90 millones por una millonésima de milímetro

90 millones por una millonésima de milímetro

El centro de investigación en nanotecnología de IBM en Rüschlikon estará listo para su entrega a principios de diciembre, tres meses antes de lo previsto. Una vista previa del proyecto de 90 millones de francos suizos.

Aquí todo es tranquilo. Enormemente tranquilo. Si dejáramos caer una aguja, probablemente no solo escucharíamos su impacto en el suelo. Sino también cómo corta el aire al caer. Nos encontramos en un corazón del nuevo centro de investigación en nanotecnología (ver caja) de IBM en Rüschlikon. Es uno de los laboratorios sin ruido — un laboratorio completamente silencioso. Seis de estos laboratorios recibirán los investigadores en la entrega del centro el 10 de diciembre. Para realizar investigaciones básicas con mediciones y experimentos extremadamente sensibles.

Como Navidad

Para los investigadores, esto no será un regalo de Navidad anticipado, sino como si solo celebraran Navidad una vez en la vida: «Hemos esperado mucho tiempo por estos laboratorios», dice Emanuel Lörtscher, investigador de IBM. «Serán únicos en el mundo.» Los investigadores de IBM esperan superar el estándar de medición del renombrado National Institute of Standards and Technology en EE.UU. El instituto, por ejemplo, coordina el tiempo mundial con su reloj atómico.

No solo el silencio hace que estos espacios relativamente pequeños con una planta de aproximadamente cinco por seis metros sean tan únicos. También son casi inmunes a las vibraciones y no permiten que ninguna radiación electromagnética, por ejemplo, de líneas eléctricas externas, entre — no es posible hacer llamadas con el móvil allí dentro. La temperatura se mantiene estable: no debe variar más de 0,1 grados por hora. Los investigadores — que en el laboratorio en realidad son la mayor fuente de perturbación — controlan los experimentos desde una sala contigua. Desde allí, incluso pueden apagar completamente la ventilación en la sala de experimentos y trabajar solo con un enfriamiento desde el techo, ya que la ventilación genera ruido aéreo. Lo que para el oído humano apenas es audible, podría perturbar los trabajos de investigación altamente sensibles en el ámbito de los átomos o incluso los espines electrónicos y distorsionar los resultados.

40 toneladas flotando

Estos laboratorios están en el sótano del nuevo edificio: la experiencia muestra que allí las vibraciones son las menores. En Rüschlikon, están directamente sobre el suelo. Las herramientas de millones de francos, como un grabador de haces de electrones o un microscopio electrónico de transmisión, también están montadas sobre un bloque de concreto con un peso de más de 40 toneladas. Y este, a su vez, no está directamente en el suelo, sino que flota sobre resortes de aire activamente regulados.

Desde hace algo más de un año, los trabajadores están construyendo en Rüschlikon: la primera piedra se colocó el 2 de junio de 2009. IBM construye el edificio, que costará 60 millones de francos suizos. Otros 30 millones de francos los invierten IBM y ETH Zürich en los equipos. Desde el principio, estuvo claro que habría una cooperación con ETH. Se alquilará en el centro de investigación: ocupará un piso completo con oficinas y laboratorios y, junto con IBM, investigará en una sala limpia de 900 metros cuadrados.

Originalmente, la entrega del edificio estaba prevista para marzo de 2011. Pero ahora se realizará mucho antes: el 10 de diciembre, según dice Roger Schneider, gerente de proyecto de IBM: «En las últimas semanas, hasta 140 trabajadores han estado en la obra, lo que requirió mucha planificación y logística.»

Y también mucha flexibilidad. La flexibilidad es un concepto central en todo el proyecto. «En un entorno de investigación científica así, siempre se realizan cambios, las necesidades cambian constantemente», dice Schneider. Por eso, desde la planificación, se tuvo que prestar atención meticulosa a que todos los espacios puedan ser utilizados y adaptados de manera flexible. Porque en el centro se investigará durante al menos los próximos 25 a 30 años. Así, en las dos plantas de oficinas también podrán establecer pequeños laboratorios.

Requisitos más altos

Los espacios en un piso aún están disponibles: IBM busca, además de ETH y del Instituto Federal de Materiales de Suiza (Empa), otros socios. La empresa, según su portavoz Christopher P. Sciacca, piensa en universidades y otras empresas privadas.

Flexibilidad, pero también los más altos requisitos, exigen todo el proyecto a la dirección de obra, dice Mike Critchley de Beta Projekt Management AG en Zúrich. «Las exigencias que nos hace el centro de investigación son mayores que las de construir un hospital», afirma. Lo ilustra con un ejemplo: «Antes de comenzar la construcción, tuvimos que demoler un edificio. Pero esto debía hacerse sin vibraciones.» Porque: en los laboratorios, los investigadores trabajan sin interrupciones. «El riesgo de destruir un experimento a largo plazo sería demasiado grande», dice Critchley. Por eso, las pilotes para el nuevo centro de investigación no fueron hincadas, sino perforadas. Además, el suministro del sala limpia de 900 metros cuadrados en la planta baja es muy complejo: se tuvieron que instalar conducciones para suministrar energía, gases de proceso, agua de enfriamiento, aire comprimido y agua ultrapura a los equipos.

Operación completa en tres años

En la sala limpia se producirán en el futuro micro y nanoestructuras en diferentes materiales sólidos. Para fabricar estructuras tan pequeñas sin errores, el aire debe filtrarse de manera extremadamente eficiente para que no lleguen partículas perturbadoras a las componentes. La temperatura y la humedad también deben ser controladas y reguladas con precisión.

Hasta que la sala limpia esté completamente operativa y todos los procesos estén coordinados, pasarán todavía tres años después de la entrega, dice Roland Germann, gerente de operaciones del Nanocenter. «En el primer año, gastaremos alrededor de la mitad de los 30 millones de francos en equipos. Y en los años siguientes, 7,5 millones de francos cada uno.»

Calor en la tierra

El edificio se construirá con estándar Minergie y contará con intercambiadores de energía. Se han instalado cuatro kilómetros de sondas geotérmicas bajo el garaje subterráneo. Lo especial: en verano, IBM transferirá el calor generado en las instalaciones técnicas, como las dos enormes máquinas de ventilación para los laboratorios sin ruido y la sala limpia, al suelo. Esta energía almacenada se extraerá en los meses más fríos. «Podemos aprovechar aproximadamente el 70 por ciento del calor residual», dice Roger Schneider, gerente de proyecto de IBM.

Imagen: Así será el edificio en el futuro: Laboratorio de investigación en nanotecnología de IBM (IBM)
Autor: Thomas Zemp

Se esperan innovaciones en diversos campos gracias a la nanotecnología. Hoy en día, ya se conocen recubrimientos de automóviles resistentes a arañazos o textiles repelentes a la suciedad. Los expertos ven un potencial aún mayor en áreas como la nanoelectrónica, la sensórica, la medicina, así como en la energía y la tecnología ambiental.

Por nanotecnología, los investigadores entienden la técnica que se encuentra detrás de materiales y sistemas cuyas estructuras tienen un tamaño de 1 a 100 nanómetros. Esto es aproximadamente 400 veces más delgado que un cabello humano. Un nanómetro equivale a una millonésima de milímetro.

Los enfoques de investigación del nuevo centro de IBM y ETH Zürich van desde proyectos de investigación básica hasta investigación aplicada. Las áreas comunes incluyen materiales basados en carbono, nanohilos, nanoóptica y espintrónica.