Instituto de Investigaciones en Materiales, 50 años de innovación internacional

Mientras el doctor Eric Mayer diseñaba cajas para congelar y transportar frutas y verduras, se metió en una de ellas, cerró la puerta y se cayó el brazo que la aseguraba dejando al especialista encerrado. La experiencia pudo desencadenarse en tragedia por causa de una asfixia por inhalación de nitrógeno, ya que al aumentar sus concentraciones, desplaza el oxígeno existente en el espacio pero no mata en el instante.

“Casi se nos muere el doctor en aquella época. El nitrógeno es horrible y los que han vuelto del más allá dicen que es una muerte dulce porque uno no se siente mal, salvo por un poco de cansancio. Se recuestan, recuerdan todas las cosas hermosas de la vida y se mueren en cinco minutos dependiendo de la concentración de nitrógeno”, rememoró el doctor Ariel Valladares, exdirector del Instituto de Investigaciones en Materiales (IIM) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

Quien lo salvó fue otro colega, Martín Serrano, quien pasaba por ahí y escuchó que Eric Mayer estaba gritando. Entonces fue por un mazo, rompió la puerta y lo arrastró fuera del lugar, lo que provocó que comenzara a recuperarse porque empezó a respirar oxígeno.

Así es como en los albores del hoy Instituto de Investigaciones en Materiales de la UNAM, los pilares de la organización acumulaban experiencias mientras experimentaban en nombre de la ciencia.

Hoy, este instituto cumple 50 años de ser un referente nacional e internacional en la ciencia de materiales, pioneros en investigaciones y técnicas de investigación como la microscopía electrónica, además de contar con poco más de 86 investigadores de los cuales aproximadamente 25 por ciento son mujeres.

La organización académica actual del instituto consta de cinco departamentos y una sede foránea: Materia Condensada y Criogenia, Materiales Metálicos y Cerámicos, Polímeros, Reología y Mecánica de Materiales, Materiales de Baja Dimensionalidad y la Unidad Morelia.

Jugando con hielo

En la década de 1960, México sufrió una serie de cambios a nivel económico, político y social donde los grandes movimientos sociales fueron un referente representativo.

Bajo este contexto y con la intención de estudiar materiales a bajas temperaturas para desarrollar materiales al servicio de la ingeniería civil, fue creado el Centro de Materiales, “en ese entonces no había nadie, estaba el doctor Nieto y no sé cómo encontró a dos investigadores más que acababan de llegar de Francia. Eran los doctores Juan Antonio Careaga y Eric Mayer”, comentó el investigador Gabriel Torres.

Oficialmente el IIM vio la luz bajo el nombre de Centro de Materiales el 1 de febrero de 1967, año en el que se firmó el Tratado de Tlatelolco que acuerda la desnuclearización de América Latina y año en el cual también Gabriel Jorge Torres Villaseñor, José Antonio Nieto Ramírez, Javier Barros Sierra y Ariel Alberto Valladares Clemente idearon los orígenes del reconocido instituto.

El doctor Careaga era experto en bajas temperaturas y todo lo relacionado con física de las temperaturas, mientras que el doctor Mayer era experto en energía. En aquel entonces estas especialidades fueron la base del instituto.

Los primeros proyectos como Centro de Materiales eran totalmente de ingeniería, “en ese momento se estaba construyendo el Metro de la Ciudad de México, el Tren Metropolitano y hubo varios proyectos, algunos fueron relacionados con el congelamiento de los suelos para evitar problemas a la hora de excavar, por lo tanto congelar el agua fue una solución para que las excavaciones presentaran menos complicaciones y poder caminar entre la construcción”, explicó Gabriel Torres.

Después, el doctor Eric Mayer, quien se encargaba del área de energía, pensaba en hacer algún tipo de cajas refrigeradas como un primer proyecto para poder guardar hortalizas y cosas similares que pudieran llevarse al mercado.

En el principio era la precariedad

El doctor Gabriel Jorge Torres Villaseñor, quien hoy es investigador emérito del IIM, así como uno de sus fundadores, inició sus investigaciones como becario del Centro de Materiales, “en ese momento también había becarios, uno de ellos era yo. Estaba sacando la carrera de física paralelamente a la creación del centro, así empecé a desarrollar mi tesis ya como miembro becario del Centro de Materiales”.

Además, el centro no tenía equipo ni lugar donde colocarse. Se había puesto al fondo del noveno piso de la Torre de Ciencias y tuvieron un cubículo donde trabajaban los tres: Mayer, Careaga y Nieto.

Por fuera le hicieron una casetita a la secretaria y había nada más un teléfono para todo el pasillo del noveno piso que todo el mundo utilizaba. Así fue como nació el Centro de Materiales en esa época.

“Como especialista en física comencé la maestría, y dentro de lo que trabajaba para la tesis había un microscopio electrónico prácticamente abandonado con el cual inicié la microscopía electrónica asociada a materiales en todo México”, recordó Gabriel Torres.

Para 1968, el Centro de Materiales ya había cambiado de nombre por Centro de Investigaciones en Materiales, posterior a esta reforma salió el primer artículo científico con el nuevo nombre y dicho cambio se debió a que ya no querían que la organización se viera como un centro para aplicaciones de materiales para ingeniería civil, sino que abarcara todo tipo de materiales.

“Al mismo tiempo tuve un alumno de la carrera de física, el ahora doctor Miguel José Yacamán, trabajó de igual manera en la microscopía y juntos sacamos el segundo artículo que existió a nivel internacional con el nombre de Centro de Investigaciones en Materiales”, explicó.

Además del microscopio con el que se iniciaron las investigaciones pioneras en microscopía electrónica asociada a materiales y la escasa infraestructura para sus investigaciones, contaban también con un licuefactor de nitrógeno y para 1972 ya habían conseguido uno de los edificios actuales y que compartían con el doctor Sergio Reyes Luján, mientras terminaban el edificio que hoy es el Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico (Ccadet).

Progresos a través del ensayo y error

Para la década de los años 70, el Centro de Investigaciones en Materiales ya tenía divisiones especializadas en polímeros, de bajas temperaturas y de metalurgia, además de contar también con un licuefactor de helio.

El doctor Santiago Cendejas Huerta fue el iniciador de otro centro en Michoacán: el Instituto de Investigaciones Metalúrgicas (IIM), llamado así en aquella época, el cual se considera la primera contribución del instituto para formar centros externos.

De acuerdo con Ariel Valladares, el doctor José Antonio Nieto tenía una visión muy interesante de lo que es o debería ser el instituto, pues algunos de los desarrollos que se iniciaron en el Centro de Materiales fueron en gran medida propiciados por él.

Sin embargo, muchos de estos proyectos no tuvieron continuidad por diversas circunstancias pero marcaron un antes y un después en la evolución de sus protocolos de investigación.

“En el caso del proyecto de congelación de suelo, yo recuerdo que sí sirvió para el edificio de la Lotería Nacional, fue cuando hicieron lo necesario para crear el cimiento y congelaron todas las paredes para que no se llenaran de agua porque estaban en el centro de la Ciudad de México”, comentó el exdirectivo.

Otro tema que se llevó a cabo fue el estudio del plomo en la artesanía mexicana, donde se buscó desarrollar un horno de alta temperatura para cocer los objetos.

El proyecto no pudo concretarse; sin embargo, se logró concienciar a la gente de que no era buena idea utilizar la artesanía mexicana para consumir alimentos, sobre todo los ácidos como el jugo de naranja, porque el plomo se separa y contamina al consumidor.

Asimismo, comenzó a llegar más gente al instituto y de la mano de este crecimiento se desarrollaron más proyectos, como la intención de hacer un horno portátil para la destilación del mercurio que yace en el cerro de San Juan del Río, Querétaro.

El proyecto tampoco funcionó porque el horno resultó más grande de lo planeado y era muy difícil que pudiera hacerse portátil.

Aunque los proyectos que se plantearon en los inicios del instituto, como el de congelación de suelos, el de los refrigeradores del doctor Mayer o el de un láser que sirviera como guía a las maquinarias que trabajan bajo tierra, no funcionaron, se iniciaron departamentos dedicados a bajas temperaturas, estudios de láser, estudios de energía, entre otros inicios de los departamentos que pronto se iban a formar.

Independencia y desarrollo de materiales propios

En 1975, el IIM inició la primera maestría en todo México en ciencia de materiales y el 21 de noviembre de 1979, el entonces Centro de Investigaciones en Materiales pasó a ser el Instituto de Investigaciones en Materiales, donde ya contaban con 90 académicos aproximadamente.

Todas las áreas de estudio comenzaron a crecer y así como Morelia tuvo su propio centro de manera independiente pero con la cobertura del Centro de Investigaciones en Materiales, el área de energía solar también creció lo suficiente para tener su propio laboratorio de energía solar en Temixco, donde ya contaban con un edificio que les daba autonomía.

Después de la separación del área de energía solar, el centro se quedó con un aproximado de 74 investigadores y, entre otras cosas hechas en el instituto, fue la creación de centros y actualmente la creación del Laboratorio de Nanotecnología.

Se consideran pioneros en los estudios de propiedades magnéticas de cerámicas, estudios en bajas temperaturas —que actualmente se estudia en el Departamento de Materia Condensada y Criogenia—, donde se empezaron los estudios en México de superconductividad de altas temperaturas.

“Además, fuimos pioneros en los estudios de microscopía aplicada en materiales y también pioneros en estudios de energía solar, así como en biomateriales, el cual se inició a partir de 1991”, explicaron Gabriel Torres y Ariel Valladares.

El doctor Valladares fue director de 1988 a 1996 y en su administración se duplicaron los metros cuadrados del instituto, se invirtió en la biblioteca, se consiguió el licuefactor de helio, además de que crearon un espacio que posteriormente se convirtió en el Posgrado de Ciencia e Ingeniería de Materiales y se contribuyó a construir el Instituto de Física de San Luis Potosí.

“En construcción duplicamos el número de metros cuadrados construidos, echamos a andar varias cosas como una campaña para que la gente estuviese en el Sistema Nacional de Investigadores (SNI); en aquella época, ya existía el Laboratorio de Energía Solar que luego se convirtió en centro y ahora es el Instituto de Energías Renovables (IER)”, explicó.

El metal superplástico

Una de las grandes aportaciones ha sido el desarrollo de una aleación surgida de la combinación de zinc, aluminio y cobre. Esta tiene la cualidad de comportarse como plástico y se le denominó zinalco, el cual fue la primera transferencia tecnológica que hizo la universidad hacia una industria.

Asimismo, un centro de innovación tecnológica se creó en 1984 y fue lo que movió todo, pues era lo que necesitaban los investigadores para hacer transferencia de tecnología. La compañía funcionó muy bien durante siete años.

“En los sesenta había pocas expectativas laborales para las mujeres y aún menos en este tipo de especializaciones”, explicó la doctora María Cristina Piña Barba.

Cristina Piña se integró al instituto como una última opción laboral, pues su principal interés fue destacarse en el sector industrial. Sin embargo, la falta de oportunidades a causa de la discriminación por género la llevó a integrarse primero al Instituto de Física y posteriormente al IIM.

Su trabajo en aquel entonces se basó en investigar el crecimiento de cristales en metalurgia y a raíz de un accidente familiar descubrió que podía ayudar en la causa desde cualquier área de los materiales, especializándose en el área de biomateriales una vez que conoció de lo que trataba el zinalco.

“Fue en este instituto donde empecé a trabajar con biomateriales y solo era yo como mujer quien integraba la planilla de investigadores; los trabajos de experimentación se llevaban a cabo con gente de la Facultad de Veterinaria y con los animales que había por Ciudad Universitaria”, recordó la especialista.

A través de las investigaciones, descubrieron que al utilizar el zinalco a nivel subcutáneo en los animales, estos no sufrían de enfermedades mientras que los otros animales sí lo hacían y estos resultados comenzaron a llamar la atención de civiles y especialistas.

Trabajando con biomateriales

El trabajo interdisciplinario comenzó a tener relevancia y las capacitaciones para homogeneizar el lenguaje de las investigaciones se hicieron presentes, al grado de fortalecer el grupo de investigación y poder comenzar una empresa spin off del instituto llamada Biocriss, S.A de C.V. que orienta a aquellos que deciden continuar con las indagaciones científicas de los diferentes proyectos existentes enfocados en el desarrollo de biomateriales.

“Aquí desarrollamos órganos y tejidos que podemos sustituir. Yo puedo tomar el corazón de un cerdo, le quito todas las células, le meto células del paciente y lo puedo sustituir”, explicó Cristina Piña.

Lo primero que hicieron como órgano fue una tráquea y ya está en pruebas con modelos animales en el Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias (INER), además tienen en desarrollo membranas separadoras de tejidos que hacen con productos hechos en el laboratorio y dan como resultado membranas hechas con métodos tradicionales en 3D.

En el instituto se abrió la Red de Biomateriales e Ingeniería de Tejidos y aquí se hizo el primer congreso de cuatro que tiene la red.

“Estamos haciendo órganos, trabajamos con el INR, el INER, en Medicina, Veterinaria, Odontología, en todos lados. Yo creo que somos el grupo de biomateriales más padre que hay en México”, comentó.

A 50 años, nuevas ideas para revolucionar la visión

De acuerdo con los especialistas, la vocación original del Instituto de Investigaciones en Materiales es muy diferente a la actual.

Ahora son un centro con mayor presencia y visión internacional que posee proyectos con capacidad de desarrollo en cualquier parte del mundo, algo que en sus orígenes no podían hacer, y que buscaba descentralizar la investigación científica en México.

“Diría que en el curso de estos cincuenta años hemos pasado de ser un centro orientado a resolver problemas locales, a ser un centro con una visión más internacional que embona naturalmente con el resto de los institutos de la universidad, porque todos están enfocados en producir artículos o formar recursos humanos o competir con laboratorios fuera de México”, explicó Ariel Valladares.

Según la visión retrospectiva del doctor Héctor Domínguez Castro, el Instituto de Investigaciones en Materiales ha sido fuente de muchísimas áreas de desarrollo y actualmente se espera que la unidad que tienen en Morelia también se pueda independizar.

El doctor Domínguez Castro, quien es secretario académico del IIM, migró del Instituto de Química y su trabajo se ha enfocado en la parte teórica, en las simulaciones por computadora con otros enfoques y en materiales.

Alrededor de 75 por ciento de los investigadores actuales del instituto pertenece al SNI y desde 1999 cuentan con el posgrado en ciencia e ingeniería en materiales. Para el año 2013, junto con la Escuela Nacional de Estudios Superiores de la Unidad Morelia, se abrió la licenciatura de ciencia de materiales sustentables.

“Creo que cualquier centro de materiales que existe aquí en el país pasó de alguna manera por el IIM. Somos un referente actual de la ciencia de materiales en el país y lo seguimos siendo porque continuamos creciendo”, comentó Domínguez Castro.

El doctor Gabriel Villaseñor mencionó que ve un buen futuro en este instituto porque las nuevas generaciones tienen jóvenes con todas las ganas del mundo, con ganas de tener éxito.

Los especialistas coinciden en que los orígenes son unos, la evolución los ha llevado por otro lado y el ambiente académico de la UNAM los impulsa a otras cosas, “pero aquí estamos y tratamos de hacer cosas que pueden ser útiles en el plano no nada más nacional sino internacional”.

Fuente: CONACYT.