Marco, el vehículo javeriano en la Nasa

Marco, el vehículo javeriano en la Nasa

Cien carros diseñados para rodar sobre Marte, cada uno lleva la bandera de su país y Marco, el ‘rover’ colombiano, está listo con la tricolor. Las herramientas para recolectar muestras espaciales deben ser rápidas. En la competencia anuncian el conteo: 3, 2, 1 y se abre el partidor del Human Exploration Rover Challenge 2018 de la Nasa. La potencia de Marco, el auto creado por los futuros diseñadores industriales de la Pontificia Universidad Javeriana, depende del pedaleo de Nicolás Mondelli y Natalia Mayorga, miembros del equipo, mientras que a su costado, sobre el vehículo, una bala de oxígeno les marca el tiempo que les queda para culminar la carrera.

Son tres días de competencias y retos, pero el más importante de todos fue lograr que Marco  llegara por piezas al U.S. Space & Rocket Center, en Alabama, Estados Unidos, donde tuvo que enfrentarse a vehículos de universidades de todo el mundo para representar a Colombia y dar a conocer el trabajo que se hace en el país en términos de investigación, innovación y desarrollo de nuevas tecnologías para futuras misiones espaciales.

Fueron tres meses de trabajo y aproximadamente 40 millones de pesos lo que se requirió para que 15 estudiantes javerianos participaran en el desafío de diseño e ingeniería planteado por la Nasa. Esta propuesta empezó a inicios de 2018 cuando la Javeriana se inscribió en el concurso con el fin de que estudiantes de la Facultad de Arquitectura y Diseño participaran con propuestas innovadoras a través de sus proyectos de clase.

Los directores de departamentos y de carrera de la Facultad actuaron como jurados de votación para elegir entre 16 propuestas presentadas por grupos de trabajo. El ganador fue Marco, el auto creado por estudiantes de la clase Proyecto Máquina – Herramienta, que destacó por su diseño de tres llantas.

“Los criterios de selección fueron en principio un poco extraños porque se debía cumplir con las condiciones del reto, que eran demasiado extensas. Una de ellas fue asegurar que el centro de gravedad del auto fuera lo suficientemente bajo para garantizar la estabilidad del mismo y otro fue la innovación en el diseño de sus llantas”, dice Giovanni Viteri, diseñador industrial, magíster en Estudios Culturales, especialista en Gerencia de Producto y director del Proyecto Máquina – Herramienta.

La estrategia planteada consistió en entender el vehículo como un gran sistema compuesto por subsistemas, cada uno de los cuales estuvo a cargo de diferentes grupos de trabajo en los que se dividieron los estudiantes. Unos se encargaban de la suspensión, transmisión, estructura, otros, del sistema de seguridad y rodamientos. El objetivo final era integrar cada subsistema en un mismo proceso para reducir los tiempos. Y así nació Marco.

De acuerdo con Viteri, el nombre fue una iniciativa de los estudiantes, quienes le atribuyeron a su trabajo dos connotaciones. La primera, que “corresponde a la relación de Marte y Colombia, la correspondencia de esos dos territorios tan disímiles, y por otro lado, la idea de Marco Polo, sus viajes y su espíritu aventurero, el del viajero. Una apelación a la intención que se tiene con el vehículo”.

Sin embargo, la creación de Marco significó retos importantes para los 15 estudiantes. Desde los económicos para financiar la elaboración del auto, conseguir patrocinio de empresas, pagar los tiquetes y hospedajes al concurso en Estados Unidos, hasta los físicos y académicos.

El profesor Viteri, quien ha sido docente por más de 15 años, reconoce que una vez se enteró de que su grupo había sido seleccionado para participar en el concurso, se dirigió al Centro Javeriano de Formación Deportiva donde conversó con Cheril Londoño para lograr la titánica tarea de acondicionar físicamente a sus estudiantes para la competencia. “Los obligué a ir conmigo todos los días al gimnasio, de 6:00 a.m. a 7:00 a.m. para entrenar, ya que las pruebas dependen también de la capacidad humana para mover un vehículo, así que yo necesitaba que mis estudiantes estuvieran en forma”.


Estructura y composición de Marco

El primer paso del proyecto fue hacer un cronograma de trabajo en el que los estudiantes establecieron las fechas de entrega; sin embargo, en principio, el tiempo propuesto correspondía al doble del que se tenía para participar en el concurso de la Nasa por lo cual fue necesario reducirlo a la mitad y hacer un programa de trabajo de 24 horas.

“Los estudiantes hicieron este modelo de trabajo para que no parara ni un solo momento la producción del vehículo. Asignaron grupos de trabajo por relevos, es decir, cuando unos trabajaban los otros dormían. Todo lo hacían ahí mismo, en el taller. Eso es a lo que yo llamo una innovación”, afirma el docente javeriano y líder del proyecto.

El vehículo se hizo en aproximadamente tres meses, durante los cuales los estudiantes soldaron la estructura, fabricaron las sillas a partir de fibra de vidrio y materiales compuestos con insertos de platinas de hierro y adicionaron el sistema de transmisión del carro. Además, innovaron en la creación de las llantas. “Uno de los requisitos que tiene la Nasa respecto a las ruedas es que deben contar con un alto grado de innovación, lo que significa que no pueden tener componentes estándar como rines comunes y corrientes”, menciona Viteri.

Marco fue construido por partes, diseñadas y desarrolladas por diferentes equipos de trabajo.
Marco fue construido por partes, diseñadas y desarrolladas por diferentes equipos de trabajo.

Esta exigencia fue uno de los retos más importantes del equipo, ya que se requirió la opinión de profesionales y estudiantes de ingeniería mecánica para comprender los principios sistémicos de la rueda y posteriormente asociarlos con sus comportamientos mecánicos; fue así como introdujeron fibras naturales en la composición de este novedoso modelo y un particular corte en láser en el caucho de las llantas con la forma de una iconografía precolombina, la del hombre jaguar, que permite desalojar material durante el avance del auto. “La rueda está compuesta por fibras naturales que corresponden a una mezcla de helechos, palos de mimbre, cáñamo, poliuretano y PVC para fortalecer su estructura”, dice Juan Pablo Tibaquira, estudiante de séptimo semestre de Diseño Industrial y uno de los diseñadores del grupo.

Después de un extenso trabajo en tan poco tiempo, el resultado fue Marco, un auto mecánico de aproximadamente 95 kilos, está pintado con laca naranja, gris y negro, colores relacionados con las características cromáticas de Marte y la Luna, y mide 1,40 metros de ancho por 2,40 metros de largo. Este fue un reto a la hora de cumplir con una de las exigencias propuestas por la Nasa, la creación de un ‘rover’ plegable que pudiera introducirse en una caja de 1,50 metros por 1,50 metros.

Adicionalmente, los estudiantes se encargaron de cumplir con otro de los requerimientos del concurso: realizar actividades STEM, de ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas, donde se impactara con Marco a un grupo poblacional de no menos de 200 personas y posteriormente enviarle reportes de estas actividades a la Nasa.

“Lo que hicimos fue buscar los modos de impacto para hacer el registro de mínimo 200 personas. Algunos estudiantes contactaron a sus colegios, llevaron el proceso del vehículo a sus instituciones, conversamos con el director de la carrera de Diseño Industrial, Martín Gómez Jaramillo, quien nos abrió un espacio para presentar el proyecto en Expojaveriana, lo cual también nos permitió recibir retroalimentación de estudiantes de otras carreras de la Universidad”, indica Viteri.

Con el apoyo de la Javeriana, patrocinadores como La Alquería, Dago García Producciones, Bowman, Indipack y Maquicardan, donaciones voluntarias y aportes de los familiares, no solo los seis estudiantes que reglamentariamente debían estar inscritos en el concurso en representación de la Universidad asistieron a Alabama sino también la totalidad de los desarrolladores de Marco.

A la fecha, la misión de Giovanni Viteri y el grupo de estudiantes de Diseño Industrial no solo ha sido dejar una puerta abierta a las nuevas generaciones para que participen en este tipo de proyectos y den a conocer su talento, también haber construido un diseño lo suficientemente competitivo como para que la identidad javeriana se vea privilegiada con una representación digna: “Somos novatos, no hemos vivido las pruebas, no sabemos qué se hace más allá de lo que dicen las guías de la Nasa, así que vamos un poco con los ojos cerrados. Creo que, si estamos dentro de la media, es un excelente balance”, reconoce el profesor javeriano.

Marco no solo ha viajado a Alabama, también se ha presenetado en colegios de Bogotá y exposiciones universitarias, ha llegado con su innovador diseño y estructura mecánica a estudiantes y egresados de diversas áreas del conocimiento para continuar con un proceso de retroalimentación sobre este trabajo con el cual pretende inspirar a personas como usted y como yo a participar en concursos nacionales e internacionales, al igual que el grupo de estudiantes de Diseño Industrial de la Javeriana lo han hecho con el ‘rover’ colombiano que está en la Nasa.

El equipo javeriano que construyó a Marco.
El equipo javeriano que construyó a Marco.
La confianza en la ciencia

La confianza en la ciencia

“La confianza es el principio fundamental de la comunidad científica”, le dijo Ara Tahmassian, doctor en radiología, a un auditorio de investigadores javerianos que participaron en el evento ‘Construcción de capacidades para la investigación internacional’.

Responsable de la supervisión, el desarrollo y la implementación de políticas relacionadas con el cumplimiento de regulaciones para actividades de investigación en la Universidad de Harvard, Tahmassian recalca: no es solamente la confianza entre la comunidad científica, sino también porque el público general confía en los científicos y en la ciencia.

Insiste que es necesario promover “la cultura de la responsabilidad”, donde la confianza desempeña un papel crucial: “La conducta responsable en ciencia es una responsabilidad compartida que debe convertirse en un pilar valioso de la comunidad científica”.

De acuerdo con encuestas realizadas entre 1986 y 2005, la frecuencia en fabricación o falsificación de datos en la investigación científica varía entre dos y 10 por ciento. “Una vez todos practican la cultura de la responsabilidad, esta se convierte en ‘la cultura’”, dijo.

Pesquisa Javeriana habló con Ara Tahmassian durante su estadía en Colombia. Así fue el diálogo:

EE.UU. patenta tecnología javeriana para producir luz con mínimo impacto ambiental

EE.UU. patenta tecnología javeriana para producir luz con mínimo impacto ambiental

Profesores del Departamento de Física de la Pontificia Universidad Javeriana recibieron, de manos de la Oficina de Patentes y Marcas de Estados Unidos, el reconocimiento de patente por su tecnología OLED/cristales coloidales, investigación que viene desarrollándose desde 2010 y que utiliza la nanotecnología, para favorecer procesos ambientalmente amigables. Este trabajo se enfoca en el modelamiento, diseño y fabricación de dispositivos electroluminiscentes basados en moléculas orgánicas y partículas coloidales (microscópicas, de origen orgánico).

Esta innovación javeriana, denominada OLED, pretende mejorar la tecnología LED que actualmente se utiliza para sistemas de iluminación y en pantallas de alta definición, principalmente en televisores. Al utilizar material orgánico con propiedades de semiconductor de energía, este sistema puede consolidar ventajas competitivas clave, como un bajo costo de producción, un gasto limitado de energía y una mayor emisión de luz.

Su proceso de patente inició en 2014, cuando el grupo de investigación de Películas Delgadas y Nanofotónica (GPD&NF), con la certeza de que la investigación cumplía con el nivel inventivo mínimo como para aspirar a una patente de invención, inició el respectivo trámite de la mano de la Dirección de Innovación, de la Vicerrectoría de Investigación de la Pontificia Universidad Javeriana.. Un análisis preliminar definió que, efectivamente, existía un desarrollo científico-tecnológico que debía ser protegido, por lo cual se realizaron estudios de novedad y de patentabilidad para tramitar la solicitud de patente nacional ante Superintendencia de Industria y Comercio, con el título “Método para la fabricación de una película delgada formada por un cristal coloidal infiltrado con el polímero luminiscente MDMO-PPV formado a partir de esferas de sílice (SiO2) con estructura cúbica centrada en las caras (FCC)”.

En diciembre de 2015 la investigación recibió la patente en Colombia y, en ese mismo año, la Dirección de Innovación hizo la solicitud PCT (Patent Cooperation Treaty) de la Organización Mundial de la Propiedad Intelectual, la cual busca la protección en otros países ahorrando costos. Después del correspondiente estudio de mercado, se presentó la tecnología en Estados Unidos y Corea del Sur, considerando que una posible transferencia tecnológica sería más probable en lugares con una destacada infraestructura para la fabricación de dispositivos como celulares, tabletas, televisores, computadores y, en general, en la industria de iluminación. Luego de esas valoraciones, la Oficina de Patentes y Marcas de Estados Unidos aprobó la solicitud; aún se está a la espera de la respuesta de Corea del Sur.

Juan Carlos Salcedo, postdoctor en física y nanotecnología, profesor asociado del Departamento de Física de la Javeriana y líder de la investigación, plantea que este logro “pone de nuevo sobre la mesa el problema del rezago científico-tecnológico de más de 200 años que tiene el país. Ni las instituciones financiadoras nacionales, ni los centros de investigación o desarrollo tecnológico ni la comunidad científica, ni la sociedad en general, tienen claro qué es la ciencia, particularmente las llamadas ciencias físicas, exactas y naturales, ni mucho menos para qué sirve. La posición generalizada es que la ciencia es importante en la medida en que genera beneficios económicos a sectores empresariales bien definidos, lo cual no garantiza efectos necesariamente positivos en el desarrollo de procesos de conocimiento científico que corran, efectivamente, las barreras del conocimiento con independencia de su aplicación inmediata o determinada”.

Por su parte, Helena Jiménez, asesora de la Dirección de Innovación, reitera que el compromiso institucional sobre el desarrollo de procesos de protección intelectual y tecnológica se centra en los procesos de transferencia del conocimiento desde la académica hacia los diferentes sectores de la sociedad. “Desde esta oficina se hacen los esfuerzos necesarios para la búsqueda de aliados estratégicos con el fin de transferir la tecnología, ya que su misión más importante es lograr impactar el sector productivo a nivel nacional o internacional con las investigaciones que se generan al interior de la Universidad”. Asimismo, explica que, debido a las limitaciones de la industria colombiana, se buscaron mercados externos para consolidar esta transferencia.

Patente Rec2

Patente javeriana en lucha contra el cáncer

Patente javeriana en lucha contra el cáncer

Luego de más de 15 años de investigación sobre la planta Caesalpinia spinosa, comúnmente conocida como dividivi, investigadores de la Pontifica Universidad Javeriana y de la Fundación Universitaria Juan N. Corpas recibieron la aprobación en los Estados Unidos de una patente para producir fitomedicamentos (medicamentos derivados de una planta) para el tratamiento del cáncer.

La patente aprobada protege una combinación de compuestos derivados del ácido gálico presente en el dividivi, árbol que crece en la región andina colombiana. Dicha combinación ya fue patentada en Colombia en 2015 y actualmente se encuentra en trámite una solicitud de patente en Brasil y otra en Canadá.

Luego de un estudio de patentabilidad (proceso para definir si la tecnología es apta para ser patentada), la Dirección de Innovación de la Javeriana apoyó a los investigadores en la redacción de la solicitud de patente y los asesoró en la definición de los países donde debería presentarse para su aprobación. Esta estrategia engloba mucho más que solo la patente y le apuesta a la creación de una empresa productora y comercializadora de fitomedicamentos que sirvan como coadyuvantes en los tratamientos convencionales contra el cáncer.

Susana Fiorentino, docente investigadora del Departamento de Microbiología de la Javeriana y líder de la investigación, asegura que esta nueva protección le da mayor valor al futuro fitomedicamento, generando así transferencia de conocimiento para que las empresas que adquieran la patente tengan mayor probabilidad de desarrollar productos con un alto impacto en el mercado.

El trabajo con el dividivi que ha realizado con su grupo de investigación y los resultados de sus investigaciones para realizar fitomedicamentos han sido publicados anteriormente por Pesquisa Javeriana.


 

Dividivi C

Un mueble dinámico: primera patente de la Javeriana Cali

Un mueble dinámico: primera patente de la Javeriana Cali

El proyecto Oasis Unplugged, nombre que se le ha concedido a este sistema mobiliario, propone el lugar ideal para que los estudiantes pasen su tiempo fuera de clases, relajados o estudiando en grupo. El mobiliario promueve su creatividad e interacción, pues provee una experiencia diferente de trabajo cada vez que es usado, dando a los usuarios la posibilidad de construir su propio espacio con diseños personalizados y adaptados a sus necesidades.

Este mueble está compuesto por cuatro módulos que pueden apilarse en uno solo para facilitar su disposición. Tres de ellos funcionan como asientos para dos personas cada uno y el cuarto es una mesa que, incluso, se puede rayar, pues cumple el papel de tablero. Cada módulo tiene dos piernas cilíndricas en cada lado que permiten apilarlas o conectarlas para que los usuarios diseñen sus espacios de trabajo; además pueden usarse para guardar pertenencias.

El proyecto inició gracias al liderazgo de Juan Pablo García, profesor de la Facultad de Ingeniería y coordinador del Programa ME310, quien propuso a la Javeriana trabajar en el reto de “Cómo diseñar espacios de descanso y estudio para el campus de la universidad”, teniendo en cuenta que los jóvenes posiblemente pasen la mayoría del tiempo dentro del campus de la universidad, ya sea estudiando, compartiendo con amigos, comiendo, realizando actividades extra o descansando.

El diseño de módulos de Oasis permite que cada quien arme el mueble según su necesidad.
El diseño de módulos de Oasis permite que cada quien arme el mueble según su necesidad.

Cuatro estudiantes de la Pontificia Universidad Javeriana Cali, escogidos entre los mejores de las carreras de Ingeniería y Diseño, se aliaron a tres alumnos del IITK (Indian Institute of Technology Kanpur) para resolver este reto usando metodologías del Curso Global de Innovación ME310 que hace parte de la red SUGAR (Stanford University Global Alliance for Redesign). Durante los nueve meses que trabajaron juntos descubrieron, además. que la falta de espacios de descanso y estudio ocurre hasta en las mejores universidades del mundo.

“Todo este proceso nos dejó muchas enseñanzas para futuros proyectos. En primer lugar, nos muestra que a nivel interno tenemos la capacidad de redactar una patente, pues no tuvimos la necesidad de acudir a una entidad externa, y en segundo lugar, el programa en general nos enseña que sí se puede”, dice García a Pesquisa Javeriana. “Sí se puede trabajar entre universidad y empresa, sí se puede innovar a través de un proceso metodológico sin necesidad de tener títulos. Un estudiante puede hacerlo, un egresado, todos podemos hacerlo”.

El reto ahora, según el profesor García, está en implementar este sistema inicialmente en los espacios de la universidad y transferirlo al mercado, con empresas de la industria de los mobiliarios o incluso de plásticos.

El programa de innovación ME310 cumple 10 años de acción en la universidad y se han ejecutado más de 30 proyectos en donde se han vinculado alrededor de 88 estudiantes, quienes han tenido que dedicar 40 horas semanales a resolver los retos empresariales durante ocho meses. 

Así lucen los muebles al apilarse, facilitando la disposición de toda la estructura.
Así lucen los muebles al apilarse, facilitando la disposición de toda la estructura.

Patente: Oasis Plug
Inventores:
Pontificia Universidad Javeriana Cali:
Profesor: Juan Pablo García, Facultad de Ingeniería
Estudiantes:
Juan Pablo Castaño – Ingeniería Industrial
José Luis Ariza – Ingeniería Electrónica
Juliana Negrete – Diseño de la Comunicación Visual
Juan José Orrego – Ingeniería Electrónica

Indian Institute of Technology Kanpur:
Profesor: Shantanu Bhattacharya, Departamento Ingeniería Mecánica
Estudiantes:
Rutu Pillai – Arquitectura
Ankit Belchanda – Ingeniería Mecánica
Apoorva Agarwal – Arquitectura

Innovaciones javerianas, soluciones para los empresarios de la región

Innovaciones javerianas, soluciones para los empresarios de la región

El Open Innovation Summit se realiza esta semana por primera vez en Colombia para generar conexiones estratégicas entre empresas, universidades y emprendedores. Cientos de diálogos uno a uno de carácter académico, otros comerciales y unos más inspiradores: todos con el fin último de conocer la oferta de la academia para brindar solución a las necesidades del país. Este encuentro, que se realiza por diferentes lugares del mundo, llegó en 2017 a Colombia y reúne la Quinta Rueda de Innovación y 100 Open Startups para estar al día con las tendencias de innovación empresarial. Tendrá, entre otras actividades, la exhibición de tecnologías de punta, charlas que inspiran, citas con empresas, universidades y emprendimientos emergentes, y la presencia de los 100 mejores emprendedores de la Alianza del Pacífico.

La Pontificia Universidad Javeriana participa con 19 grupos de investigación bajo el liderazgo de la Dirección de Innovación de la Vicerrectoría de Investigación, con una oferta de proyectos que comprende desde alternativas para atender integralmente al adulto mayor hasta una tecnología de punta para mejorar los OLED. Pesquisa Javeriana entrevistó a Fanny Almario, directora de esta oficina, con el propósito de conocer la importancia de este evento y conversar sobre su percepción frente a cómo avanza el ecosistema de la innovación en Colombia.

Pesquisa Javeriana: ¿Cuál es la particularidad del Open Innovation Summit frente a otros espacios de encuentro universidad-empresa?
Fanny Almario: No será solamente el tradicional encuentro uno a uno para conversar sobre necesidades individuales de las empresas, como ocurre en este tipo de eventos, sino que se han establecido tres espacios importantes. El primero es el más familiar, que llamamos citas o rueda de negocios, en el cual empresarios establecen retos y la academia presenta sus capacidades o soluciones a esos desafíos. Cuentan con 20 minutos para plantear una alternativa y, ojalá, dejar la puerta abierta para la construcción de proyectos de consultoría o de Investigación, Desarrollo e innovación (I+D+i). El segundo espacio es Galería de Innovación, una exposición de las tecnologías más representativas y en estado avanzado de transferencia, con el fin de que puedan utilizarse en la solución de requerimientos nacionales e internacionales. El último espacio es una estrategia que ha venido liderando Connect Bogotá que se llama ConnecTechs: allí participa un panel de expertos, quienes escuchan las propuestas tecnológicas universitarias más maduras e identifican posibles aliados estratégicos interesados en adoptarlas.

PJ: ¿Cuáles son las necesidades del sector industrial que han identificado desde la Dirección de Innovación?
FA: La necesidad de tener una visión integral de las problemáticas. Para la empresa es importante encontrar una solución que implique trabajo conjunto de los grupos de investigación; por ejemplo, buscan alternativas que suplan las necesidades de compañía y de comunicación de las personas mayores. Allí, ingeniería podría hacer el software, pero se necesita comprender desde la psicología qué entiende una persona mayor por compañía; también se requiere saber desde la educación cómo podemos enseñarle a utilizar la aplicación en un smartphone, es decir, hay que mirar cómo y dónde se va a instalar esa aplicación y cómo le enseñamos a este público a usar la plataforma. Nos ha llamado la atención que los empresarios de la región busquen adaptar y adoptar tecnologías de la información y soluciones para el manejo logístico que brinden soluciones eficaces y rápidas a sus clientes.

“Para la empresa es importante encontrar una solución que implique trabajo conjunto de los grupos de investigación”.

PJ: Luego de participar en estos eventos, ¿qué queda para la investigación y desarrollo de conocimiento en las universidades?
FA: Yo creo que su importancia radica en varios aspectos. El primero, porque son eventos en los cuales uno siembra. Cuando empezamos estas actividades hace varios años, el público que asistía, tanto los profesores como las empresas, no era amplio porque consideraban que no se daban diálogos constructivos, pero en la medida en que hemos madurado estos espacios encontramos que las empresas están mucho más animadas a participar, definen mejor su necesidad y se comunican con la academia de manera más cualificada. Segundo, permite mostrar lo que se tiene en las universidades en cuanto a capacidades artísticas, científicas y tecnológicas para brindar respuestas a las necesidades locales. Por último, la posibilidad de generar trabajo en red entre grupos de investigación de la Javeriana y entre otras universidades. Sobre este último punto se destaca nuestra universidad, ya que fomentamos el trabajo interdisciplinario y multidisciplinario al presentar a profesores de diferentes áreas del saber en una misma reunión con empresarios para dar una solución integral. Creo fundamental trabajar de manera colaborativa y considerar que todos tenemos que sumar. Si tenemos un proyecto donde a mí me falta una capacidad que tiene la otra universidad, hay que tener la flexibilidad de vincularla y hacer proyectos colaborativos.

PJ: ¿Las ruedas de innovación son un espacio para abrir puertas?
FA: El trabajo fuerte viene después de estos encuentros. Los diálogos en las ruedas entre profesores y empresarios son una posibilidad para que se conozcan mutuamente e identificar posibilidades de resolver necesidades. Luego, comienza la Dirección de Innovación a apoyar a los profesores en el proceso de interlocución, de generación de confianza y respaldo al empresario, enviando el mensaje de que hay una unidad al interior de la Universidad para estructurar un proyecto, negociar cuidando el manejo de propiedad intelectual y buscando beneficios y relaciones de suma cero.

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Profesores javerianos en charla uno a uno durante el Open Innovation Summit 2017. / Foto: Carolina Gómez

PJ: ¿Cuáles son las diferencias entre el ecosistema de innovación nacional y el de otros países? ¿Qué tenemos para aprender en esta relación Universidad-Empresa?
FA: Obviamente las diferencias son abismales. No podemos hacer una comparación frente a países como Estados Unidos o, por ejemplo, la Universidad de Utah, con la que tenemos constante diálogo, que está inserta en un ecosistema de innovación regional muy dinámico y activo. En esa experiencia lo que se evidencia es el rol que puede jugar una universidad para dinamizar este tipo de ecosistemas. La Universidad de Utah hace varios años empezó a construir su ecosistema de innovación con la participación de inversionistas y filántropos que pusieron recursos para refinarlo. Ese tipo de articulación es el que debemos aprender acá, unirnos entre diferentes actores para jalonar nuestro ecosistema. En Colombia existe un caldo de cultivo interesante de tecnologías y soluciones innovadoras, lo que nos falta es hacernos visibles y que los empresarios reconozcan nuestras capacidades.

PJ: ¿Y el Estado cómo participa en esta dinámica del ecosistema de innovación?
FA: Creo que ha habido buenas intenciones, pero hace falta la visión a largo plazo. Me explico mejor: si hablamos de procesos de innovación desde la academia, hay que tener en cuenta que no significa que la investigación se hace en un año y queda lista para llevar un producto al mercado. La innovación requiere procesos investigativos de calidad, rigurosos y dispendiosos que implican una financiación importante desde sus primeras exploraciones. En este punto estamos fallando porque no hay recursos para fortalecer la investigación básica, y allí está la génesis de la tecnología de punta y la innovación real. Si yo produzco un desarrollo tecnológico y no tengo capacidad para mejorarlo con procesos de investigación, difícilmente seguiré aportándole al mercado mejoras para que ese producto sea más competitivo. Colciencias ha creado convocatorias para proseguir en esos procesos de avance tecnológico, desafortunadamente no ha habido continuidad en estas oportunidades de financiación. En algún momento fuimos beneficiados con una de esas convocatorias y nos sirvió bastante para madurar unas tecnologías que sabemos que, el año entrante, estarán en un nivel adecuado para ser aceptadas por una empresa o el mercado.

 “La innovación requiere procesos investigativos de calidad, rigurosos y dispendiosos que implican una financiación importante desde sus primeras exploraciones”.

PJ: Entonces, ¿falta tener una perspectiva de largo aliento?
FA: Estas son actividades de muy largo plazo. Un proceso de investigación, dependiendo la tecnología, puede demorar de dos a diez años y su proceso de trasferencia puede ser igualmente largo. Ahí es donde necesitamos herramientas e instrumentos de financiación que apoyen a los grupos de investigación para lograr ese match entre ciencia y el mercado.

PJ: ¿La innovación tiene sintonía con el posconflicto colombiano? ¿Tiene algo para aportar en este proceso de transición?
FA: Es muy importante porque hay que hacer una claridad: la innovación no son equipos, no son máquinas ni aplica solamente a empresas para hacerlas más competitivas. La innovación impacta en el día a día de cualquier organización, en la forma de hacer las cosas para convertirlas en más efectivas. Entonces, si hablamos de innovación y posconflicto, su rol es muy importante ya que aporta la creatividad y la posibilidad de tener una perspectiva diferente. Si nos basamos en nuestro conocimiento, será mejor moldeada la forma en que brindaremos soluciones para generar nuevos tipos de empresa y alternativas para trabajar con comunidades. Sin duda, esto ayudará al proceso de perdón, paz y reconciliación. Será necesaria una serie de metodologías, de procesos y de formatos que hagan que este tránsito hacia la paz sea mucho más efectivo y eficiente. Hay muchos retos que nos atañen en este momento y donde el conocimiento de las ciencias sociales, aplicados con administración y con tecnología –llámese ingeniería, ciencias u otras áreas del saber–, tiene que trabajar mancomunadamente para dar solución y respuestas a diferentes retos que nos genera este proceso de construcción de paz en el país.

Por una red eléctrica más eficiente

Por una red eléctrica más eficiente

Si hoy un hospital en Bogotá sufriera una falla eléctrica que lo dejara sin suministro, el daño, en promedio, se solucionaría en 687 minutos. Según el indicador SAIDI (System Average Interruption Duration Index), que marca la duración promedio al año de una interrupción eléctrica, serían cerca de 12 horas las que le tomaría a un equipo de Codensa resolver el incidente, tiempo que resulta largo en términos de eficiencia energética dentro de los requerimientos actuales de una ciudad.

De este tipo de inquietudes surgió la necesidad académica de gestionar eficientemente una red energética que permita automatizar procesos, reducir los tiempos de reacción ante las fallas y, sobre todo, contemplar el uso de otras fuentes de energía.

Así se conformó una alianza interinstitucional entre Codensa (gestora del servicio eléctrico en Bogotá), Colciencias y varias universidades. “SILICE III – Hacia una ciudad inteligente: diseño de una microred inteligente piloto” es la culminación del trabajo comenzado en SILICE I y II por la Universidad de los Andes, la Universidad Industrial de Santander, el CIDET y la Universidad Nacional de Colombia.

La Pontificia Universidad Javeriana, en cabeza de Diego Patiño Guevara, director del departamento de Electrónica, se integró a este grupo para ejecutar la tercera fase entre 2012 y 2015, con la tarea de formular un prototipo de smart-grid (red eléctrica inteligente) donde se ejemplifique cómo actuaría en una ciudad. “Es una nueva forma de gestionar la energía en la cual se pueden incluir otras fuentes, como la eólica o solar, que funcionen a nivel distribuido. La idea es descentralizar el tema, que uno desde su casa pueda generar energía y aportar a la red eléctrica”, explica.

Ángela Cadena, docente del departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad de los Andes y miembro de este proyecto en su primera etapa, destaca que a esta iniciativa se llegó en la medida en que se había comenzado un proceso investigativo sobre el fomento de las energías renovables en Colombia y sus retos para integrarlas dentro del sistema energético convencional: “En su momento, examinamos los diferentes nichos de energías renovables y vimos que además de ser conectadas al sistema central podían funcionar de manera distribuida como partes de sistemas de microredes en esquemas de redes inteligentes. Estudiamos cómo se impulsó su uso en otros países y los factores en ese crecimiento”.

Así llegó la invitación de Codensa y Colciencias para que desde la Academia se pensara en redes inteligentes y en los retos tecnológicos de su implementación. Uno de los desafíos fue el cambio de no pensar una red que se alimente de un solo punto sino de una que tenga diferentes fuentes de alimentación, que algunas provengan de energías renovables y tengan una gestión eficiente a costo de producción o del consumidor. Así mismo, era necesario pensar en un modelo real donde se establecieran cargas energéticas sensibles como en un colegio e, incluso, que se pudieran simular fallas del sistema y tiempos de atención.

La participación de la Javeriana se centró en la formulación de una maqueta funcional que diera cuenta de todos estos requerimientos. Como indica el profesor Patiño, tomaron un sector concreto de Bogotá como escenario de simulación: En Silice I y II se plantearon los documentos de diagnóstico de la red. En Silice III se llevó al terreno práctico y se tomó la decisión de que la mejor área, como ejemplo para hacer el prototipo, era Salitre. Es un sector moderno, residencial, cerca al aeropuerto, tiene industria y cargas sensibles como un hospital, además de la posibilidad de implementar transporte eléctrico desde y hacia el aeropuerto y vías modernas como la Calle 26 o la Esperanza”.

El trabajo de los investigadores javerianos abordó dos frentes: la maqueta y el software necesario para operar los sistemas de automatización de gestión de la red. En la parte superior estarían los edificios y, por debajo, todos los equipos que permitirían a la smart-grid funcionar.

“Uno realiza simulaciones en computador donde lo primero que se pregunta es cómo tiene que funcionar y eso nos lleva a modelar la red. Simulábamos fallas del sistema y los equipos debían responder de cierta forma. El siguiente paso (en paralelo a la fabricación de los equipos) fue comprobar que lo que se estaba simulando era real y, para ello, era imprescindible la maqueta”, indica Cesar Díaz Londoño, magister en Ingeniería Electrónica de la Javeriana e integrante del proyecto.

Durante dos años, entre 2013 y 2015, los investigadores trabajaron varios aspectos en paralelo: fabricación de equipos, detección de fallas e identificación de los mecanismos de generación renovable en zonas puntuales dentro de la microred; así mismo desarrollaron los equipos que hacen que esta conversión de energía renovable sea posible inyectarla a la red convencional.

“La maqueta consta de equipos como los aparatos encargados de la medición inteligente (smart meter) y control de la smart-grid, los cuales funcionan con ciertas reglas de programación establecidas. Ellos comunican de forma inalámbrica, en tiempo real, el incidente al software en el computador. Con ellos hacíamos el control de fallas o desconexiones. Son equipos autónomos: cuando detectan la falla, la red desconecta el punto y no tiene que suspender el flujo a todo un sector como sucede ahora”, explica Díaz.

Este aspecto define con mayor fidelidad el sentido de una smart-grid, pues determina un control más eficiente al manejar un daño ya que aísla la falla y no afecta completamente un sistema energético. De esta forma, si, por ejemplo, una cometa cayera en la red eléctrica de una cuadra, el flujo de luz no afectaría una amplia zona ni sería un daño de larga solución, ya que el sistema automáticamente daría aviso del suceso.

Estos son los smart meters, o dispositivos inteligentes que miden el consumo de energía.
Estos son los ‘smart meters’, o dispositivos inteligentes que miden el consumo de energía.


Consumo y uso consciente de energía

La microred inteligente no solo es útil en caso de fallas del sistema: tiene una consecuencia en el modo de usar con mayor responsabilidad el recurso energético en cuanto al consumo y costo. De aplicarse, incidiría en aspectos como el alumbrado público pues un sistema que use smart-grid es autónomo para detectar si hay presencia de personas o autos y, dependiendo del flujo, podría conectarse y desconectarse.

Este mismo principio podría aplicarse al consumo residencial pues, con una microred inteligente, el usuario final podría decir si desea o no el suministro eléctrico en ciertas horas. “Bajo este modelo se propicia una concientización de los usuarios pues hay una forma en la cual pueden desconectarse de la red voluntariamente y, así, bajar el consumo. Por ejemplo, el costo de usar la plancha a tal hora puede ser más caro y con un incentivo para el usuario se le puede decir ‘desconéctese voluntariamente y, de paso, contribuye a que la red no se cargue tanto’”, expresa Patiño.

De la misma forma se pensaría en una gestión eficiente de automóviles eléctricos eficientes en la carga y que no cueste tanto su consumo, o en vincular paneles solares dentro del uso de energía de un hogar. Todas estas decisiones que, en principio, pueden parecer técnicas, son para los investigadores un reto educativo pues se trata de un tema de cambio de mentalidad.


Educación: base del manejo eficiente del recurso energético

A pesar de los indicios de que el sector Salitre sea pionero en la implementación de una smart-grid, su aplicación queda por fuera del ámbito de la Academia. Es de manos de Codensa, patrocinadora del proyecto, en quien recae la gestión de buscar actores interesados en comprar esta tecnología y convencerlos de sus ventajas, para lo cual tener un prototipo funcional es fundamental.

Pero más allá de que esto ocurra, los investigadores destacan el esfuerzo interinstitucional que permitió no solo vincularse con otras universidades sino incluir profesionales de ramas como el diseño industrial para plasmar el mensaje que se busca con una microred. “Si la gente se concientiza de que hay un consumo de la energía y que ésta no llega de la nada a sus hogares, eso nos lleva a tener corresponsabilidad con el tema energético”, indica Patiño a Pesquisa Javeriana.

Así mismo, a partir de ese trabajo, la Javeriana formó a varios profesionales a nivel de maestría y doctorado que continúan trabajando en la línea de investigación de redes inteligentes, pensando, por ejemplo, en cómo almacenar eficientemente energía y construir dispositivos que inyecten y reciban energía, o gestionar sistemas que incluyan energías renovables e integrarlos a un sistema.

La profesora Cadena reflexiona: “Hemos formado personas, cursos en las universidades y líneas de investigación que siguen a pesar de no contar con una implementación a corto plazo. Si bien no se ha materializado la microred en Salitre, siguen proyectos de microredes en otros escenarios. El tema quizás no se ha ido hacia las ciudades inteligentes pero se van llenando necesidades”.

“No es fácil para las empresas eléctricas pasar de apostarle a un tipo de generación diferente a ‘yo controlo todo’. De hecho, ya hay un estudio de la UPME (Unidad de Planeación Minero Energética) sobre el impacto de las microredes hasta 2030 y existe la Ley 1715 de 2014, que habla del uso de energías renovables pero no está regulada de forma precisa. Así las cosas, tener una fuente de energía renovable en casa como un panel solar ya es difícil”, añade Patiño.

Las posibilidades de las microredes inteligentes no se agotan por su tamaño sino por sus servicios. Solo por mencionar un caso, el grupo de investigación liderado por el profesor Patiño trabaja ahora en un proyecto de regalías junto a la Gobernación de Cundinamarca para implementar un sistema aislado con gestión inteligente en escuelas del departamento que no cuentan con energía.


Investigación: SILICE III – Hacia una ciudad inteligente: Diseño de una microred inteligente piloto.
Período: 2012-2015
Investigadores y Co-investigadores:
Diego Alejandro Patiño Guevara – Pontificia Universidad Javeriana
Nicanor Quijano – Universidad de los Andes
Ángela Cadena – Universidad de los Andes
Andrés Pavas – Universidad Nacional
Participación de integrantes del grupo CEPIT – Sistemas de control, electrónica de potencia y gestión de la innovación tecnológica
Facultad de Ingeniería – Pontificia Universidad Javeriana

Patente de corte mundial

Patente de corte mundial

Por más de una década, el mejoramiento de las condiciones de trabajo de los floricultores ha sido parte de la investigación del Centro de Estudios en Ergonomía (CEE) de la Pontificia Universidad Javeriana. Solo en 2015 se presentaron 892 casos de enfermedades laborales asociadas a esta actividad, lesiones mayormente vinculadas a las tareas repetitivas de corte de tallos.

Precisamente, los primeros estudios realizados por los investigadores javerianos detectaron que los trabajadores debían operar las herramientas de manera que su mano tuviera una apertura excesiva, ocasionando esfuerzo y posturas perjudiciales que generaban una lesión al convertirse en un trauma acumulativo.

Este hallazgo fue fundamental para buscar una solución y así elaborar una herramienta ergonómica para el corte de flores y frutos que se desarrolló en 2010-2011 y obtuvo patente nacional; esta misma fue posteriormente presentada en Estados Unidos y en julio de 2017 obtuvo la patente de invención.

“La patente confiere el derecho a la Javeriana para que sea la única que pueda explotar la invención durante 20 años e iniciar acciones legales por infracción si algún tercero la usa sin su autorización”, señala Adriana Peñaranda, abogada asesora en Propiedad Intelectual de la Dirección de Innovación en la Universidad.

Este derecho, permite el uso de unas tijeras ergonómicas que mejorarán las condiciones de miles de floricultores, en especial de la población femenina. Según cifras del Dane, la participación de mujeres dentro del sector es de más del 60%; solo en los municipios de la sabana de Bogotá se contabilizaron, para 2009, cerca de 38.000 mujeres vinculadas al área de producción en los cultivos.

Dice el investigador Jorge Enrique Córdoba, del CEE y uno de los responsables del nuevo diseño, que “es muy esperanzador ver cómo este producto se comporta en el mundo real y cómo reaccionan las personas. Es un proyecto de largo aliento, pues encontrar alternativas para las enfermedades osteomusculares profesionales es un proceso de años de ver cómo se mejoran. Nosotros, como centro de investigación, no somos fabricantes de herramientas, solo generamos el conocimiento para que funcionen”.

Según cifras oficiales, el 60% de la fuerza laboral en el sector floricultor es femenina.
Según cifras oficiales, el 60% de la fuerza laboral en el sector floricultor es femenina.

En conjunto con sus colegas Leonardo Quintana, Javier Fajardo y Álvaro Hilarión, desarrollaron el nuevo modelo como miembros del CEE de la Facultad de Ingeniería de la Javeriana.


El punto de partida de un invento

El principio de este proceso de invención se gestó en la realidad diaria de los cultivos: la actividad repetitiva del corte genera daños músculo-esqueléticos, en muchos casos incapacitantes para los trabajadores. Con el objetivo de comprender las causas que favorecen la aparición de estas afectaciones, desde 2007 los profesores Lope Hugo Barrero y Leonardo Quintana iniciaron la investigación.

Identificaron factores relacionados con posturas adoptadas por los trabajadores y el diseño de herramientas, y propusieron mejoras que van desde la incorporación de mejores tijeras de poda hasta mejores prácticas posturales.

Fue a partir de dichas recomendaciones que el foco se centró en el diseño de unas nuevas tijeras ergonómicas. De la mano del equipo de Ergonomía, Córdoba, diseñador industrial y mágister en Salud Ocupacional, elaboró un nuevo diseño que fue puesto a prueba en un mismo cultivo en 2011. Se realizó un estudio comparativo entre las tijeras tradicionales y el diseño propuesto para identificar cuál de las dos generaba mayores ventajas mecánicas a la población trabajadora.

Las pruebas se realizaron a la altura de codo y arriba de los hombros, dos posturas importantes desde la ergonomía. Como indica Shyrle Berrío, mágister en Ingeniería Industrial y responsable de estas pruebas, “se encontró que la tijera diseñada por el Centro generaba mayores ventajas mecánicas para el trabajador al ocasionar menor fatiga en varios músculos el brazo. Solo generaba mayor tensión muscular en postura de extensión”.

El nuevo diseño de tijeras mantuvo las manijas en posición vertical del diseño convencional, pero incluyó un sistema de agarre con mango rotativo con el fin de que el trabajador mantenga la muñeca en una posición neutra mientras acciona el mecanismo de corte, de manera similar al de una regadera de jardín.

Los investigadores también trabajaron en aspectos que van más allá de soluciones de diseño. “Ya no hablamos de cómo se comporta un músculo sino de cómo se siente la persona. Eso se hace con cualquier dispositivo nuevo. Se busca que el trabajador lo use, lo manipule, analice cómo lo percibe y evalúe el peso y el mecanismo para asegurarlo”, indica Córdoba.

Similar a una regadera de jardín, la nueva tijera permite que el operario mantenga su muñeca en una posición neutra.
Similar a una regadera de jardín, la nueva tijera permite que el operario mantenga su muñeca en una posición neutra.

Esto derivó en un estudio de usabilidad necesario para identificar cómo los trabajadores se sentían con este nuevo diseño. En este caso, la nueva tijera de poda generó calificaciones altas solo con las recomendaciones de mejorar su peso, pues algunos trabajadores manifestaron sentir el nuevo modelo más pesado.


Tijera certificada

Con los diseños aprobados y los resultados de las pruebas ejecutados, los investigadores iniciaron un largo camino con el acompañamiento y asesoría de la Dirección de Innovación de la Javeriana, en cabeza de Fanny Almario Mayor. Su participación fue crucial para establecer si era viable proteger estos desarrollos a través de alguno de los mecanismos de Propiedad Intelectual existentes y definir su potencial comercial. En 2013 se aprobaron dos solicitudes de patente en Colombia; más tarde, julio de 2017, EE.UU. concedió su aval.

Para el ingeniero Leonardo Quintana, director del CEE, la aprobación de la patente abre las puertas de muchas posibilidades: “Que la universidad use la patente para obtener un global manufactury (manufactura global) para que se produzca masivamente y que la Pontificia Universidad Javeriana reciba regalías por este concepto”. De hecho en la actualidad la universidad inició gestiones con potenciales clientes parar buscar la comercialización o licenciamiento de uso.

Este nuevo diseño y su patente marcan un nuevo paso sobre cómo permitir que un adelanto forjado en la Academia sea llevado al mercado para solucionar una problemática específica. Con su aplicación industrial se espera que estas nuevas tijeras impacten en las condiciones de salud de los floricultores en la medida que ya algunas empresas han manifestado interés en implementar las tijeras en sus cultivos.

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Para leer más sobre este tema:

En noviembre de 2012, cuando el sector flocricultor se preparaba para atender la demanda de San Valentín, publicamos un reportaje sobre las enfermedades musculo-esqueléticas que padecían sus trabajadores. Puede leerlo aquí.

Reconocimiento a la mejor investigación

/Foto: Felipe Abondano.
/Foto: Daniela Suárez.

El pasado 15 de septiembre, durante la clausura del XIV Congreso La Investigación en la Pontificia Universidad Javeriana, los miembros del CEE fueron reconocidos por su trabajo de investigación.

Leonardo Quintana, Jorge Enrique Córdoba, Javier Fajardo y Álvaro Hilarión recibieron el Premio Bienal Javeriano en Investigación 2017 en el área de Ciencias de la Salud, por su investigación Herramienta ergonómica para el corte de flores y frutos con mangos de agarre perpendiculares y de accionamiento rotativo.

Asimismo, la Dirección de Innovación destacó su trabajo como una de las nueve tecnologías y prácticas artísticas más destacadas que se hayan concebido dentro de la Universidad.


TÍTULO DE LA INVESTIGACIÓN: Evaluación comparativa de factores de preferencia uso de una herramienta de corte para floricultura con un nuevo diseño, versus la herramienta tradicional, estudio piloto (sin publicar)
INVESTIGADORES: Jorge Córdoba Sánchez y Leonardo Quintana Jiménez.
COINVESTIGADORES: Javier Fajardo y Álvaro Hilarión.
Facultad de Ingeniería Industrial
Centro de Estudios en Ergonomía
Pontificia Universidad Javeriana
PERIODO DE LA INVESTIGACIÓN: 2011-2014

 

TÍTULO DE LA INVESTIGACIÓN: A field experiment comparing mechanical demands of two pruners for flower cutting
INVESTIGADORES: Lope H. Barrero, Shyrle Berrio y Leonardo Quintana Jiménez.
Facultad de Ingeniería Industrial.
Centro de Estudios en Ergonomía
Pontificia Universidad Javeriana
PERIODO DE LA INVESTIGACIÓN: 2012

Planta bogotana contra el rotavirus

Planta bogotana contra el rotavirus

Le dicen suso o cenizo, pero para encontrarla en alguna plaza de mercado en Bogotá es mejor preguntar por vira-vira. No es difícil reconocerla, aunque se confunde con otras. Es una planta arbustiva de entre 60 cm y un metro de alto, con tallo delgado y hojas alargadas. Su color es verde pálido o incluso grisáceo, pero las flores, que son pequeñas y brotan en la parte de arriba, son amarillas. Las personas la usan desde hace mucho: con ella preparan bebidas para expulsar las flemas del resfriado, desinflamar la próstata o limpiar las vías urinarias. Crece en la sabana de Bogotá y algunas zonas de Boyacá, sobre todo en suelos rocosos, y aunque tiene primas muy parecidas en varios lugares del continente, esta especie, la Achyrocline bogotensis, solo ha sido reportada en esta zona del país.

Alba Nohemí Téllez, profesora del Departamento de Química de la Facultad de Ciencias, cuenta que la vira-vira ha sido estudiada por su Grupo de Investigación de Fitoquímica desde hace más de 30 años. Según explica, lo que se quería desde entonces era dar un aporte científico sobre los componentes químicos de la planta y describir algún compuesto que no hubiera sido reportado en la literatura científica. Ya se le habían realizado estudios etnobotánicos y el grupo de investigación sabía de los amplios usos que tenía en medicina tradicional, pero les interesaba descubrir si esta planta tenía una actividad contra los virus.

Entonces se unió con el profesor Juan Carlos Ulloa, del Departamento de Microbiología de la misma facultad, y juntos, en 2011, empezaron los primeros análisis sobre las propiedades antivirales de la Achyrocline bogotensis. “Nuestro modelo principal de investigación es el rotavirus, la mayor causa de diarrea severa en niños en todo el mundo, así que decidimos enfocarnos en él”, aclara Ulloa, quien indica que desde las exploraciones iniciales notaron ciertas particularidades en esta planta exclusivamente colombiana que los llevaron a un nuevo reto investigativo: serían los primeros en estudiar la relación entre vira-vira y rotavirus.


Escudriñar la vira-vira

El profesor Ulloa se recorrió toda la sabana de Bogotá y parte de Boyacá buscando poblaciones de la famosa planta. Esta es una especie que no ha sido domesticada y por eso tuvo que recoger el material vegetal en campo. Durante esa travesía, se percató de que la vira-vira requiere condiciones especiales para crecer, es poco tolerante al agua y un ojo poco entrenado puede considerarla fácilmente como maleza. Sabía que la actividad de las sustancias puede ser mayor cuando está florecida, factor clave para determinar el espécimen que debía recolectar. Tomó tallos, hojas y flores –la parte aérea de la planta– y los llevó al laboratorio de fitoquímica, donde limpiaron muy bien el material y luego lo secaron a una temperatura de 40 °C, alejado de la radiación solar directa.

La patente obtenida luego de más de seis años explica el método por el cual se obtuvo la fracción antiviral HM1.
La patente obtenida luego de más de seis años explica el método por el cual se obtuvo la fracción antiviral HM1.

El siguiente paso fue moler el material seco y mezclarlo con agua y etanol para obtener un extracto. Este procedimiento, según Téllez, “no tiene efectos de toxicidad y es aceptado por la farmacopea”. Posteriormente, ese universo de sustancias presente en el extracto se fraccionó en partes más simples para luego aplicar una metodología de ensayos biológicos guiados, que consistió en enfrentar in vitro cada fracción obtenida con los rotavirus y describir los resultados obtenidos. “Esos bioensayos nos dijeron cuáles eran los compuestos de la planta responsables de la actividad antiviral”, afirma la profesora, quien agrega que su grupo de investigación ha estado a cargo de caracterizar los compuestos.

La diarrea que causa el rotavirus en los niños puede llevar a una deshidratación severa e incluso la muerte. Algunas poblaciones no tienen acceso a vacunas.

Gracias a técnicas avanzadas como la citometría de flujo, que examina múltiples parámetros en una sola célula y arroja datos numéricos bastante robustos, Ulloa pudo identificar una fracción con compuestos de la Achryrocline bogotensis capaz de adherirse a los rotavirus y evitar que entren a un sistema celular. El compuesto, al que denominaron HM1, no solo puede neutralizar la mitad de una población de rotavirus sino también penetrar las células infectadas y, desde allí, reducir su multiplicación. Eso significa que “la primera correspondería a una potencial estrategia de protección contra la enfermedad y la segunda sería de tratamiento”, explica Ulloa.


Más por analizar

Los datos recogidos en ese primer proyecto de exploración se convirtieron en la base de una solicitud de patente de invención en Colombia, que, con el acompañamiento y asesoría en propiedad intelectual y transferencia de conocimiento por parte de la Dirección de Innovación de la Vicerrectoría de Investigación de la Universidad, los profesores empezaron a gestionar en enero de 2016 y fue aprobada el 3 de agosto de 2017 por la Superintendencia de Industria y Comercio.

De acuerdo con Ulloa, la diarrea que causa el rotavirus en los niños puede llevar a una deshidratación severa e incluso la muerte. Pero lo peor de todo es que, si bien existen vacunas comerciales, hay poblaciones que no tienen acceso a ellas y, así lo tuvieran, estas pueden no funcionar contra todos los tipos de rotavirus, especialmente los emergentes. Además, no existen alternativas específicas para tratar el rotavirus –ni medicina occidental, ni un producto fitoterapéutico–, y “es en ese vacío donde quisimos tratar de contribuir”, insiste la profesora Téllez.

La patente explica el método por el cual se obtuvo la fracción antiviral HM1. Para lograrla fue necesario embarcarse en un segundo proyecto de investigación que evaluó la toxicidad de las sustancias obtenidas de este vegetal. Aunque el Vademécum Colombiano de Plantas Medicinales especifica su baja toxicidad, “los elementos que están allí son insuficientes y nosotros quisimos complementarlos para que estuvieran acordes con normas internacionales”, indica Ulloa, y agrega que los resultados nuevamente fueron muy positivos.

Investigadores
Juan Carlos Ulloa y Alba Nohemí Téllez, los investigadores detrás de este proyecto.

En este momento, la investigación está en una tercera fase que, dice Téllez, “pretende ahondar en la caracterización química de las sustancias que componen la planta, la búsqueda de la fracción menos compleja y la evaluación de marcadores de toxicidad hepática e intestinal no medidos a la fecha”. Estos estudios más profundos permitirán no solo rastrear fácilmente el HM1 en nuevas muestras, sino también determinar factores para el cultivo y la recolección del material que garanticen mayor concentración del compuesto. Todo esto con el fin de crear en un futuro un producto de consumo oral.

Según Ulloa, ahora que ya cuentan con la patente, el siguiente reto es, por un lado, desarrollar el cultivo de la vira-vira para garantizar la sostenibilidad y reproducibilidad de obtención de la materia prima y, por el otro, hacer pruebas in vivo. Aunque los resultados tienen un gran peso científico, la mayoría han sido arrojados por experimentos in vitro, es decir, fuera de organismos vivos. Las pruebas en animales podrían obviarse porque la planta tiene una tradición de uso sustentada en el vademécum de plantas medicinales, pero para comercializar su producto en el país primero deben realizar pruebas en seres humanos. “Si logramos cultivar la planta y comprobamos su actividad antiviral en personas, será algo verdaderamente beneficioso”, asegura Ulloa.


Para leer más

  • Ministerio de Protección Social. 2008. Vademécum Colombiano de Plantas Medicinales.

 


INVENTORES: Juan Carlos Ulloa, Alba Nohemí Téllez y Mayra Alexandra Téllez
Facultad de Ciencias
Departamentos de Química y Microbiología
Grupos de Investigación de Fitoquímica y Enfermedades Infecciosas, área de Virología
PERIODO DE LA INVESTIGACIÓN: 2011-2017

Tecnología de punta en el cultivo de arroz

Tecnología de punta en el cultivo de arroz

Vestidos con sus tradicionales botas y un sombrero para protegerse del sol, los trabajadores llegan a la zona de cultivo. Frente a ellos, las cientos de plantas de arroz se izan hacia la luz natural, toda el área sigue inundada. Desprovistos de azadones, abren el computador portátil mientras un pequeño grupo alista el dron robótico, comprueban que funcione sin problemas y, lo más importante, que sus rotores giren con potencia. Unos minutos después, tras establecer las instrucciones en el software, el robot vuela por encima del área sembrada de manera autónoma.

No se trata de un relato futurista que sucede a miles de kilómetros. Todo lo contrario: en mayo de 2017, un grupo de ingenieros de la Pontificia Universidad Javeriana llegó hasta los cultivos de arroz que el Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT) mantiene en Palmira (Valle del Cauca) y en Santa Rosa (Meta). Allí pusieron a prueba el dron autónomo para tomar imágenes espectrales y captar información meteorológica en el que han trabajado por cerca de un año.

“Desde una tablet o un computador portátil se puede definir una misión a través de una interfaz gráfica muy sencilla. El dron estaría en la capacidad de despegar, realizar la maniobra por todo el cultivo y aterrizar de manera autónoma”, explica Julián Colorado, doctor en Robótica, profesor de Ingeniería Electrónica en la Javeriana y líder del proyecto.

Pruebas con la herramienta y el dron en campo.
Pruebas con la herramienta y el dron en campo.

Se trata de una iniciativa desarrollada en conjunto con el CIAT y Fedearroz (gremio de los arroceros colombianos), y financiada con fondos de Colciencias. Desde mediados de 2016 el equipo no solo adoptó una cámara multiespectral (provista de cuatro lentes que toman fotografías en distintos rangos de luz) y sensores de temperatura, radiación y presión atmosférica, también desarrollaron los algoritmos de funcionamiento, el sistema de navegación y la plataforma digital y fenotípica, entre otros, que recibirá toda la información recolectada.

“Dependiendo de esas imágenes tomadas con luz a diferentes longitudes de onda, se puede extraer información muy valiosa sobre el estado del cultivo”, asegura Colorado. Los datos le permiten al operario predecir el estado de la siembra y recabar información sobre la correlación genética de las plantas a partir de su genotipo: del color del cultivo, la altura, los nutrientes que está asimilando.

No importa si, al momento de iniciar la medición, hay sol pleno o una fuerte nubosidad, o si las condiciones climáticas no son las más favorables para una misión de reconocimiento. En el pasado quedan los sobrevuelos en helicóptero o en avioneta para identificar el estado real del área sembrada, al igual que las imágenes tomadas desde un satélite. En su lugar, a partir de imágenes que capturan entre uno y diez centímetros por píxel, pueden obtener información de altísima utilidad.

Por ejemplo, en estas primeras pruebas, los científicos del CIAT reunieron información valiosa que esperan utilizar en sus programas de desarrollo genético de semillas más fuertes, capaces de soportar el cambio climático. Por otro lado, el proyecto supondría un beneficio para los productores al reducir sus gastos para recabar información meteorológica y técnica del cultivo.

De hecho, el dron se convierte en una herramienta de alta tecnología que especializaría a la mano de obra dedicada a la siembra de arroz. “Pasamos las labores de sensado de información a una plataforma robótica autónoma. No es nuestro objetivo reemplazar a las personas sino enfocarlas en labores de mayor toma de decisiones, análisis, etc., automatizando la toma de datos”, explica Colorado. Los trabajadores actuales serían capacitados en nuevas labores como el manejo del software, el diseño de la misión y los distintos protocolos de operación, como la respuesta adecuada si se presentan fallas.

Imagen captada por el dron durante la fase de pruebas.
Imagen captada por el dron durante la fase de pruebas.

El proyecto aún se encuentra en la fase de pruebas y ajustes metodológicos, pero, al cabo de un año, los ingenieros y desarrolladores esperan terminar de afinar todos los detalles para entregarle al gremio una tecnología de punta y completamente funcional. “Hay desarrollos propios que pueden ser patentables”, reconoce Colorado.

Esto supondría una valiosa ayuda para un sector que, a pesar de haber logrado el año pasado la producción más alta en toda la historia (2,97 millones de toneladas del cereal en 570.802 hectáreas sembradas, según cifras del Dane), hoy se enfrenta a enormes desafíos de cara al futuro, como precios más bajos ofrecidos por parte de los molinos, un dólar que cada día encarece sus insumos o las fuertes lluvias que han ocasionado el desbordamiento de ríos, inundaciones y pérdidas irreparables en los cultivos.


TÍTULO DE LA INVESTIGACIÓN: Desarrollo de una herramienta para la agricultura de precisión en los cultivos de arroz: sensado del estado de crecimiento y de nutrición de las plantas usando un dron autónomo.
INVESTIGADOR: Julián Colorado.
PERIODO DE LA INVESTIGACIÓN: 2016-actualidad.
Con el apoyo de Colciencias, CIAT y Fedearroz.
Facultad de Ingeniería.
Pontificia Universidad Javeriana.