Los días en el Gran Colusionador de Hadrones

En la cuna del Gran Colisionador de Hadrones y en medio de la cuarentena por el SARS-CoV-2, un grupo de expertos está enfocado en proyectos que van desde desinfectantes para manos hasta respiradores artificiales

Gran Colisionador de Hadrones
Hablar del CERN es hablar de una enorme comunidad de investigadores que se encuentran no sólo en Ginebra sino en decenas de países. Foto: Archivo Getty Images vía BBC
Ciencia y Salud 23/04/2020 10:13 BBC News Actualizada 10:38
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La cuna del Gran Colisionador de Hadrones (GCH), en la frontera francosuiza, también está de cuarentena.

El ambiente en el mayor centro de investigación dedicado a la física de partículas del planeta, el CERN, como se conoce a la Organización Europea para la Investigación Nuclear, no es tan vibrante como suele serlo.

Y es que desde finales de marzo, su directora general, Fabiola Gianotti, le pidió a sus investigadores y personal optar por el teletrabajo para reducir los riesgos de que el coronavirus se propague.

“En cambio de tener a miles de personas trabajando en el lugar cada día, ahora sólo hay 300 personas. La mayor parte de la gente trabaja, como yo, en casa”, le dice a BBC Mundo, James Gillies, uno de los voceros del CERN.

Ante la emergencia internacional, esa organización, ubicada en Ginebra, decidió crear una unidad especial para ayudar a combatir el coronavirus.


Jan Buytaert y Paula Collins en su laboratorio CERN donde desarrollan el nuevo ventilador HEV cuyo prototipo es visible en primer plano

Fichet, Jacques Herve; Hertzog, Samuel Joseph/CERN


Jan Buytaert y Paula Collins en el laboratorio del CERN donde desarrollan un nuevo ventilador.

Se llama “CERN Against Covid-19 Task Force” (“Fuerza de trabajo del CERN contra Covid-19”) y Gillies es uno de sus miembros.

“El enfoque fue catalogar qué recursos teníamos disponibles para poder trabajar con los expertos del ámbito médico y de la Organización Mundial de la Salud”, explica.

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El CERN ha puesto a la disposición de las comunidades locales los vehículos de sus servicios de emergencia para apoyar, por ejemplo, a las ambulancias en tareas de transporte y a las instituciones en la entrega de alimentos e insumos básicos para las personas más vulnerables que no pueden salir.

Desinfectantes

Científicos, ingenieros y técnicos también están desarrollando diferentes productos para ayudar en la crisis.

“Tenemos laboratorios de química en los que estamos produciendo gel desinfectante para las manos”, indica Gillies.


Fabiola Gianotti en una foto del 30 de agosto de 2019.

Pallava Bagla/Getty Images


Fabiola Gianotti, la directora general del CERN (y la primera mujer en ese puesto), le pidió a sus investigadores que trabajaran desde casa. Esta foto es de agosto de 2019.

El objetivo principal es proporcionárselo a las autoridades locales y al personal de salud de la región que rodea el CERN.

Una parte del gel es para el uso de sus propios trabajadores.

“Tenemos una gama de impresoras 3D que nos permite hacer dispositivos que los hospitales locales necesitan”, señala el vocero.

Un ejemplo de lo producido son protectores faciales destinados al personal sanitario y unas barreras Perspex para que los funcionarios de las estaciones de policía puedan continuar prestando sus servicios.

Diseñando respiradores

Una de las realidades que la pandemia ha dejado en evidencia es que hay muchos centros médicos en el mundo que no cuentan con suficientes respiradores artificiales, los cuales son vitales para ayudar a los pacientes que presentan los cuadros más complicados de la enfermedad.

“Tenemos equipos que están diseñando respiradores artificiales. Estamos trabajando muy de cerca con la comunidad médica para asegurarnos de que estamos diseñando respiradores que sean útiles y que estén probados clínicamente”, dice Gillies.

De acuerdo con el funcionario, en estos momentos se trabaja en los prototipos y en unas dos semanas, se espera poder someterlos a pruebas con la ayuda de los hospitales de la zona.


Prototipo de respirador artificial

Fichet, Jacques Herve; Hertzog, Samuel Joseph/CERN


Los físicos de partículas del CERN están trabajando en el diseño de un respirador artificial para ayudar a atender a los pacientes afectados por la covid-19.

Una vez superada esa etapa, el diseño del respirador aerodinámico, llamado HEV (High-Energy Ventilator), se hará público.

Hardware libre

En ese aspecto, el vocero explica que el CERN es pionero en open hardware o hardware libre, que funciona con la misma filosofía del software libre.

Eso significa que nadie puede reclamar la propiedad intelectual del diseño que se publique y eso permite que cualquier persona u organización pueda tomarlo, reproducirlo y adaptarlo a sus necesidades y en el marco regulatorio de sus países.

Con eso en mente, los investigadores y técnicos, que tienen amplio conocimiento y experiencia en el manejo de flujos de gas y sistemas de control en el GCH, están procurando usar componentes simples y accesibles para que el resultado final sea flexible.

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“Esperamos que se puedan implementar en muchos lugares que no tienen los recursos de los grandes hospitales”.

Gillies aclara: “No estamos produciendo (respiradores), los estamos diseñando”.


Investigadores en el laboratorio

Fichet, Jacques Herve; Hertzog, Samuel Joseph/CERN


En el diseño del prototipo del respirador de alta energía (HEV) han trabajado expertos del Gran Colisionador de Hadrones.

No somos médicos”, dice, “pero ponemos a la orden nuestros conocimientos, experiencia y recursos” a la comunidad científica.

Una vasta red de computadoras

Hablar del CERN es hablar de una enorme comunidad de investigadores que se encuentran no sólo en Ginebra sino en decenas de países.


Sala de computadoras

Getty Images


En esta foto de 2008, se observan algunas de las computadoras con las que cuenta el CERN en Ginebra. Su red se extiende por decenas de instituciones académicas en diversos países.

Son unos 15 mil científicos que están constantemente analizando datos en computadoras que están conectadas a una vasta red conocida como la Red Informática Mundial del Gran Colisionador de Hadrones.

Se trata de una colaboración global de centros de computación que distribuyen y almacenan datos del GCH, a los cuales tienen acceso físicos en todo el mundo.

Como señala Gillies, ese es otro tipo de recurso que les gustaría poner a la disposición de los expertos que están enfocados en el desarrollo de fármacos y vacunas contra el SARS cov-12 en caso de que lo necesiten: la inmensa capacidad computacional del CERN.

El fascinante mundo de las simulaciones

Las simulaciones informáticas son claves en el trabajo de los físicos de partículas como Arturo Sánchez, investigador del experimento ATLAS en el GCH.

Para que una computadora haga una simulación -le explica a BBC Mundo- primero se le deben introducir datos de “nuestro mundo real” y establecer una serie de criterios para que, con base en eso, pueda hacer lo que le pidamos.

Un ejemplo simple: se le puede pedir a una computadora que haga una simulación para determinar en dónde caerá una pelota de tenis si la lanzamos hacia arriba.


curva del virus

Morris MacMatzen/Getty Images


Las simulaciones computacionales se han convertido en una herramienta en el estudio de virus y para el desarrollo de fármacos.

Siguiendo las leyes de la gravedad de Newton, se alimenta a la computadora con ciertas condiciones que pueden ser la masa de la pelota y la velocidad con que se lanzará.

“La computadora simula dónde va a caer y te da un resultado”, señala el investigador asociado de la Universidad de Udine, en Italia.

Los átomos y los virus

Uno de los aspectos fundamentales cuando se busca un tratamiento para cualquier enfermedad infecciosa es conseguir un fármaco que se encaje en las proteínas del virus que se quiere atacar.

Hay que precisar qué moléculas de una determinada medicina se pueden ajustar con la proteína del virus para, así, bloquearlo e impedir que haga lo que este coronavirus sabe hacer muy bien: replicarse dentro del cuerpo.

Imagina que las proteínas del virus son un rompecabezas y que un determinado fármaco logra adoptar la forma de una de las piezas y logra encajarse.

O que las proteínas son una cerradura y el fármaco es una llave que se logra ajustar a esa cerradura.


Virus

Getty Images


Entender cómo se pliegan las proteínas de los virus es clave para hallar fármacos que los bloqueen.

“La proteína es un montón de átomos unidos”, explica el investigador asociado del Instituto Nacional de Física Nuclear de Italia (INFN).

“Imagina que es un conjunto de esferas juntas que se pueden mover en muchísimas direcciones”.

Esos átomos responden a ciertas leyes de la física y la química y lo que una simulación informática podría hacer es ver cómo interactúan entre ellos.

“Hay grupos de investigación en el mundo que pasan sus días y sus noches tratando de entender cómo es que estas proteínas se doblan”, indica el experto.

Y es que al saber cómo se pliegan, los especialistas pueden encontrar qué fármaco es el mejor o diseñar uno que pueda encajarse.

Se trata de una labor muy difícil, indica el investigador asociado del Centro Internacional de Física Teórica (ICTP) porque “al tener muchísimos átomos, se necesita una gran cantidad de simulaciones y, por ende, muchísimo cómputo”.

Y en esa tarea, los recursos informáticos de alto rendimiento con los que cuenta el CERN podrían ser de gran valor para epidemiólogos y virólogos en su batalla cara a cara contra el coronavirus.

 



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