados más atrás, otros

dos módulos más (cuatro y cinco) y el sincrotrón SIS300.

Los costes totales previstos para su construcción y pues-

ta en funcionamiento ascienden a un total de 1.493

millones de euros (a precios de 2005), de los cuales 1.027

millones corresponderán a la construcción de los cuatro

primeros módulos. Como país anfitrión que albergará la

futura instalación, Alemania aportará el 68,6 % de los

costes de la Versión Inicial Modular. La obra de construc-

ción civil, que se prevé comience en el primer cuatrimes-

tre de 2011, se llevará a cabo por etapas, de tal modo

que, primeramente, se abordará la construcción de los

módulos del cero al tres, cuya puesta en funcionamien-

to está prevista para el 2016.


En lo relativo a la participación española en el proyec-

to, cabe destacar que desde hace varios años, una gran

parte de los investigadores de la comunidad científica

española de física nuclear está involucrada en proyec-

tos científicos de FAIR. En la actualidad, más de 120 cien-

tíficos pertenecientes a grupos de investigación de 13

universidades españolas y tres institutos del CSIC y el

Ciemat están trabajando activamente en las propues-

tas de futuros experimentos que se realizarán en FAIR

(EXL/ELISE, HEDgeHOB, HISPEC/DESPEC, PANDA, R3B

y MATS). Estos grupos de investigación están contri-

buyendo al diseño y construcción de algunos de los

detectores que se usarán en estos experimentos, asu-

miendo incluso el liderazgo en varios frentes. En par-

ticular, cabe destacar la implicación española en el

diseño y construcción de detectores de rayos gam-

ma y neutrones basados en nuevos materiales cente-

lladores o detectores de germanio segmentados.

Además, el grupo de superconductividad del Ciemat,

en consorcio con el laboratorio IRFU/CEA de Francia,

está participando en el diseño y construcción de los

multipletes de cuadrupolos y sextupolos superconduc-

tores del separador de fragmentos Super-FRS, que per-

mitirá la producción de núcleos exóticos en FAIR. La

intensidad de los campos magnéticos requeridos, la

gran apertura de los imanes, y la integración de varios

cuadrupolos y sextupolos en un mismo criostato de

unos 20 m, exigen un diseño innovador y la creación

de nuevas tecnologías para el montaje de imanes

superconductores. El desarrollo de estas tecnologías

en el campo de la superconductividad puede produ-

cir un gran impacto en la sociedad, debido a las múl-

tiples aplicaciones que presentan. Por otra parte, la

transferencia del conocimiento generado por el Ciemat

a empresas nacionales permite un incremento de la

competitividad de la industria española en el merca-

do internacional.

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Ubicación: Darmstadt (Alemania)


1.493 M€

Año previsto inicio de operación: 2016,

para los módulos 0-3

Web: http://www.gsi.de/fair/


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KA)

Descripción

El SKA (Square Kilometre Array) es un proyecto internacional cuyo objetivo es la construcción del radiotelescopio inter-

ferométrico más sensible del mundo a longitudes de onda de entre tres centímetros y tres metros. Se trata de un pro-

yecto de auténtico alcance mundial que, por el momento, involucra a más de 50 instituciones de 19 países. Entre las

características que convertirán a SKA en una herramienta única para la radioastronomía cabe destacar las siguientes:

· Gran superficie colectora. El objetivo final es que SKA disponga de cerca de un kilómetro cuadrado de área colec-

tora, lo que lo dotará de una sensibilidad mucho mayor que la de los radio-interferómetros más potentes dispo-

nibles en la actualidad (entre 50 y 100 veces superior).

· Gran campo de visión. Será de aproximadamente un grado cuadrado a longitudes de onda en la escala de los

centímetros. La posibilidad de obtener imágenes de distintas partes del cielo simultáneamente convierten a SKA

Square Kilometre Array

SKA

SKA descubrirá púlsares ultrarrápidos y podrá detectar ondas gravitatorias de muy baja frecuencia.


El radiotelescopiomás grande del mundo

El radiotelescopiomás grande del mundo


en una herramienta capaz de rastrear grandes zonas

del firmamento de forma eficiente.

· Gran rango de frecuencias. SKA cubrirá, de forma con-

tinua, desde 100 MHz a 25 GHz.

· Gran resolución angular. Tendrá antenas separadas

por distancias de hasta 3.000 km, lo que hará posible

alcanzar resoluciones espaciales por debajo del mili-

segundo de arco.

SKA constará de un total de 3.000 a 5.000 antenas y

colectores de ondas de radio de distintos tipos para

cubrir toda la banda espectral. La disposición óptima

de estas antenas se está estudiando con detalle, pero

se prevé que la mitad de ellas estarán confinadas en una

zona de unos cinco kilómetros y la inmensa mayoría del

resto, en unos cientos de kilómetros. Sólo unas pocas

antenas estarán a distancias de miles de kilómetros.

El proyecto se encuentra en la actualidad en fase pre-

paratoria (2008-2012), financiada por la Comisión Euro-

pea (VII Programa Marco). Entre los objetivos de esta

fase se encuentran refinar la estimación de costes

(actualmente valorados en unos 1.500 millones de euros

para todo el proyecto), buscar fórmulas de financiación,

definir un modelo de gobierno, y seleccionar la ubica-

ción. Se han delimitado dos posibles localizaciones: una

en Australia y otra en África (concretamente, en una

zona alrededor de Sudáfrica que incluye varios países).

En ambas ubicaciones se están desarrollando precurso-

res tecnológicos del proyecto, como ASKAP (Austra-

lia) y MeerKat (Sudáfrica), que se suman a otros como

ATA (EE. UU.) y LOFAR (Europa).

Está previsto que SKA se desarrolle en tres fases. En la

primera etapa el proyecto completaría una superficie

colectora de un 10% a longitudes de onda intermedias,

y su coste sería de unos 300 millones de euros; tras la

segunda fase se llegará a abarcar el kilómetro cuadra-

do, a longitudes de onda intermedias y largas, dejándo-

se para la tercera etapa la extensión a las longitudes

de onda más cortas.

Objetivos

SKA es un observatorio astronómico que está incluido

en el mapa europeo de infraestructuras ESFRI y que, jun-

to al Telescopio Europeo Extremadamente Grande (E-ELT,

ver página 256 de esta publicación), constituye la princi-

pal prioridad para la astronomía desde tierra en Europa,

según la hoja de ruta de la Red Europea Astronet.

Debido a sus especiales características, SKA permitirá rea-

lizar avances cualitativos de gran calado en, prácticamen-

te, todas las áreas de la astronomía moderna. Muy en par-

ticular, permitirá comprender la formación de sistemas

planetarios, detectando la emisión por moléculas de los

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KA)

SKA permitirá comprender la formación de sistemas planetarios.


propios planetas y del medio interestelar; también posi-

bilitará el descubrimiento de púlsares ultrarrápidos, la

detección de ondas gravitatorias de muy baja frecuen-

cia, y el esclarecimiento del papel del magnetismo en el

Universo. Finalmente, SKA facilitará el estudio de la dis-

tribución de gas frío en galaxias y constituirá una herra-

mienta fundamental para ver cómo el Universo salió de

los años oscuros, antes de que empezaran a formarse

las primeras galaxias.

La construcción de SKA presenta una serie de retos tec-

nológicos, la mayoría relacionados con su tamaño. Entre

los más importantes hay que destacar el diseño de las

propias antenas y colectores optimizados a las distintas

bandas, que permita una industrialización de las mis-

mas, garantizando un coste aceptable. Por otro lado, la

fabricación de los receptores supondrá un verdadero

desafío ya que se debe afrontar la transmisión de datos

desde los lugares remotos en los que se encontrará SKA

a un ritmo de terabytes por segundo y a distancias que

van desde los 100 m, a los 3.000 km. Además de ello,

el suministro de energía eléctrica para la operación de

SKA (estimada en 50 MW) posiblemente requerirá la

generación de energía verde in situ.


El Observatorio Astronómico Nacional (OAN) del Ins-

tituto Geográfico Nacional (IGN) es miembro del Con-

sorcio Europeo de SKA. El OAN y la Universidad de

Valencia participaron en el proyecto SKA Design Studies,

financiado por la Comisión Europea (VI Programa Mar-

co). El OAN participa también, como subcontratado,

en la fase preparatoria de SKA financiada por la Comi-

sión Europea (dentro del VII Programa Marco).

Investigadores del CSIC han manifestado su interés en

contribuir al proyecto. Actualmente, ya han comenza-

do a darse pasos para establecer alrededor del OAN

un consorcio español de grupos de I+D e instituciones

interesadas en participar en SKA.

Hay que destacar que el sistema español de I+D+i

posee importantes capacidades para contribuir al desa-

rrollo y construcción del proyecto en áreas claves, tales

como la estructura de las antenas, los receptores o

la calibración, entre otras. Esta experiencia ha sido

adquirida gracias a la participación en IRAM, el proyec-

to de construcción de la antena de 40 m del Centro

Astronómico de Yebes (OAN) y, más recientemente,

gracias a las aportaciones al gran interferómetro mili-

métrico y submilimétrico ALMA, que forma parte del

programa de ESO.

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(para longitudes de onda altas e

intermedias, fase uno y dos)


2022

Web: http://www.skatelescope.org

SKA constará de un total de 3.000 a 5.000 antenas y colectores de ondas de radio de distintos tipos para cubrir toda la banda espectral.


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TA)

Descripción

El Telescopio CTA (Cherenkov Telescope Array) consistirá en una instalación avanzada dedicada a la astronomía terres-

tre de rayos gamma de muy alta energía. Con un emplazamiento en cada hemisferio terrestre, posibilitará el estudio

del origen astrofísico y la propagación de rayos gamma de energías a partir de unas pocas decenas de GeV y superio-

res. El CTA permitirá obtener la primera visión completa y detallada del Universo para el rango de las más altas ener-

gías y contribuirá a un mejor entendimiento de los procesos astrofísicos, cosmológicos y de física fundamental.

Hace algún tiempo, con vistas a la definición de la futura instalación común CTA, ApPEC (Astroparticle Physics Europe-

an Coordination) recomendó unificar los esfuerzos de la comunidad científica europea dedicada a los rayos gamma

de muy alta energía, especialmente los de sus dos mayores colaboraciones: HESS (High Energy Stereoscopic System) y

MAGIC. Concebido a raíz del éxito de los ya mencionados HESS y MAGIC, el proyecto CTA fue incluido en la hoja de

ruta de ESFRI en 2008. Actualmente, cuenta con el apoyo de ApPEC y ASPERA (AStroParticle ERA-net) y ha sido inclui-

do con prioridad alta entre las futuras instalaciones de astrofísica.

El CTA consistirá en la construcción de matrices (arrays) de telescopios Cherenkov de imagen atmosférica localiza-

dos en emplazamientos en ambos hemisferios, que garanticen una cobertura total del cielo. El enclave sur permiti-

rá explorar la abundancia de fuentes en la región central de nuestra galaxia y la riqueza de sus rasgos morfológicos.

Por otra parte, desde ambas localizaciones se estudiarán objetos extragalácticos y se abordarán cuestiones tales como

la física de AGN (núcleo activo de galaxia), la cosmología galáctica o la formación de estrellas, así como temas de

física fundamental y evolutiva: la huella de aniquilación de la materia oscura y la comprobación de la estructura del

espacio-tiempo. Hasta donde sea posible, se utilizará la misma tecnología en ambas ubicaciones.

En cada una de las localizaciones las matrices consistirán en varias decenas de telescopios Cherenkov de tres

tamaños diferentes:

· Telescopios de alrededor de 24 m de diámetro de reflector, en una configuración compacta que suministrará la cober-

tura de la parte baja del espectro de muy alta energía (desde una decena hasta varios centenares de GeV).

· Telescopios de tamaño medio, de alrededor de 12 m de diámetro de reflector, que proveerán alta sensibilidad para

la zona intermedia de energía (desde 100 GeV a 10 TeV).

· Pequeños telescopios, de alrededor de 6 m de diámetro de reflector que alcanzarán las más altas energías (por

encima de los 10 TeV).

El principal esfuerzo tecnológico para pasar de las instalaciones actuales (HESS y MAGIC) a estas matrices, viene

de la necesidad de una fiabilidad alta y una reducción del coste. Además, la selección de la mejor localización para

Cherenkov Telescope Array

CTA


Observandoel universo gamma

Observandoel universo gamma


ambos emplazamientos es una de las tareas dentro

de los paquetes de trabajo de la instalación, que van

desde la definición de cada enclave en términos de pres-

taciones físicas, a la identificación de los requisitos de

las infraestructuras.

Actualmente, el CTA constituye un consorcio interna-

cional de liderazgo europeo integrado por más de 100

grupos de investigación pertenecientes a alrededor

de 80 instituciones de 21 países de todo el mundo. Aun-

que inicialmente, comenzó como la de los proyectos

MAGIC y HESS, rápidamente se adhirieron nuevos gru-

pos de distintos países europeos. Al mismo tiempo,

se incorporó un consorcio japonés relacionado con la

instalación CANGAROO y, más tarde, consorcios de

Argentina e India. Cabe destacar que en EE. UU. se está

desarrollando una propuesta alternativa denominada

AGIS (Advanced Gamma Imaging System), aunque exis-

te la opinión mayoritaria de que ambos proyectos debe-

rían unirse en un único proyecto de carácter mundial

a lo largo de los próximos años.

Objetivos

El CTA permitirá abordar importantes preguntas del

campo de la astrofísica y la física fundamental a las que

no es posible dar respuesta con la instrumentación

actual. Sin ánimo de ser exhaustivos, las áreas científi-

cas que se abordarán son:

· Búsqueda de materia oscura. El CTA suministrará

información determinante sobre la observación de

radiación de aniquilación de materia oscura espera-

da, y ayudará a comprobar si potenciales partículas

candidatas para la formación de materia oscura (que

podrían descubrirse en el Large Hadron Collider), lle-

gan a constituir, en efecto, tal tipo de materia.

· Comprobación del espacio-tiempo. Debido a las lon-

gitudes de onda extremadamente cortas y a las lar-

gas distancias de propagación, los rayos gamma de

muy alta energía son sensibles a la estructura micros-

cópica del espacio-tiempo. Perturbaciones del espa-

cio-tiempo a pequeña escala deberían manifestarse

por sí mismas en una dependencia energética de

la velocidad de propagación de dichos rayos desde

fuentes a distancias cosmológicas, tales como los

núcleos de galaxias activas o los estallidos de rayos

gamma.

· Restos de supernovas, nebulosas de viento de púlsa-

res y rayos cósmicos. A pesar de que constituye el para-

digma actual, la aceleración de la mayor parte de los

rayos cósmicos de energías muy superiores a los 1014 eV

en los restos de supernovas aún debe probarse. Los

centenares de supernovas que serán observables con

el CTA en un amplio rango de energías, permitirán rea-

lizar ensayos sensibles de modelos de aceleración y

determinar sus parámetros.

· Grupos y sistemas estelares. Mientras que el para-

digma clásico enfatiza a las explosiones de superno-

vas como la fuente dominante de rayos cósmicos de

la galaxia, se ha comprobado ya que los rayos cósmi-

cos también se aceleran debido a los vientos estelares

de las estrellas jóvenes masivas antes de explotar como

supernovas o alrededor de los grupos de estrellas. El

CTA permitirá el estudio detallado de estos objetos

como fuentes de radiación gamma.

· Microcuásares y binarias de rayos X. Actualmente, se

conocen pocos emisores de radiación gamma de alta

energía en sistemas binarios, consistentes en objetos

compactos (una estrella de neutrones o un agujero

negro) orbitando una estrella masiva. Tales sistemas

ofrecen una oportunidad única para experimentar con

los aceleradores cósmicos, ya que a lo largo de las órbi-

tas excéntricas de los objetos compactos el entorno

cambia periódicamente, dando lugar a una modula-

ción del flujo de rayos gamma, lo que permite estu-

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El CTA permitirá abordar importantes cuestiones del campode la astrofísica y la física fundamental a las que no es posibledar respuesta con la instrumentación actual.


diar cómo reacciona la aceleración de las partículas

a estas condiciones ambientales. Es igualmente de

interés la física de los microcuásares en nuestra pro-

pia galaxia, similar a la de los procesos generados alre-

dedor de agujeros negros supermasivos en galaxias

activas distantes con una escala de tiempo mucho

más rápida.

· Galaxias activas. Los agujeros negros supermasivos

en el núcleo de las galaxias activas son conocidos

por la emanación de chorros que son fuentes inten-

sas de rayos gamma de muy alta energía. Gracias al

CTA, los detalles sobre cómo se generan estos cho-

rros en los agujeros negros e incluso los tipos de

partículas de los que se componen, se entenderán

adecuadamente.

· Campos de radiación cósmica y cosmología. Por

medio de la interacción con la luz extragaláctica infra-

rroja, los rayos gamma de alta energía de galaxias dis-

tantes permiten la obtención de información cosmo-

lógica respecto a la densidad de la luz en el espacio

extragaláctico y, por lo tanto, sobre la historia de la

formación de las estrellas en el universo.

En definitiva, el CTA será el mayor y más potente obser-

vatorio de rayos gamma de muy alta energía en el mun-

do, con prestaciones tecnológicas sin precedentes.

Desarrollará un valioso know-how, adecuado para ser

transferido a las diferentes industrias y otros campos

de la ciencia. Algunos de los sectores que podrían bene-

ficiarse de la tecnología del CTA a corto plazo son: la

medicina, la meteorología y las ciencias ambientales,

la microelectrónica, la educación, las comunicacio-

nes y la energía.


La lista actual de instituciones españolas involucradas

en la realización de la instalación incluye el Instituto de

Física de Alta Energía (IFAE, que actúa como repre-

sentante y coordinador del consorcio CTA español, al

cual pertenece el coportavoz del CTA), el Instituto de

Astrofísica de Canarias (IAC), el Ciemat, el CSIC, y tres

universidades (Madrid, Barcelona y la Autónoma de Bar-

celona). Dichas instituciones aportan al consorcio espa-

ñol el personal y la infraestructura necesarios para desa-

rrollar la actividad investigadora. La financiación del

personal adicional y de los costes de ejecución pro-

viene, básicamente, del MICINN.

La comunidad española de rayos gamma de alta ener-

gía es, actualmente, una de las comunidades científi-

cas más importantes del mundo en este campo. Espa-

ña ha contribuido con, aproximadamente, el 30% del

coste total (inversión y personal) de la instalación MAGIC,

uno de los dos pilares para el inicio del CTA.

En el contexto de la astronomía del siglo XXI, el CTA será

el equivalente, en el rango de las altas energías, al Extre-

mely Large Telescope (ELT, tanto europeo como america-

no), a ALMA y al telescopio espacial James Webb.

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150 M€


(parcialmente a partir de 2013)

Web: http://www.mpi-hd.mpg.de/CTA

Uno de los telescopios MAGIC instalado en el Roque de losMuchachos (La Palma).


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Descripción

SPIRAL2 (Système de Production d´Ions Radioactifs en Ligne de 2ème Génération) es una infraestructura europea que tendrá

sede en el laboratorio GANIL (Grand Accelerateur National d´Ions Lourds) de la ciudad de Caen (Francia). El objetivo del

proyecto es la producción de haces de isótopos radiactivos con intensidades superiores a las disponibles en la actuali-

dad. De este modo, SPIRAL2 contribuirá a consolidar el liderazgo europeo en física nuclear basada en isótopos exóticos.

El reto de la física nuclear es avanzar en el estudio de las reacciones nucleares entre diversos tipos de iones, cubrien-

do el rango más amplio posible de nucleidos y energías. El enfoque de SPIRAL2, complementario al de FAIR (Facility

for Antiprotron and Ion Research, véase la página 260 del presente libro) está basado en el método ISOL (Isotope

Separator On Line), en el que se hacen incidir haces de iones estables en un blanco, dando lugar a reacciones nuclea-

res en las que se generan productos radiactivos, que son posteriormente acelerados de nuevo. El estudio de las pro-

piedades de los núcleos de los iones de estos haces y de su interacción con núcleos estables es un campo de la físi-

ca contemporánea que se encuentra en pleno desarrollo.

SPIRAL2 está basado en un acelerador lineal superconductor capaz de acelerar deuterones con una intensidad de

5 mA hasta una energía de 40 MeV, así como otros iones más pesados. Además de la investigación fundamental

en el campo de la física nuclear, se espera que SPIRAL2 contribuya a otros ámbitos de la ciencia que requieren

altos flujos de neutrones. Este proyecto representa un paso intermedio hacia EURISOL, que será la instalación

para la investigación de física nuclear más avanzada de entre las basadas en el citado método ISOL.

Objetivos

Los haces de iones radiactivos pueden ser producidos de diversas formas, cubriendo así amplias áreas de la tabla

nuclear. Pueden proceder de la interacción directa de los haces de iones estables con un blanco de carburo de ura-

nio, o bien del bombardeo de dicho blanco con neutrones procedentes de la interacción de los haces estables con

un convertidor. Además de estos procesos, se podrán producir haces de iones radiactivos a partir de reacciones de

fusión-evaporación de haces de iones pesados con diferentes blancos. Una vez producidos, los haces radiactivos

serán separados isotópicamente y empleados en experimentos de baja energía o acelerados en el ciclotrón CIME

hasta energías de 15 MeV/nucleón. Las ventajas de SPIRAL2 con respecto a otras instalaciones existentes en la actua-

lidad se basan en un incremento de un factor 100 en las intensidades de los haces radiactivos y en un mayor rango

de energías, desde keV hasta varias decenas de MeV por nucleón.

El programa científico de la instalación, elaborado por más de 600 científicos de 34 países, propone la investiga-

ción de las cuestiones más importantes de la física nuclear contemporánea y la astrofísica, con el objetivo de

Sistema de Producción de IonesRadiactivos en Línea de SegundaGeneración

SPIRAL2


conseguir una comprensión más profunda de la natu-

raleza de la materia. Una parte importante de la inves-

tigación se basa en la disponibilidad de haces inten-

sos de neutrones con energías pico del orden de 20

MeV, que pueden ser utilizados para investigación en

materiales y para medida de secciones eficaces.

Futuro de SPIRAL2

El proyecto EURISOL será la continuación de SPIRAL2.

EURISOL requerirá una fase de investigación y desarro-

llo, ya que el conocimiento presente no permitiría fabri-

car todos sus elementos, tal y como están planifica-

dos actualmente. Así, SPIRAL2 puede ser considerado

como un paso intermedio hacia una generación com-

pletamente nueva de aceleradores.


SPIRAL2 es un proyecto de alto interés para la comuni-

dad española de física nuclear. Actualmente, diversas uni-

versidades españolas han hecho propuestas para partici-

par en los diferentes tipos de detectores previstos. En lo

que se refiere al acelerador lineal, las dos instituciones

españolas involucradas son el Ciemat y la Universidad de

Huelva. Las áreas en las que se centra la participación

de Ciemat son la validación de una serie de diagnósti-

cos del haz de deuterones y el diseño del beam gump (blo-

que de parada del acelerador). La Universidad de Huel-

va participa desarrollando detectores de diamante que

pueden ser utilizados para determinar la anchura del

paquete de partículas a bajas intensidades o bien ser

utilizados para detectar el halo a intensidades altas.

273


Ubicación: Caen (Francia)

Presupuesto total estimado: 200 M€


2012

Web: http://www.ganil-spiral2.eu/spiral2

Hacia una nueva generaciónde aceleradores

Hacia una nueva generaciónde aceleradores


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(KM

3NeT

)

Descripción

KM3NeT (Kilometre Cube Neutrino Telescope) es una infraestructura de investigación submarina europea, ubicada

en el fondo del mar Mediterráneo, que albergará en su seno un telescopio de neutrinos con un volumen de al menos

un kilómetro cúbico. Dicho telescopio permitirá detectar neutrinos cósmicos procedentes de fuentes astronómi-

cas, tales como los estallidos de rayos gamma, los núcleos activos de galaxias o restos de supernovas, al tiempo

que será un poderosísimo instrumento para la búsqueda de materia oscura en el Universo. Por otra parte, KM3NeT

constituirá también una plataforma marina donde podrán ubicarse instrumentos para realizar estudios y medidas

continuas y a largo plazo del medio ambiente marino en oceanografía, climatología, geofísica y biología marina. El

proyecto será, por tanto, la combinación de un telescopio de neutrinos cósmicos para explorar los fenómenos

más violentos del Universo, y un observatorio submarino multidisciplinar de ciencias marinas y de la Tierra.

Kilometre Cube Neutrino Telescope

KM3NeT

Vista de un módulo óptico del telescopio.


Un telescopio bajoel Mediterráneo

Un telescopio bajoel Mediterráneo


Los neutrinos poseen propiedades especiales que los

convierten en los mensajeros cósmicos ideales para

abrir una nueva percepción en la comprensión del Uni-

verso. Pueden escapar del interior de los objetos celes-

tes más densos, allí donde la luz no es capaz de salir,

y ser los trazadores cósmicos de procesos que han per-

manecido escondidos, hasta ahora, a la astronomía tra-

dicional. Imperturbables en su camino hacia la Tie-

rra, los neutrinos pueden proceder de las regiones más

remotas del Universo, permitiéndonos escudriñarlo

con una profundidad mayor que la de cualquier otro

mensajero.

Sin embargo, para la detección de los flujos extrema-

damente bajos de neutrinos cósmicos procedentes de

fuentes tan lejanas, son necesarios detectores inmen-

sos formados por un medio transparente cuyo volu-

men exceda el kilómetro cúbico. En las interacciones

de los neutrinos en agua o hielo, se producen tenues

destellos de luz Cherenkov, que pueden registrarse

mediante sensores de luz distribuidos en un amplio

volumen. El telescopio de neutrinos KM3NeT consis-

tirá en una gigantesca red tridimensional de detecto-

res ópticos sensibles a la luz Cherenkov, y protegidos

por esferas de vidrio diseñadas para resistir las altas

presiones del fondo marino. Estos módulos ópticos que-

darán suspendidos en el mar mediante más de cien

estructuras verticales, ancladas al fondo por un las-

tre, separadas entre sí más de 150 m, y sustentadas ver-

ticalmente por una boya situada en lo alto de sus más

de 500 m de longitud.

Con una resolución angular para sucesos muónicos supe-

rior a 0,1° para neutrinos con energías que excedan

los 10 TeV, un umbral de energía de unos 100 GeV y una

sensibilidad sin precedentes frente a todos los sabo-

res de neutrinos, así como a las reacciones de corrien-

tes neutras, el telescopio de neutrinos KM3NET será úni-

co en el mundo. El acceso a los datos científicos que

de él se obtengan, abrirá nuevas puertas a la investi-

gación en una gran variedad de campos tales como la

astronomía, la búsqueda de materia oscura, los rayos

cósmicos y la física de altas energías, las ciencias mari-

nas y las ciencias de la Tierra.

El diseño, la construcción y la explotación de KM3NeT

están siendo gestionados por un consorcio formado,

principalmente, por los institutos actualmente implica-

dos en los proyectos piloto: Antares, Nestor y Nemo, así

como diversos institutos asociados, procedentes del

campo de las ciencias marinas y la geofísica. Los proyec-

tos piloto (en particular Antares) han supuesto una fuen-

te de información y conocimiento fundamentales sobre

las tecnologías requeridas para un telescopio de neutri-

nos de grandes dimensiones. En la actualidad, el con-

sorcio KM3NeT está formado por más de 40 institutos

de investigación y universidades de diez países europeos

(Alemania, Chipre, España, Francia, Grecia, Holanda,

Irlanda, Italia, Reino Unido y Rumania).

Objetivos

Un detector submarino de tales dimensiones precisa-

rá el despliegue e instalación en el fondo del mar de

varios miles de detectores extremadamente sensibles

a la luz. Por otra parte, multitud de instrumentos cien-

tíficos como hidrófonos, brújulas, inclinómetros o

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Trabajos correspondiente al telescopio Antares.


velocímetros, entre otros, serán necesarios para lle-

var a cabo su calibración y control. Todos estos ele-

mentos estarán conectados a la estación terrestre

mediante cables electro-ópticos, que proporcionarán

la potencia requerida por los detectores y transmiti-

rán los datos a la orilla con una anchura de banda

del orden de 0,1 Tb/s.

La construcción de un telescopio de neutrinos de gran

escala a una profundidad de entre dos y cinco kilóme-

tros en el fondo del mar supone un auténtico reto tec-

nológico. Todos sus elementos deberán poder resistir

una presión de varios cientos de atmósferas y sobre-

vivir al carácter corrosivo del medio ambiente maríti-

mo. Será necesario colocar grandes estructuras mecá-

nicas en el fondo marino con precisión inferior al metro.

El despliegue se llevará a cabo mediante el empleo

de barcos especiales dotados de posicionamiento diná-

mico mediante GPS, así como de instrumentos de nave-

gación acústica. Para la construcción se necesitarán

submarinos tripulados o controlados remotamente con

manipuladores de, al menos, cinco grados de libertad,

con el fin de realizar las maniobras necesarias para la

conexión de las estructuras a los nodos de unión inter-

medios y a la estación de control. Finalmente, para

poder alcanzar una resolución angular de una décima

de grado es necesaria una precisión de nanosegun-

dos en la medida de los tiempos y de centímetros en

la posición de los módulos, lo que requerirá el empleo

de sofisticados sistemas de calibración basados en fuen-

tes pulsadas ultracortas y sistemas de detección acús-

ticos hipersensibles.

Futuro de KM3NeT

La comunidad científica congregada en torno a KM3NeT

está aunando esfuerzos para concluir el Technical Design

Report de la infraestructura, en el que se definen las solu-

ciones técnicas que finalmente se adoptarán para dicha

fabricación. Por otra parte, la fase preparatoria pro-

porcionará los pasos necesarios para la fabricación del

telescopio. Una vez finalizada esta fase se pondrá en

marcha la de construcción, en la que los prototipos tes-

teados y cualificados serán producidos en serie, integra-

dos y calibrados para su instalación en el emplazamien-

to finalmente elegido. Dado el carácter escalable del

telescopio, la toma de datos comenzará desde la ins-

talación de la primera unidad de detección.


Las instituciones españolas que participan en KM3NeT

en el área de física de partículas y astropartículas son

el CSIC y la Universidad de Valencia (UV), a través del

Instituto de Física Corpuscular (IFIC, centro mixto CSIC-

UV), y la Universidad Politécnica de Valencia por medio

del Instituto de Investigación para la Gestión Integra-

da de las zonas Costeras (IGIC). En el área de geología

y ciencias del mar, el Grupo de Geociencias Marinas de

la Universidad de Barcelona participa en la fase pre-

paratoria; el laboratorio de aplicaciones bioacústicas

de la Universidad Politécnica de Cataluña (que parti-

cipa en Antares) ha mostrado su interés en unirse a

KM3NeT.

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Presupuesto total de construcción estimado:

150-200 M€


Webs: http://www.km3net.org

Un barco transporta equipamiento del telescopio Antares.


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)

Descripción

ELI (Extreme Light Infrastructure) es un proyecto paneuropeo cuyo objetivo es conseguir intensidades láser lo más

elevadas posible y pulsos muy cortos. Se trata de un conjunto de instalaciones de láseres ultraintensos basados en

la tecnología CPA (Chirped Pulse Amplification). Esta tecnología consiste en la generación de un pulso láser de

intensidad modesta y muy corta duración (femtosegundo) para, antes de amplificarlo, abrirlo temporalmente,

aprovechando su ancho de frecuencias. Posteriormente, el pulso se recomprime temporalmente, tal que es posible

concentrar una energía de kilojulios en pocos femtosegundos, y obtener esas intensidades extremas a las que se refie-

re el nombre de la instalación. La luz generada en ELI será de aplicación en los campos de la física, la ingeniería, la

química, la biología, la medicina o la energía.

Aunque inicialmente ELI se presentó como una única instalacion, finalmente se ha acordado implementarlo como

un conjunto de tres instalaciones asociadas: Praga (República Checa) para alta energía, Szeged (Hungría) para pul-

sos de attosegundo, y Magurele (Rumania) para física nuclear.

Objetivos

La tecnología CPA es verdaderamente innovadora ya que concentra la energía de los fotones en el espacio y en el

tiempo. Pero lo realmente importante para muchas aplicaciones posteriores es la densidad de esa energía. La

construcción de ELI implica toda una revolucion tecnológica debido a que significa la construcción de un láser

infrarrojo (con una longitud de onda central en torno a los 800 nm), capaz de ofrecer una serie de aplicaciones

que hubiesen parecido imposibles hace algunas décadas. Entre estas aplicaciones cabe destacar la generación de

radiación coherente (láser) en el ultravioleta extremo y en los rayos X, a base de combinar decenas o centenares

de fotones infrarrojos. De este modo, se espera poder alcanzar algunas regiones del espectro electromagnético

de gran interés para la comunidad científica, como es la ventana del agua (una región de los rayos X de gran apli-

cabilidad en biología). Todo ello con valores de brillantez superiores a los de los sincrotrones (la brillantez se refie-

re al número de fotones por unidad de longitud de onda y por intervalo de tiempo y de ángulo sólido). También se

generarán otras fuentes secundarias láser en el ultravioleta de vacío, con longitudes de onda sintonizables o cuasi

sintonizables.

En ciertos casos, estos armónicos convenientemente filtrados, podrían dar lugar a fuentes de attosegundo. Los

pulsos de attosegundo son una herramienta en la frontera del conocimiento, al permitir una resolución temporal

Infraestructura de Láser de IntensidadExtrema

ELI


La frontera del láserLa frontera del láser


hasta ahora inimaginable. Esto permitirá múltiples apli-

caciones tales como el estroboscopio de attosegundo

para resolución temporal, experiencias pump-probe con

resolución temporal de 10-17 s, tomografía a nivel de

orbilates electrónicos moleculares e incluso atómicos,

estudio temporal del efecto Auger y similares, así como

investigaciones sobre la dinámica de los huecos en capas

internas.

Este proyecto pondrá a disposición de los usuarios

nuevas herramientas para la aceleración de partícu-

las, basadas en técnicas de wakefield, que permiti-

rán superar los GeV. Aunque se espera que los cien-

tíficos analicen estas nuevas formas de aceleración

láser, también se pondrán a disposición de los mis-

mos, mediante mecanismos de aceleración más con-

vencionales, haces secundarios de iones de hasta cen-

tenares de MeV. Por tanto, se prevé alcanzar energías

de GeV y avanzar en el desarrollo de la tecnología

de aceleradores de GeV en miniatura que sean poten-

cialmente útiles para lograr la aceleración ultrarrá-

pida de partículas inestables. Esto permitirá, por ejem-

plo, preparar haces secundarios de aplicación en la

generación de haces de protones monoenergéticos

de interés radiomédico.

ELI posibilitará nuevas técnicas de reacciones nuclea-

res inducidas por láser o incluso el análisis de nue-

vos caminos de reacción nuclear, además de fuen-

tes secundarias de plasmas relativistas (electrones a

velocidades relativistas) y ultrarrelativistas (plasmas

en los que los iones también se mueven a estas velo-

cidades). Entre otras cosas, esto tendrá aplicaciones

en generación de isótopos de vida corta, como los uti-

lizados en la técnica médica tipo PET (Positron Emission

Tomography).

Hasta aquí las posibilidades que ofrecerán las tres

instalaciones planteadas. No obstante, ELI, incorpora-

rá una cuarta instalación, a construir durante una

segunda etapa, cuya actividad estará basada en los

avances de esas tres anteriores y con la que espera

obtener el láser más intenso nunca imaginado. Se tra-

tará de la mayor concentración espacio-temporal de

energía electromagnética jamás producida, y gracias

a la cual se espera avanzar en la frontera de nuestro

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La instalación supone un reto tecnológico de primer nivel.


conocimiento sobre el vacío cuántico (vacío de mate-

ria, pero abarrotado de radiación). En concreto, se

espera progresar en la polarización del vacío, en la pro-

pagación no lineal en el vacío, en la generación espon-

tánea de pares electrón-positrón (límite de Schwinger)

y en nuevos tests sobre el vacío cuántico. También se

especula que un láser tan intenso, destinado a pro-

ducir una aceleración enorme sobre los electrones que

encuentre en su camino, podría facilitar la experimen-

tación sobre relatividad general (en particular, per-

mita observar la radiación de Unruh, un efecto relacio-

nado con la radiación de Hawking en el horizonte de

un agujero negro).

La instalación supone un reto tecnológico de primer nivel.

De hecho, los láseres de este tipo están avanzando muy

rápidamente, hasta el punto de que constantemente se

superan barreras que hasta ahora parecían infranquea-

bles. Una infraetructura así tiene un efecto aglutinador

sobre la comunidad científica y tecnológica, que pue-

de resultar en beneficios mucho más allá de su mera

construcción. La tecnología de estos pulsos avanza de

forma similar a lo que sucede con los ordenadores; cada

vez tienen mayores prestaciones y son más baratos. Su

éxito debería ir más allá de la instalación propiamente

dicha, ya que se espera que de ella se deriven una más

amplia difusión de estas tecnologías y una mayor pre-

sencia de láseres de teravatio en laboratorios, hospita-

les y centros de investigación.

Futuro de ELI

En los próximos meses se esbozarán los acuerdos entre

los tres países que serán sede del proyecto (República

Checa, Hungría, Rumania), y se procederá a estable-

cer una estructura orgánica que gestione la construc-

ción de las distintas instalaciones y la estructura de

gobierno del organismo. Posteriormente, se elaborarán

los diferentes proyectos de la obra, así como los pre-

supuestos de construcción y funcionamiento, para faci-

litar la adhesión al proyecto de los países interesados.

Los tres países que albergarán la instalación esperan

contar con Fondos Estructurales Europeos, y existe la

voluntad por parte de todos ellos de acelerar la cons-

trucción tanto como sea posible. Las negociaciones

entre las distintas naciones en relación con los fondos

para la construcción están razonablemente avanzadas,

aunque el establecimiento de los pactos relativos a los

presupuestos de explotación de la instalación requeri-

rá algo más de tiempo.


Es importante señalar que, debido a que actualmente

hay pocos sistemas a escala de Petavatio, las instalacio-

nes del Centro de Láseres Pulsados Ultracortos Ultrain-

tensos (CLPU) de Salamanca (considerado uno de los

sistemas más avanzados en cuanto a tasa de repetición),

desempeña un importante papel decisorio en relación

con la parte técnica del proyecto ELI.

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Ubicación: Praga (República Checa), Szeged

(Hungría) y Magurele (Rumania)

Presupuesto total de construcción estimado:

600 M€


Webs:

http://www.extreme-light-infrastructure.eu

http://www.usal.es/clpu

Diseño conceptual de las futuras instalaciones de ELI.


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Descripción

El proyecto PRINS (Paneuropean Research Infrastructure for Nano-Structures) tiene como finalidad establecer una

plataforma distribuida de diseño y fabricación de componentes y circuitos nanoelectrónicos que permita a Europa

mantener su liderazgo en el competitivo mundo de la industria electrónica. Desde esta plataforma se llevarán a cabo

actividades de investigación y desarrollo verdaderamente interdisciplinares, que permitirán la convergencia de las

tecnologías descendentes o top-down, (responsables de la evolución hacia la integración masiva de componentes,

conocida como Ley de Moore), y las metodologías ascendentes o bottom-up, basadas en propuestas de carácter inno-

vador derivadas de la física, la química, la ciencia de materiales, la biotecnología, etc.

PRINS tiene como objetivo fundamental la validación de nuevos diseños, materiales y dispositivos en el contexto

de la fabricación de sistemas CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) en la nanoescala y de tecnologías

emergentes que van más allá del CMOS. Por tanto, pretende facilitar el aterrizaje de las nanotecnologías en el

Infraestructura de InvestigaciónPaneuropea para Nano-estructuras

PRINS

PRINS tiene como finalidad llevar a cabo todas las acciones necesarias para establecer una plataforma distribuida de diseño yfabricación de componentes y circuitos nanoelectrónicos. En la imagen representación virtual de un nanotubo de carbono.


En cabezade la nanoelectrónica

En cabezade la nanoelectrónica


ámbito de la fabricación de componentes electrónicos,

en un momento en el que resulta necesario buscar alter-

nativas en cuanto a materiales, métodos de fabricación

y filosofías de diseño de los dispositivos. Esta transición

podrá llevarse a cabo mediante la transferencia de los

conocimientos académicos al entorno industrial, a tra-

vés de la plataforma PRINS, que estará abierta a toda la

comunidad científica europea para el desarrollo de nue-

vos conceptos que sean de interés para la industria.

El desarrollo de PRINS implicará la modernización y mejo-

ra de las infraestructuras de nanofabricación existentes

en los grandes centros de investigación involucrados

en el proyecto, con el fin de hacerlos competitivos con

sus homólogos en EE. UU., Japón, Taiwán, Corea del Sur,

China y Canadá. Esta actualización de centros requerirá

la adquisición e instalación de equipos altamente espe-

cializados (nanolitografía avanzada, sistemas de inte-

gración nano-micro, etc.) que permitirán trabajar con

metodologías top-down, capaces de diseñar y fabricar cir-

cuitos CMOS de 32 nm y 22 nm, con posibilidad de alcan-

zar los 16 nm en el futuro. El proyecto también permitirá

trabajar con metodologías bottom-up, donde los prota-

gonistas serán los nanotubos de carbono, nanotubos de

materiales III-IV, moléculas o nanoestructuras con fun-

cionalidades bien definidas, etc. Dichas técnicas posibi-

litarán el desarrollo de alternativas al diseño actual, que

despejarán la senda hacia la electrónica molecular, la

espintrónica o la computación cuántica. La red PRINS

de grandes instalaciones estará abierta a todos los inves-

tigadores de sectores públicos y privados, y mantendrá

una muy estrecha colaboración con la Iniciativa Tecno-

lógica Conjunta ENIAC (European Nanoelectronics Initia-

tive Advisory Council). A su vez, esta red de grandes ins-

talaciones será apoyada por otra red complementaria de

pequeños laboratorios expertos en el diseño de prototi-

pos y demostradores.

Existe un consorcio para la participación en PRINS, cons-

tituido por tres centros de investigación en el área de

la nano y microelectrónica (IMEC de Bélgica, CEA-LETI

de Francia y el Grupo Fraunhofer VμE para microelec-

trónica de Alemania), cuatro socios industriales (STMi-

croelectronics, Infineon, NXP y ASM-L) y el Gobierno

Regional de Flandes a través de su Departamento de

Economía, Ciencia e Innovación.

Objetivos

Es evidente que la implantación de la microelectrónica

ha sido la clave para el desarrollo, durante los últimos

cuarenta años de lo que se ha dado en llamar nueva

economía, afectando no sólo a los sectores de produc-

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S)

Este proyecto tiene como objetivo fundamental la validación de nuevos diseños, materiales y dispositivos en el contextode la fabricación de sistemas CMOS.


ción, sino también a las relaciones socioculturales, la

educación, la sanidad, etc. Esta revolución de la micro-

electrónica debe seguir creciendo sobre la base de nue-

vo conocimiento procedente de la mano de la nanotec-

nología, y debe trasladarse a los sectores industriales

mediante una actuación decidida, correctamente pla-

nificada por etapas.

Las aplicaciones de los desarrollos científico-tecnoló-

gicos que podrán generarse en PRINS son muy variadas.

Se puede citar, en el ámbito de las Tecnologías de la

Información y la Comunicación, el desarrollo de pro-

cesadores y memorias de altísimas prestaciones (para

computación científico-técnica, mejora de los sistemas

interactivos o aplicaciones en los sectores de educación

y ocio), así como el avance del ancho de banda de los

actuales sistemas de comunicación. En el terreno ener-

gético y medioambiental es destacable el desarrollo de

dispositivos sensores para detección de contaminación

o para lograr una mayor eficiencia energética. Posibles

aplicaciones en el área de la salud serían el uso de sis-

temas sensores para diagnóstico, dispositivos electro-

mecánicos de liberación de fármacos, o sistemas avan-

zados y portátiles de telemedicina. Finalmente, en el

ámbito de la seguridad, se prevé el desarrollo de senso-

res de sustancias explosivas o de armas biológicas.



vante en el proyecto PRINS.

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Presupuesto total de construcción: 1.400 M€

Año previsto de inicio de explotación:

2010-2015 (según el tipo de infraestructura

que se ponga en marcha)

Web: http://www.prins-online.eu

PRINS propiciará el desarrollo de procesadores y memorias de altísimas prestaciones.


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Descripción

En el año 2007 representantes de 14 países europeos firmaron un acuerdo que dio origen a la iniciativa PRACE

(Partnership for Advanced Computing in Europe), cuyo objetivo es la creación de una infraestructura paneuropea

de informática de alto rendimiento (HPC, por sus siglas en inglés). En concreto, la organización pretende crear

un sistema permanente de supercomputación, integrado por varios centros que proporcionen a los investiga-

dores europeos la punta de la pirámide de un “ecosistema de computación” al máximo nivel internacional.

PRACE cuenta actualmente con 20 socios, que se dividen en socios principales, que firmaron el acuerdo en

2007 (entre los que se encuentra España), y socios generales, que se han adherido con posterioridad al proyec-

to. La participación española se lleva a cabo a través del Barcelona Supercomputing Center–Centro Nacional de

Supercomputación (BSC-CNS).

Para mantener un liderazgo tecnológico a nivel mundial, Europa necesita disponer de sistemas de computación

de muy altas prestaciones. Para ello, pretende dotarse de un sistema que instale un conjunto de unos cinco

superordenadores, denominados tier 0, que se renovarán siguiendo una espiral tecnológica tal que en todo momen-

to exista al menos un superordenador europeo competitivo a nivel mundial. PRACE construirá el nivel superior

de supercomputación tier 0 y coordinará la relación de este sistema con los actuales: los nacionales (tier 1 –en

España, Mare Nostrum–) y los regionales, locales o institucionales (en España, diferentes centros de HPC distri-

buidos por toda nuestra geografía).

Cada socio anfitrión instalará una de las infraestructuras de supercomputación tier 0 en su territorio. Para estudiar el

rendimiento de distintas arquitecturas experimentales, ya se han instalado seis prototipos, que se han puesto a dis-

posición de los usuarios. Dado el corto ciclo de depreciación de las tecnologías de supercomputación (dos o tres

años), los países anfitriones realizarán un despliegue de sus infraestructuras de manera escalonada. De forma que

PRACE garantizará que Europa no pierda su posición de liderazgo tecnológico.

Objetivos

El actual avance de la investigación en muchos campos de la ciencia es posible gracias a una estrecha interacción

entre la base científico-teórica, los experimentos y la simulación por ordenador. De este modo, la característica

más destacable de las infraestructuras HPC es su transversalidad. Los supercomputadores son, pues, herramientas

indispensables para resolver los problemas científicos y tecnológicos más complejos.

Asociación para la ComputaciónAvanzada en Europa

PRACE

14_E_Infraestructuras_ESFRI.qxd 8/3/10 19:24 Página 286

Una redde superordenadores europea

Una redde superordenadores europea


Ya en la década de los años 90, Estados Unidos y Japón

constataron que el acceso a computadores de última

generación era esencial para la competitividad interna-

cional, tanto en el campo de la ciencia como en el de la

ingeniería. Europa ha tenido, por el momento, una actua-

ción más lenta en esta área, lo cual se pretende corre-

gir mediante la explotación de PRACE. Si consideramos

la evolución del rendimiento agregado en petaflop/s

de los diferentes países observamos el claro dominio nor-

teamericano, el crecimiento explosivo de China, y la con-

solidación de la capacidad europea, protagonizada en

un 91% por socios de PRACE.

A diferencia de otros instrumentos diseñados para ser

de utilidad en un área específica, la HPC es de aplica-

ción en todas las áreas de la ciencia. Según la clasifica-

ción realizada en la argumentación científica del pro-

yecto, dichas áreas se pueden agrupar como sigue:

meteorología, climatología, ciencias de la tierra, astro-

física, física de altas energías, física del plasma, ciencias

de los materiales, química, nanociencia, ciencias de la

vida e ingeniería.

Retos tecnológicos

PRACE es un proyecto cuyo objetivo fundamental es

desarrollar un nuevo sistema HPC europeo que, sobre

la base de un rendimiento petaflop/s en 2010, se des-

place gradualmente hasta el exaflop/s en 2020. En tér-

minos generales, PRACE se basa en el concepto de

supercomputación (Capability Computing), en con-

traposición al de computación distribuida (Capacity

Computing). Ambas nociones se describen somera-

mente a continuación:

· Capacity Computing (también denominado High

Throughput Computing) implica la resolución de pro-

blemas computacionales utilizando procesadores dis-

tintos que trabajan con diversos conjuntos de datos.

Este tipo de computación puede lograrse a partir de

aproximaciones tipo grid y, por tanto, no es impres-

cindible una infraestructura como PRACE para lograr

esta clase de resultados.

· Capability Computing, en cambio, se caracteriza por

el empleo de diferentes procesadores en modo coo-

perativo, es decir, compartiendo datos y algoritmos

de cálculo. PRACE constará de superordenadores dota-

dos con centenares de miles de procesadores traba-

jando concurrentemente, lo que constituye todo un

desafío tecnológico. Las redes de comunicación debe-

rán tener un gran ancho de banda y de muy baja laten-

cia y, al tiempo que serán necesarias capacidades de

memoria y disco extremadamente altas.

Los retos tecnológicos asociados a PRACE se pueden

catalogar en seis apartados: hardware, conectividad,

software de sistema, herramientas y algoritmos, apli-

caciones y creación de prototipos.

· Hardware: Los retos tecnológicos están a nivel de pro-

cesador, de nodo y de sistema. Serán necesarias nuevas

arquitecturas de mayor rendimiento, menor tamaño

y menor consumo, incluyendo el uso de aceleradores.

Por otra parte, es importante evitar cuellos de bote-

lla y aceptar el consumo eléctrico como un límite al

rendimiento. Se requerirán nuevos desarrollos en las

interfaces de memoria y de entrada/salida, así como

redes internas de latencia muy baja y alto ancho de

banda. Además, será preciso concebir desarrollos tec-

nológicos que permitan mayores prestaciones y un

mínimo consumo de generadores eléctricos, transfor-

madores, sistemas de alimentación ininterrumpida y

sistemas de refrigeración.

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La instalación MareNostrum está integrada en una antiguacapilla.


· Conectividad: Será necesario conectar los HPC tier 0 de

forma ágil, eficiente y transparente al usuario. La expe-

riencia adquirida por los socios de PRACE mediante

su participación en el proyecto europeo DEISA (Distri-

buted European Infrastructure for Supercomputing Appli-

cations), será de gran utilidad para la consecución de

dicho objetivo. Además, se utilizará como red de comu-

nicaciones Géant y será necesaria investigación adicio-

nal en el ámbito de la gestión de sistemas distribuidos.

· Software de sistema: Para conseguir que centenares de

miles de procesadores trabajen conjuntamente de modo

eficiente, incluyendo arquitecturas heterogéneas y ace-

leradores en hardware, es necesario investigar en nue-

vos sistemas operativos, aceleradores de software, com-

piladores paralelos, nuevos desarrollos en métodos de

programación paralela y, en general, en la adaptación

de todas las capas de software a ordenadores de ren-

dimiento en la escala de los petaflop/s.

· Herramientas: Serán necesarias nuevas funciones de

estudio de rendimiento, validación y verificación, así

como nuevos algoritmos y estándares de modeliza-

ción. También será necesario contar con nuevas tec-

nologías software de pre y post proceso (por ejemplo,

visualización), de predicción de comportamiento de

sistemas masivamente paralelos.

· Aplicaciones: Resultará imprescindible evaluar los reque-

rimientos de la comunidad de usuarios. Deberán desa-

rrollarse nuevas aplicaciones científicas y técnicas que

permitan hacer uso de todas las capacidades de los sis-

temas tier 0 y por otra parte será necesario el análisis

de las aplicaciones existentes y su evolución optimi-

zada hacia sistemas en la escala peta.

· Creación de prototipos: Se deberán evaluar nuevos

prototipos de arquitecturas de supercomputación,

para analizar su rendimiento en entornos de produc-

ción, mediante la valoración de sus infraestructuras de

entrada y salida de datos y su aplicación en bancos

de pruebas.


El BSC-CNS, como representante español en competen-

cias de HPC, ha participado de manera activa en todo

el proceso de preparación de la construcción de la

infraestructura europea PRACE. El organismo es respon-

sable del conjunto de actividades relacionadas con cada

instalación y de la correcta gestión del sistema tier 0

español.

Tal como se ha mencionado anteriormente, disponer

de una elevada capacidad de cálculo es un factor deci-

sivo para el desarrollo científico y tecnológico de un

país. En el BSC-CNS está instalado el superordenador

MareNostrum desde 2004, que hasta el momento ha

dado soporte a unos 1.200 proyectos de investigación

en las áreas de ciencias de la vida, biomedicina, quími-

ca, ciencias de los materiales, física, ingeniería, ciencias

de la tierra, astronomía o espacio.

El MareNostrum, que fue ampliado en 2006 mediante

una sustitución parcial de sus componentes, cuenta

actualmente con una configuración es de 10.240 pro-

cesadores, 20 TBytes de memoria principal, una red

de alta velocidad, 370 TBytes de almacenamiento en

disco y sistema operativo Linux. El rendimiento pico

de la máquina es de 94,21 TFlop/s.

En 2006 se creó la Red Española de Supercomputación

(RES), sobre la base de los componentes que habían

sido sustituidos en MareNostrum. Este proyecto tiene

como objetivo la creación de una estructura distribui-

da de supercomputación en España, que presta servi-

cios de computación de alto rendimiento a toda la comu-

nidad científico- técnica española.

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Ubicación: Instalación distribuida en distintos

países. La ubicación de las oficinas

centrales será Bruselas.

Presupuesto: Un mínimo de 670 M€

Año de puesta en funcionamiento: 2010-2014

Webs:

http://www.prace-project.eu

http://www.bsc.es


Futuros Aceleradoresde Altas Energías

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Descripción

A finales del año 2009 ha entrado en funcionamiento el colisionador hadrónico LHC (Large Hadron Collider) en

el CERN. Su puesta en marcha significa un esfuerzo sin precedentes en tecnología, magnitud y, sobre todo, en tena-

cidad en el campo de la física de partículas. El LHC explorará la región energética hasta los 14 TeV y debe ser la

máquina que descubrirá, eventualmente, el mecanismo de dotación de masa a la materia. Sin embargo, el

LHC, al ser un acelerador hadrónico, será ideal para realizar descubrimientos, pero posiblemente no tan eficaz

para realizar medidas de precisión que nos permitan entender de manera no ambigua los mecanismos que pon-

ga al descubierto.

La experiencia acumulada en el campo de altas energías demuestra que es el uso combinado y complementario

de diferentes tipos de aceleradores lo que nos permite avanzar de manera sólida en el conocimiento de la física

de partículas, en concreto aceleradores electrón – positrón (e+e-) y hadrónicos.

FuturosAceleradoresde Altas Energías

Representación digital de los túneles del ILC.


Más allá del LHCMás allá del LHC


Dado que las escalas temporales necesarias para cons-

truir nuevos aceleradores y su posterior explotación

son muy largas (20-30 años), es necesario plantear

cómo deben ser los futuros aceleradores que suce-

dan al LHC. Por todo ello, la comunidad científica inter-

nacional se ha instrumentalizado desde hace varios

años para poner en marcha un programa de activida-

des de I+D en tecnologías de aceleradores y de detec-

ción a muy altas energías, que permitan satisfacer los

nuevos objetivos que, eventualmente, se susciten a

partir de los resultados del LHC. Debido a que estas

construcciones son cada vez más exigentes en recur-

sos, se han creado estructuras a nivel mundial que,

mediante un calendario consensuado, tomen deci-

siones en los momentos y con las prioridades que se

consideren oportunos.

A nivel europeo existe el Comité de Estrategia Europeo

que se reúne en las sesiones del Consejo del CERN y

tiene el mandato de establecer las prioridades futuras.

Este órgano, ha sido reconocido por el Consejo Euro-

peo como el comité que marque la Hoja de Ruta euro-

pea, equivalente a ESFRI, para la física de partículas.

Además, se ha establecido un acuerdo marco entre

el Consejo Europeo y el CERN, con el fin de coordinar

sus esfuerzos.

Con todo ello, la hoja de ruta de posibles nuevas infraes-

tructuras reconocidas por el Comité de Estrategia Euro-

peo en 2009 incluye los siguientes aceleradores:

· Super Large Hadron Collider (SLHC, en el CERN-Gine-

bra): Aumento de luminosidad del LHC.

· International Linear Collider (ILC, ubicación por deci-

dir): Colisionador lineal e+e- a una energía en centro

de masas de 500 GeV, con la posibilidad de aumen-

tar a 1 TeV.

· Compact Linear Collider (CLIC, en el CERN-Ginebra):

Colisionador lineal e+e- a una energía en centro de

masas de hasta 3 TeV.

· Factorías de hadrones B, SuperB (Italia): Aceleradores

de muy alta luminosidad a la energía umbral del sabor

del quark b y, eventualmente, también del quark c y

el leptón τ.

Así pues se ha creado el comité denominado FALC (Fun-

ding Agencies for Large Colliders), que en estos momen-

tos es el foro de discusión donde las tres regiones, Asia,

América y Europa, se reúnen para discutir estos temas.

Este Comité está formado por delegaciones de EE. UU.,

Canadá, Japón, Corea del Sur, India, Reino Unido, Fran-

cia, Alemania, Italia y España.

Para la toma de decisiones sobre la estrategia para futu-

ros aceleradores, se espera que entre 2012 y 2013 haya

resultados del LHC disponibles, así como un buen cono-

cimiento de las prestaciones de las tecnologías desarro-

lladas hasta ese momento para los aceleradores y detec-

tores. Para ello, es necesario un buen rendimiento y

explotación de los resultados del LHC y, a su vez, un pro-

grama intenso de I+D, tanto en aceleradores como en

instrumentación de detectores con vistas a las nuevas

opciones que se presentan.

Futuros proyectos de aceleradores

Colisionador Lineal: ILC/CLIC

Existe consenso general en la comunidad de física de

partículas en que un colisionador e+e- será el siguien-

te paso para continuar los estudios del LHC. Las colisio-

nes e+e- proporcionan un ambiente experimental más

limpio, permitiendo medidas más precisas que en el

caso de colisiones protón-protón, ya que la colisión

se produce entre partículas elementales puntuales.

Además, hay un claro acuerdo sobre el hecho de que

dicho colisionador sería lineal, ya que los colisionado-

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Representación digital del campo dentro de un aceleradorsuperconductor.


res e+e- están limitados en energía debido a la emisión

de radiación sincrotrón por parte de las partículas rela-

tivistas en las trayectorias curvilíneas.

Los mayores retos en la construcción de dicho futuro

colisionador e+e- son las altas energías que se deben

alcanzar en una máquina en la que el haz pasa una sola

vez, a diferencia de los colisionadores circulares, así

como las pequeñas emitancias y dimensiones del haz

requeridas en el punto de interacción para alcanzar lumi-

nosidades del orden de 1034-1035 cm-2s-1.

En la actualidad, se están desarrollando dos grandes pro-

yectos para la construcción de un futuro colisionador

lineal, cuya diferencia más importante es la tecnología

utilizada para la aceleración del haz de partículas: el Inter-

national Linear Collider (ILC) y el Compact Linear Collider

(CLIC).

El diseño de CLIC, que se está desarrollando en el CERN,

está basado en cavidades aceleradoras de radiofrecuen-

cia (RF) construidas con un material conductor normal (no

superconductor), que operan a frecuencias de 12 GHz y

que suministran campos eléctricos del orden de 100 MV/m

para acelerar haces a energías de 3 TeV en el punto de

interacción, limitando la longitud total del acelerador a

unos 48 km. Se está desarrollando una nueva tecnolo-

gía para alcanzar estos enormes gradientes de campo eléc-

trico, basada en un diseño de aceleración de dos haces,

en el cual el haz principal se acelera gracias a la energía

suministrada durante el frenado de un haz secundario.

El ILC consiste en dos aceleradores lineales enfrentados,

que acelerarán 10.000 millones de electrones y positro-

nes hasta una energía en centro de masa de 500 GeV,

los cuales colisionarán 14.000 veces por segundo. La

elección de diseño de tipo lineal se realizó con el fin

de evitar la pérdida de energía por radiación sincro-

trón de los aceleradores circulares. El ILC tendrá unos

35 km de longitud y su ubicación deberá ser definida

dentro de un contexto mundial (2012-2013).

El ILC sería el primer acelerador global, cuyos costes/opor-

tunidades de construcción (en torno a 4.000 millones de

euros para la tecnología, 1.500 millones más para el tra-

bajo de instalación y el trabajo de 13.000 personas/año)

serían compartidos entre las regiones de Europa, Asia y

América.

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La materia se encuentra con la antimateria. Si un electrón y un positrón chocan ambos se aniquilan y se convierten en energía pura.


Cabe resaltar el acuerdo de las comunidades del ILC y de

CLIC para optimizar y encontrar sinergias en el esfuerzo

común hacia un nuevo acelerador e+e- como continua-

ción del LHC.

Súper-LHC

La luminosidad del LHC aumentará durante los prime-

ros años de operación hasta alcanzar el valor nominal

de 1034 cm-2 s-1, momento en el que, muy probable-

mente, se hagan necesarias mejoras en áreas críti-

cas del detector. Durante los últimos años se ha dis-

cutido la posibilidad de una actualización del LHC,

denominada Súper LHC (SLHC), en términos de lumi-

nosidad (1035 cm-2 s-1), como una extensión del pro-

grama de física del LHC. Una actualización de este tipo

aumentaría el alcance en masa del LHC y requeriría

mejoras en los detectores que, a día de hoy, supo-

nen retos tecnológicos. Los planes asumen que las

modificaciones necesarias, tanto en el acelerador

como en los detectores, se realicen de forma que la

toma de datos en las nuevas condiciones empezase

alrededor de 2016-2018.

Superfactorías de hadrones B

Basándose en las factorías de B actuales, la comuni-

dad internacional ha propuesto y está desarrollando dos

proyectos. Por una parte, SuperKEKB (y su correspon-

diente detector, Belle-II) en Japón y por otra, SuperB (y

su correspondiente detector, del mismo nombre) en

Italia. En ambos casos se trata de proyectos nuevos, aun-

que con un elevado reciclado de elementos de los coli-

sionadores KEKB y PEP-II, respectivamente, y de sus

detectores (Belle y BaBar). En el segundo caso, además,

hay un cambio de localización: de SLAC en EE. UU. a Fras-

cati-Tor Vergata en Italia. Ambos proyectos cuentan con

la amplia experiencia acumulada en la última década en

las actuales factorías de mesones B, tanto desde el pun-

to de vista tecnológico como de la física. Aunque exis-

te incertidumbre sobre las fechas previstas de inicio de

la toma de datos, se manejan los años 2013 y 2016, res-

pectivamente. A tenor de los respectivos diseños, el pro-

yecto japonés es, en principio, más conservador. No pare-

ce pueda exceder la luminosidad de 1036 cm-2s-1 en su

primera fase (segunda mitad de la próxima década),

mientras que el proyecto italiano, más ambicioso y por

tanto más complejo (pero a su vez, más flexible), sí per-

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Impresión artística de uno de los detectores previstos en el acelerador ILC (Detector ILD).


mitirá superarla desde el inicio de operación, además

de ofrecer la posibilidad de polarización longitudinal y

variación de la energía en centro de masas.


Es la primera vez que España participa, al menos en este

campo, en una fase tan inicial de definición de los pro-

yectos con tan buen nivel de visibilidad, impacto y deci-

sión. Esto se ha logrado merced a un gran esfuerzo de

la comunidad española y a la solidez de los grupos que,

de manera satisfactoria, han participado en la construc-

ción de los detectores; primero en la época de LEP y des-

pués con el LHC, desde principios de la década de 1980.

La reputación conseguida ha hecho que se busque a los

físicos españoles como expertos para afrontar algunos

de los futuros pasos y se cuente con su participación.

Contribuciones y actividades de los grupos españoles:

· Contribución a los imanes supraconductores del LHC,

estudios de la dinámica de los haces y la electrónica

del LHC, ILC y CLIC, así como del ATF2 (banco de prue-

bas del ILC en KEK, Japón) y CTF3 (banco de pruebas

en el CERN).

· Participación en la colaboración CALICE, en el dise-

ño y construcción de un prototipo de calorimetría

hadrónica digital altamente segmentada.

· Desarrollo de sensores de silicio (con capacidad de

manufactura de los mismos), incluyendo estudio de

sensores altamente resistentes a la radiación, senso-

res con tecnología 3D y sensores semitransparen-

tes, entre otras actividades.

· Diseño de electrónica de lectura, en particular CMOS-

MAPS, fabricación de APD para la electrónica de los

sensores de silicio.

· Participación en la colaboración DEPFET y sus opcio-

nes como alternativa a los detectores para futuros

colisionadores lineales. Incluye el diseño de senso-

res para las futuras factorías SuperBelle.

· Participación en el proyecto europeo EUDET, concreta-

mente en el subproyecto SITRA (tracking con Silicio) y en

SiLC, sistemas de alineamiento de sensores para el ILC.

· Mecánica y monitorización de temperaturas, defor-

maciones, etc. para los futuros sensores de silicio

del ILC y SLHC.

· Preparación y participación de nuevos proyectos euro-

peos de I+D, para nuevas tecnologías de detección

(AIDA) y de aceleradores (EUCARD y TIARA).

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Webs:

http://www.linearcollider.org/

http://clic-study.web.cern.ch/CLIC-Study/

http://belle2.kek.jp/

http://www.pi.infn.it/SuperB/

http://project-slhc.web.cern.ch/project-slhc/

Representación digital del futuro colisionador lineal CLIC.


Consideracionespara el futuro

5


Las infraestructuras científicas internacionales juegan un papel clave en el desarrollo de la socie-

dad y la economía del conocimiento que propugnan la Estrategia de Lisboa y la nueva estrategia

de la UE 2020. Esta última tiene como meta específica hacer realidad un auténtico espacio euro-

peo del conocimiento (ERA, por sus siglas en inglés), lo que requiere una serie de infraestructu-

ras de calidad de nivel mundial, abiertas a la excelencia y sólo posibles en un marco de colabora-

ción internacional, en el que todos los agentes involucrados se beneficien de la libre circulación

de personas, conocimientos y tecnologías.

La participación española en los organismos e instalaciones internacionales tiene un carácter estra-

tégico por sus implicaciones en el desarrollo del triángulo ciencia-innovación-educación, así como

por su repercusión socioeconómica y medioambiental.

Por ello, el MICINN debe realizar con cierta periodicidad un análisis de dicha participación con

el fin de mejorarla. Este análisis se debe enmarcar en la actual Estrategia Nacional de Ciencia y

Tecnología (ENCYT), que tiene como horizonte el año 2015. La ENCYT contempla diversas actua-

ciones relacionadas con las instalaciones y los organismos internacionales, como son la inter-

nacionalización de nuestra I+D, el fomento de las redes de cooperación internacionales, la

puesta en marcha de las infraestructuras necesarias para el desarrollo de ciencia de vanguar-

dia, el incremento del número de investigadores y tecnólogos en proyectos y redes internacio-

nales, y la participación de expertos españoles en grupos de trabajo y en actividades de aseso-

ría internacional.

Este documento contribuye al análisis de la participación española en instalaciones y organis-

mos internacionales, recogiendo la situación actual y clasificando a las futuras infraestructu-

ras europeas propuestas por ESFRI, en función de su interés para el sistema científico-tecnoló-

gico español. Esta clasificación ha atendido a criterios fundamentalmente técnicos, contando

con la contribución de expertos independientes. Su resultado influirá en las decisiones futu-

ras del MICINN, tanto en lo que se refiere a la participación en los órganos de gestión de estas

infraestructuras, como a la financiación de las actividades relacionadas con las mismas median-

te convocatorias específicas. Además, mejorará la eficacia de otras iniciativas del MICINN enca-

minadas a aumentar la internacionalización de nuestra ciencia y tecnología, como son la

especialización de científicos, tecnólogos y gestores en instalaciones internacionales, y la par-

ticipación de las empresas españolas en su construcción, con la consiguiente mejora de los

retornos tecnológicos y económicos.

Debido a la dinámica de los sistemas científico-tecnológicos mundiales, europeos y españoles, en

el futuro se deberán realizar nuevos análisis de la participación española en las infraestructuras

internacionales. Este ejercicio será necesario especialmente en el caso de los proyectos ESFRI,

debido a que se encuentran en fase de desarrollo, por tanto sujetos a cambios, a la propia evolu-

ción de la Hoja de Ruta que está concebida para ser actualizada con la entrada de nuevas inicia-

tivas, finalmente, por los cambios que puedan producirse en los intereses de los científicos y

tecnólogos españoles. La metodología aplicada y la experiencia adquirida en el presente estu-

dio será de gran utilidad para futuras revisiones de la participación española en las instalaciones

y organismos internacionales.

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ESFR

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PRESIDENTEDr. José Luis Martínez PeñaDirector Adjunto del Institut Max vonLaue-Paul Langevin (ILL), Grenoble(Francia).

VICEPRESIDENTEDr. Joaquín Sánchez SanzDirector Laboratorio Nacional deFusion. Ciemat.

SECRETARÍADña. Inmaculada Figueroa RojasJefe de Área. Subdirección General deInstalaciones y OrganismosInternacionales. MICINN.

CIENCIAS SOCIALES Y HUMANIDADES

CoordinadorDr. Aníbal González PérezJefe del Departamento de Humanidadesy Ciencias Sociales. Subdir. Gral. deProyectos de Investigación. MICINN.

VocalesDr. Carlos Juan Closa MonteroInvestigador Científico del CSIC.Instituto de Políticas y Bienes Públicos.Centro de Ciencias Humanas y Sociales.CSIC.

Dr. Javier López FacalProfesor de investigación del CSIC(“Política científica y gestión de I+D”).

Dr. Víctor Castelo GutiérrezDirector de Comunicaciones ySeguridad. Secretaría General Adjuntade Informática. CSIC.

Dra. Clara Ponsati ObiolsDirectora.Institut d'Anàlisi Econòmica-CSIC. Campus UAB (Barcelona)

Profa. Louise McNally SeifertCatedrática en Lingüística de laUniversitat Pompeu Fabra.Barcelona.

Dra. Rosa Gómez RedondoGestora de Ciencias Sociales. DirecciónGeneral de Investigación y Gestión delPlan Nacional de I+D+i. MICINN.

CIENCIAS AMBIENTALES

CoordinadorDra. Margarita Yela GonzálezCientífica Superior del INTA. Gestora delPrograma de Investigación Polar.Dirección General de Investigación yGestión del Plan Nacional de I+D+i.

VocalesDr. Andrés Pérez-Estaún Profesor de Investigación del CSIC.Instituto de Ciencias de la Tierra JaumeAlmera, CSIC.

Carlos García SacristánTécnico del CDTI. Gestor Área deColaboraciones Bilaterales Espaciales.

Dr. Gregorio Parrilla BarreraJefe de Área de Medio Marino yProtección Ambierntal. IEO.


Dra. Beatriz Morales-NinDirectora. IMEDEA-CSIC/UIB.

Prof. Vicente Caselles MirallesGestor del Área de Atmósfera, Clima yCambio Climático. Dirección General deInvestigación y Gestión del PlanNacional de I+D+i. MICINN.

CIENCIAS BIOLÓGICAS Y MÉDICAS

CoordinadorDr. Pablo Vera VeraProfesor de Investigación CSIC. IBMCP(Instituto de Biología Molecular yCelular de Plantas; CSIC-UPV), Valencia.Spain.

VocalesDr. Andrés Aguilera LópezCatedrático de Genética de laUniversidad de Sevilla. Centro Andaluzde Biología Molecular y MedicinaRegenerativa.

Dr. José Manuel Pardo PrietoGestor del Área de Biotecnología. Dpto.Téc. De Ciencias de la la Vida. DirecciónGeneral de Investigación y Gestión delPlan Nacional de I+D+i. MICINN.

Prof. Modesto Orozco LópezInvestigador Principal Institut deRecerca Biomédica. DirectorDepartamento Ciencias de la Vida.Barcelona Supercomputing Center.

Dr. Oscar Llorca BlancoProfesor de Investigación del CSIC.Centro de Investigaciones Biológicas(CIB).


Dra. Pilar Santisteban SanzProfesora de Investigacion del CSIC.Gestora del Subprograma de BiologiaMolecular y Celular. Dirección Generalde Investigación y Gestión del PlanNacional de I+D+i. MICINN.

Dra. Pura Muñoz-CánovesProfesora de InvestigaciónICREA.Universitat Pompeu Fabra.Barcelona.

ENERGÍA

CoordinadorProf. José BenlliureProfesor Dpto. de Fisica de Partículas.Universidad de Santiago deCompostela. Colaborador científico delÁrea de Física de Partículas. DirecciónGeneral de Investigación y Gestión delPlan Nacional de I+D+i. MICINN.

VocalesD. Manuel Serrano ArizaJefe del Departamento de Retornos deProgramas Científicos e Instalaciones.CDTI.

Dr. Enrique Soria LascorzDirector de la División de EnergiasRenovables. Ciemat.

Prof. José Carlos Gómez SalCatedratico de Fisica de la MateriaCondensada. Vicerrector deInvestigacion y Transferencia delconocimiento de la Universidad deCantabria.

Dr. Miguel Ángel García ArandaProfesor Titular. Facultad de Ciencias.Universidad de Málaga.

Prof. Miguel Rubí CapacetiCatedrático de Física de la MateriaCondensada. Universidad de Barcelona.

Dr. Pedro Serena DomingoInvestigador Científico del CSIC.Colaborador del MICINN en el Área deNanotecnología. Dirección General deInvestigación y Gestión del PlanNacional de I+D+i.


Prof. Xavier Barcons JáureguiProfesor de Investigación del CSIC,Instituto de Física de Cantabria (CSIC-UC).Asesor en Astronomía del MICINN.

Prof. Victor Reglero VelascoGestor de Aeroespacial. DirecciónGeneral de Investigación y Gestión delPlan Nacional de I+D+i. MICINN.

Miembros del comité de evaluaciónde los proyectos ESFRI


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