• Será de bajo costo y podrá ser operado por personal con conocimientos básicos

Tener agua segura y de calidad requiere de un análisis y la aplicación de varias técnicas para comprobar que esté libre de patógenos y productos químicos. Sin embargo, estos sistemas no están al alcance de la población de bajos recursos. Es por ello que el doctor Miguel Ángel Domínguez Jiménez, investigador del Instituto de Ciencias de la BUAP (ICUAP), desarrolla un biosensor para la detección molecular y diagnóstico en tiempo real de Escherichia coli, que pueda ser utilizado en entornos rurales, de difícil acceso o en marginación.

Actualmente diversos grupos de investigación han diseñado sistemas de biosensores usando espectroscopias avanzadas para detectar la presencia de alguna bacteria, pero su costo es elevado. Además, requieren de equipo sofisticado y personal calificado para llevar a cabo los experimentos e interpretar los resultados.

En cambio, el equipo portátil creado por el doctor Domínguez Jiménez, adscrito al Centro de Investigaciones en Dispositivos Semiconductores (CIDS) del ICUAP, considera un método de depósito de materiales simple y de bajo costo, además de ser operado con conocimientos básicos.

Su diseño se basa en la tecnología de Transistores de Película Delgada (TFTs) desarrollada en el Laboratorio de Electrónica Flexible del CIDS, en el Ecocampus Valsequillo. La parte biológica se realiza en colaboración con el doctor Abdu Orduña, del Centro de Investigación en Biotecnología Aplicada, del Instituto Politécnico Nacional, en Tlaxcala.

El tamaño del dispositivo será similar al de un reloj inteligente y podrá detectar de manera confiable la presencia de E. coli en alimentos o agua para consumo humano, mediante el uso de tiras inteligentes. Su funcionamiento será sencillo, con el encendido de diodos LED se indicará si la muestra está libre de estos microorganismos. “En nuestro caso, el TFT se va a encender ante la presencia de estas bacterias”.

Por su relevancia y contribución, este proyecto se encuentra en solicitud de patente en cotitularidad con el Centro de Investigación en Biotecnología Aplicada del IPN, tanto el proceso de funcionalización del material semiconductor con los anticuerpos para la detección de la bacteria, como del funcionamiento del biosensor basado en TFTs.

Mejorar la calidad de vida

Cada año mueren en el mundo cerca de 525 mil niños menores de 5 años por diarreas relacionadas con el consumo de alimentos que no han sido desinfectados y manejados con higiene. Lo anterior se debe a que las zonas marginadas no cuentan con el acceso suficiente para agua potable.

Para evaluar la calidad del agua se usan parámetros físico-químicos y biológicos, en este último caso de E. coli, usada como bioindicador de contaminación fecal humana o de otros animales de sangre caliente.

El proyecto ya se encuentra validado a nivel laboratorio y se iniciaron las pruebas simulando un ambiente real, tomando el parámetro mínimo más confiable en cuanto a la concentración de organismos unicelulares. “Se realizaron pruebas en laboratorio considerando diferentes concentraciones de bacterias en soluciones específicas. Ahora, estamos efectuando las pruebas en soluciones con otros microorganismos e incluso en alimentos preparados en casa”.

Miguel Ángel Domínguez Jiménez, doctor en Ciencias en Electrónica por el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica, indica que este trabajo surgió del interés de aportar soluciones a la problemática antes citada, lo cual muestra la vocación social de los investigadores de la Máxima Casa de Estudios en Puebla.

• Pasó de las aulas universitarias a una de las más altas cimas de la investigación mundial. Doctor en Física Aplicada, hoy se desempeña en Sensinite, en Finlandia, una empresa de diseño de detectores de radiación

Enamorado de su carrera -como él mismo confiesa-, el doctor Abraham Villatoro Tello escaló -desde su egreso de las facultades de Ciencias de la Electrónica y Ciencias Físico Matemáticas de la BUAP- una de las más altas cimas de la investigación en el presente siglo: participar durante cinco años como actor de primer orden en los trabajos de los detectores para la experimentación de altas energías, ACORDE y AD, partes vitales del Experimento ALICE del Gran Colisionador de Hadrones (LHC), de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), el corazón mundial de la investigación de física de partículas.

Radicado en Vaasa, Finlandia, donde desde hace un año y cuatro meses se desempeña como miembro del equipo de I+D de la empresa Sensinite, desarrollando nuevas tecnologías para detectores de radiación de gran superficie, con más de seis años de experiencia profesional en diseño de hardware electrónico, instrumentación y programación de FPGAs para experimentos de Física de Alta Energía (HEP), recuerda que el inicio de su vocación por la ciencia y la tecnología fue desde temprana edad.

“Todo lo decidí al final de la secundaria; sabía que quería estudiar una ingeniería y conforme fui terminando la preparatoria, en el año 2003, me llamó mucho la atención la Electrónica y la pregunta era dónde estudiarla. Conocía a amigos de mi hermano, y todos me dijeron: “la BUAP en Puebla tiene el mejor nivel””, rememora con una sonrisa en el rostro el doctor Villatoro Tello, doctorado en Ciencias en Física Aplicada por esta casa de estudios.

Su estancia en la Licenciatura en Electrónica transcurrió, como el común de los estudiantes, entre el rigor matemático de las clases -que “padecían” todos sus compañeros de la facultad- y disfrutar con amigos del tiempo libre en la cafetería jugando dominó. En su caso, además, con el oficio de electricista que alternaba con su formación académica, pese a que no necesitaba trabajar.

“Siempre me gustaron las Matemáticas y me enamoré de la carrera. Fue una elección de vida. Mi papá y mi hermano me dijeron: ‘aprovecha tu tiempo de estudiante, nunca lo vas a repetir, todo lo que vivas en la universidad es único. Una vez que salgas tienes que trabajar y esforzarte para seguir adelante; mientras tanto disfruta’”, manifiesta con nostalgia.

Fue en el último semestre de la licenciatura, mientras realizaba su tesis sobre control de robots manipuladores, asesorado por el doctor Fernando Reyes Cortés, académico de la Facultad de Ciencias de la Electrónica de la BUAP, cuando surgió el parteaguas en la vida profesional del joven Villatoro Tello: el encuentro con el doctor Guillermo Tejeda Muñoz, quien lo invita a estudiar la Maestría en Física Aplicada, donde también conoce a otro destacado investigador: el doctor Arturo Fernández Téllez, fundador de uno de los grupos de mayor impacto en la Universidad: el de Física de Altas Energías, y responsable desde hace 18 años del grupo de científicos de la BUAP en el CERN, en Ginebra, Suiza.

“Tuve la suerte de que cuando entré al Laboratorio de Altas Energías de Físico Matemáticas, el equipo del doctor Fernández Téllez ya estaba bien establecido en el CERN y a cargo, junto con el grupo de México, del detector ACORDE en el Experimento ALICE. Un año después de mi llegada, se comenzó a desarrollar el detector AD. Por toda la experiencia que teníamos, entendíamos el funcionamiento del detector, y al iniciar el tercer semestre de la maestría, al doctor Luis Alberto Pérez y a mí nos mandan un año completo al CERN, a hacer la actualización del detector en 2014”, añade.

La vida en otra ciudad -Ginebra-, en un país distante de México como lo es Suiza, con el desafío de hablar otro idioma, interactuar con otras costumbres y una comida diferente, fue un reto mayúsculo superado con la ayuda de la familia y los amigos, quienes, a casi 10 mil kilómetros de distancia, lo apoyaban en su incursión en uno de los centros de investigación con mayor renombre a nivel mundial.

“Cuando terminamos la maestría, a finales de 2014, regresamos a México a graduarnos, y por todos los méritos obtenidos nos invitaron a entrar directamente al Doctorado en Física Aplicada; una vez aceptados en este posgrado, nos dijeron: ‘necesitamos que regresen al CERN para que todo esté funcionando perfecto’. Entonces me volví experto y coordinador de Ejecución del Sistema del Detector de Rayos Cósmicos ALICE (ACORDE)”.

Mientras permanecía trabajando en el CERN, rodeado de una multitud de científicos de todas las regiones del orbe, y a escaso tiempo de concluir el Doctorado en Ciencias en la Facultad de Físico Matemáticas, al doctor Abraham Villatoro Tello, el destino, pero sobre todo su capacidad profesional, le abrió una puerta que quizás no había vislumbrado en ese momento. Uno de sus colegas, el doctor Risto Orava, profesor en la Universidad de Helsinki, Finlandia, le comentó que iniciaba Sensinite, una empresa de diseño de detectores de radiación, encaminada a cuestiones de seguridad. “Me gustaría tenerte en mi equipo, titúlate y vente”, le dijo.

Así, una vez concluido el doctorado en marzo de 2019, con la tesis Detección y discriminación de eventos difractivos con ALICE-LHC en el CERN, emprendió el vuelo a otra zona del planeta: Vaasa, una fría y tranquila ciudad situada en la costa noroccidental de Finlandia, a poco más de 9 mil kilómetros de distancia y a 8 horas de diferencia de México, donde emprendió otro reto en una compañía que busca innovar tecnológicamente a través de módulos detectores para vehículos blindados, cribado de contenedores marítimos, wearables o drones robóticos.

“En Sensinite, el grupo con el que trabajo está dedicado a investigación y desarrollo de detectores. Aparte los construimos, no nos detenemos en la simulación de estos. Para mí fue algo nuevo llevar esos diseños a un nivel de producción, es decir, no es sólo hacer un detector, sino tener la capacidad de hacer mil y pasar los estándares de calidad, es algo que no había vivido y es con lo que muchos investigadores chocan cuando llegan a la industria”, remarcó.

Desde su nuevo hogar, con vista a los lagos y bosques de aquella región del norte de Europa, Abraham Villatoro Tello enfatiza su sentido de pertenencia a la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla y el alto perfil de su formación académica, que le ha permitido estar a la par de los mejores investigadores en el campo de la física de altas energías, como lo demostró en el CERN durante su estadía de cinco años.

“Las dos facultades de las que vengo, Ciencias de la Electrónica y Ciencias Físico Matemáticas de la BUAP, son muy reconocidas a nivel nacional e internacional. Uno a veces se espanta cuando escuchamos nombres de universidades de Estados Unidos o de Reino Unido, pero cuando llegas a lugares como el CERN, escuchas a gente que dice: “aquí todos somos estudiantes, estamos aprendiendo, todos somos competentes”.

Hoy, a gusto con las comodidades que le brinda ser parte importante en una empresa tecnológica de primer mundo, pero siempre con el anhelo de regresar a su patria, Villatoro Tello reflexiona el camino recorrido, desde aquellos días del inicio de su trayectoria estudiantil, las bromas de los amigos y las duras lecciones de sus mentores académicos.

“Simplemente depende de uno. A fin de cuentas, para mí no era necesario ser el alumno que está todo el día en la biblioteca, sino simplemente esforzarte y aprender lo que tienes que aprender y así vas a ser completamente competente en el ámbito laboral, e incluso en el académico. Ahorita estoy muy cómodo, pero siempre tienes esa sensación de querer regresar a tu país; ahora por la pandemia se ve difícil en este año, pero sí… seguiré buscando una posibilidad de regresar”.