A cultivar frutas de calidad desde el laboratorio

A cultivar frutas de calidad desde el laboratorio

Agricultores del departamento de Huila llevan puestas batas, guantes y gorros; algunos cargan mochilas con esferos y libretas para apuntar su experiencia como investigadores javerianos. No es la primera vez que pisan un laboratorio, pero sí es su día de debut como científicos extrayendo el material genético de hojas de maracuyá. ¿Su objetivo? Conocer la importancia de un buen ADN en semillas de frutas como granadilla, gulupa, cholupa y maracuyá.

Este ejercicio surgió del proyecto Desarrollo de estrategias para la certificación de semillas y plántulas de  frutales pasifloráceos del departamento del Huila, Neiva Huila, Centro Oriente, iniciativa financiada con recursos de regalías que busca alternativas para que los viveristas de municipios como La Plata, Santa María, Isnos, San Agustín, Suaza, Rivera y Campoalegre, entre otros, obtengan semillas de buena calidad y las usen en sus cultivos de passifloras  o ‘pasionarias’, como conocen a esta familia de plantas en la región.

Desde 2017, Claudia Ramírez Sandoval  y María del Pilar Márquez, profesoras del Departamento de Biología de la Pontificia Universidad Javeriana, han trabajado de la mano con la Gobernación del Huila, la Corporación CEPASS, Corporación PBA, SAT (Fruticultores del Occidente del Huila), ACHOLJURI (Grupo Asociativo) y ASPPASAM (Asociación de Productores de Pasifloras del Municipio de Santa María) para determinar la calidad de estas semillas e identificar sus características con el fin de definir criterios que certifiquen su calidad. Esto con el propósito de implementarlas en el sistema productivo huilense.

Durante el primer semestre de 2018, los investigadores se encargaron de levantar información sobre la diversidad y disponibilidad de semillas de estos frutos y de definir los protocolos para su certificación a partir de un análisis fisiológicos, bioquímicos y moleculares. Además, se han encargado de implementar talleres con los cultivadores (multiplicadores) de estas frutas para fortalecer sus hábitos y capacidades empresariales.

Viveristas huilenses durante la actividad en la Javeriana.
Viveristas huilenses durante la actividad en la Javeriana.

En ese sentido, el pasado mes de septiembre, la Pontificia Universidad Javeriana recibió a alrededor de 30 productores rurales que participaron en una actividad de apropiación social del conocimiento junto a las docentes javerianas. En ella, los multiplicadores realizaron procedimiento comunes del quehacer científico para vivir de primera mano este ejercicio y así contar con nociones básicas de lo que se está llevando a cabo en el proyecto desde los laboratorios.

Pesquisa Javeriana estuvo presente en su visita y conversó con ellos sobre las implicaciones de este ejercicio en sus prácticas de cultivo, sus motivaciones para participar de él y algunos retos a los que se enfrentarán en el futuro.

La física y la matemática detrás del videojuego

La física y la matemática detrás del videojuego

El Centro Ático, en alianza con la Facultad de Ciencias de la Pontificia Universidad Javeriana, presentaron el proyecto ‘Dynamo, ciudad de la física’, iniciativa para fortalecer la enseñanza y el aprendizaje matemático y físico en estudiantes recién egresados de colegios o que cursan los primeros semestres del pregrado en Física.

La estrategia digital presenta las nociones básicas sobre modelos de conversión de unidades, cifras significativas y vectores que deben conocer los jóvenes a través de una interfaz amigable en la que Stephen Hawking, Albert Einstein o Marie Curie les enseñan a resolver preguntas acertadamente.

El pasado mes de abril, el equipo de investigadores del departamento de Física de la Universidad Javeriana, en cabeza del doctor en ciencias biológicas Orlando Acevedo Sarmiento, llevó a cabo el lanzamiento de ‘Dynamo, la ciudad de la física’ en el salón creativo del Centro Ático. Al evento asistieron más de 30 estudiantes de la Facultad de Ciencias de la Universidad Javeriana, quienes, además de interactuar con el juego y poner a prueba sus conocimientos, socializaron con los docentes sus apreciaciones sobre la innovación.

Pesquisa Javeriana conversó con Orlando Acevedo, líder del proyecto, quien el objetivo de esta creación y los retos que vienen de cara al futuro.


Pesquisa Javeriana: ¿En qué consiste Dynamo?

Orlando Acevedo: Este juego es una herramienta que se les da a los estudiantes que llegan a la universidad, sobre todo a aquellos que no tienen claros los conocimientos sobre conversión de unidades, manejo de cifras significativas y vectores en física.

Uno como docente espera de los estudiantes que vienen de bachillerato que tengan claridad sobre los conceptos, pero el problema está en que cuando nosotros los recibimos, nos damos cuenta de que no tienen esas bases, por eso hay que ver cómo transformar esa situación a través del juego.


PJ: Entonces, este problema fue el punto de partida para crear el videojuego.

OA: El proyecto empezó en 2015 cuando quise enseñarles a mis hijos y a mis nietos a aprender a través del juego. Para ese entonces pensaba, por ejemplo, que los videojuegos podían ser una herramienta útil para enseñarles a los muchachos obre física; pensaba en cómo hacer que algo divertido como esto, aunque tiene un cierto tipo de lógica, también tuviera algún fin educativo.

En 2016 me senté a conversar con personas del Centro Ático para tratar de imaginar situaciones en las que gráficamente se analizaran conceptos físicos, de ahí empezamos a trabajar con el profesor Jimmy Mendieta Sanabria, del departamento de Física de la Javeriana, con quien construimos un modelo de gamificación, es decir, una estrategia en la que se usa el juego para la enseñanza.


PJ: ¿Cuál fue el resultado?

OA: Dynamo trabaja tres temas específicos: conversión de unidades, cifras significativas y vectores, y cuenta con varios espacios para lograrlo. Un gimnasio donde el jugador debe hacer conversión de unidades entre libras, gramos y kilos; un plano de una ciudad donde un avatar se mueve de un lugar a otro para medir categorías de velocidad, rapidez, y tiempo; y un concierto en el que se analizan los voltajes de los equipos, la conversión de monedas a partir de los precios de las boletas o la distancia que debe recorrer una persona para recoger el micrófono que la cantante lanzó desde el escenario, para calcular la velocidad y el desplazamiento.

Dynamo 2


PJ: ¿Por qué se llama Dynamo?

OA: Porque la fuerza se mide a nivel CGM en dinamos. Además, en latín, ‘dinamo’ significa movimiento y dinamismo, y ese es el concepto que queremos manejar con este juego.


PJ: ¿Cuál es el objetivo del videojuego?

OA: El propósito es trabajar con los estudiantes conceptos físicos, entre ellos las conversiones, ecuaciones o conceptos de energía que a veces les resultan complejos. De hecho, con los ejercicios que tiene Dynamo es posible repensar, analizar, estudiar y considerar las posibles alternativas para responder cada pregunta, porque, por ejemplo, cuando hacemos operaciones matemáticas o cuando se mide en física, el número de cifras que se usa para medir es crítico y, de no saber usarlo correctamente, puede tener un margen de error.

Es decir, si yo quiero en mi vida práctica como ingeniero hacer una obra, tengo que manejar números y evidentemente evitar errores porque al final uno de ellos puede ocasionar un puente torcido, incluso uno roto.


PJ: En ese sentido, la física y la matemática son fundamentales para quienes estudian áreas afines, ¿pero por qué a una persona del común podría parecerle interesante aprender estos conceptos?

OA: La verdad es que son necesarios en toda la vida. Aunque nosotros a veces no lo vemos, estamos acostumbramos a trabajar con física; de hecho, la manejamos pero no razonamos en que lo estamos haciendo. Por ejemplo, cuando se va a comprar un mueble para una casa es necesario pensar en cómo ubicarlo, en dónde, pero lo que le pasa a la gente muchas veces es que compra dicho mueble sin tener en cuenta sus dimensiones y, al final, o no le cabe o no le queda espacio en su sala para caminar, por eso este juego es fundamental para aprender a hacer cierto tipo de cálculos.


PJ: ¿Cuánto tiempo tardaron el diseño y programación del juego?

OA: Aproximadamente un año y medio. Para esta época el Centro Ático nos iba mostrando sus avances mientras que nosotros evaluábamos el juego, las dinámicas de las preguntas, los personajes y las empatía de los jóvenes con el diseño. De hecho, una de las ideas para Dynamo fue que los personajes principales fueran físicos, por eso pueden encontrarse con Stephen Hawking, Albert Einstein o Marie Curie.

Dynamo 1


PJ: ¿Cómo fue entonces el trabajo entre el Departamento de Física y el Centro Ático?

OA: El Departamento se encargó de elaborar el concepto físico, saber qué preguntas íbamos a hacer, qué debían responder los muchachos y de qué forma manejarlo. Mientras que en Ático, en cabeza de Sandro González, nos ayudaron con el diseño de lo que nosotros planteamos; por ejemplo, nuestra idea consistió en hacer un gimnasio para ver cómo se movían masas al momento de hacer pesas por los personajes y Ático se encargó de hacer todo el diseño de esta idea, y también la maqueta para arrastrar estas herramientas.


PJ: Una vez presentado el videojuego a la comunidad javeriana, ¿cuál es su balance?

OA: Falta mucho por hacer. Durante el lanzamiento, los estudiantes nos pidieron explicar el procedimiento matemático y físico que se debía tener en cuenta en caso de responder mal, pero el problema radica en que si se les explicábamos eso, entonces en una próxima oportunidad, los chicos conocerían la estrategia del juego.

Además, cuando nosotros pensábamos en hacer la prueba, calculamos que los jóvenes se demoraran 20 minutos, pero en realidad tardaron más; eso me recuerda una frase que mencionó el neurofísico Rodolfo Llinás, que nuestra educación se hizo básicamente para responder un parcial, un examen o una previa y no para sentarse a razonar; en este caso, los estudiantes tenían que sentarse a razonar y no solo pensar de qué forma sacar rápido la respuesta.


PJ: ¿Qué retos surgen de esta iniciativa?

OA: Nosotros pensamos este juego como la ciudad de la física, pero la meta es pensarlo más a delante como la ciudad de las matemáticas, por ejemplo, o la ciudad de la biología, química o del lenguaje. De hecho, uno se da cuenta de que los estudiantes en su mayoría no leen o no escriben muy bien, entonces ese tipo de cosas se pueden abordar con esta clase de juegos.

Por ahora vamos a seguir trabajando en Dynamo. Tenemos que reunirnos nuevamente con el equipo para ver cómo todas estas enseñanzas pueden mejorar el ejercicio académico. Tenemos que hacer una retroalimentación, teniendo en cuenta las reflexiones que hay alrededor de ello.

Santiago de Cali también es ciencia

Santiago de Cali también es ciencia

La capital del Valle del Cauca suele asociarse con salsa, caña de azúcar, movimiento, cine arte, exuberancia y calor. Pero cinco universidades de la ciudad quieren sumarle la ciencia y el desarrollo a esa imagen en el inconsciente colectivo del país. Su apuesta se llama ZONA C, con la que buscan generar espacios de divulgación y apropiación de conocimiento científico que involucren a las instituciones académicas, la ciudadanía y el sector empresarial.

Este programa, liderado por las universidades Javeriana Cali, Autónoma, Univalle, Icesi y San Buenaventura, nace para visibilizar lo que se hace en materia de investigación y desarrollo científico en sus aulas y laboratorios para contribuir al progreso local, regional y nacional, en especial en escenarios como el actual, donde, según cifras del Ministerio de Comercio, Industria y Turismo, se invierte el 0,38% del PIB en actividades relacionadas con ciencia, tecnología e innovación.

ZONA C parte como una iniciativa general que incluye tres actividades principales: Simposio de divulgación de la investigación, Ruta de la ciencia y Ciencia al parque. Cada una estará enmarcada en lo que se han denominado como ejes temáticos transversales: Salud y bienestar; Educación cultura y sociedad; Desarrollo, ambiente y sostenibilidad; y Competitividad, emprendimiento e innovación.

Con el Simposio de divulgación de la investigación se pretende que investigadores, estudiantes de posgrado y semilleros presenten ante la comunidad caleña los avances obtenidos en sus proyectos investigativos a través de diferentes jornadas que se llevarán a cabo en cada una de las universidades organizadoras.

Por otra parte, la Ruta de la Ciencia tiene como objetivo que los participantes conozcan las capacidades en infraestructura y laboratorios con las que cuentan las universidades, para desarrollar proyectos de investigación que contribuyan a resolver problemáticas reales que afectan a la sociedad.

Finalmente, Ciencia al parque es un espacio dirigido a los estudiantes de los últimos años de secundaria y que están en proceso de transición a la educación superior; su objetivo es generar una experiencia interactiva de trabajo conjunto con los semilleros de investigación y sensibilizar a los futuros investigadores respecto a las problemáticas entorno a los ejes temáticos del evento.

ZONA C se presentará ante el público caleño los días 12, 13 y 14 de septiembre en los campus de las universidades organizadoras, y tendrá entrada libre.

A propósito de la generación de espacios como ZONA C, Pesquisa Javeriana habló con Iván Leonardo Cepeda Leal, nuevo director de la Oficina de Investigación, Desarrollo e Innovación de la Pontificia Universidad Javeriana Cali, respecto a los retos a los que se enfrenta el mundo en materia de investigación.

“No hay fondos suficientes para financiar todos los avances que se necesitan hoy en día. Países como Estados Unidos o Canadá financian solamente alrededor del 10% de los proyectos que merecen financiación. Esto no es muy diferente en la mayoría de los países del mundo”, enfatizó Cepeda, quien explicó que, ante las limitaciones de presupuesto, los investigadores deben priorizar en sus proyectos las soluciones a los problemas más relevantes, con beneficios a mayor escala.

“Un enfoque priorizado debería orientar dónde se necesita enfocar nuestros esfuerzos en cada momento”, aseguró, al mismo tiempo resaltó la importancia de una ética científica de acuerdo al contexto donde se investigue: “Se necesita fortalecer los procesos para asegurar que todos los proyectos de investigación no generen un impacto negativo en los seres humanos, los animales o el medio ambiente. Hay modelos sólidos internacionales que deben adaptarse a cada entorno del planeta donde se hace investigación”.

Patente javeriana para limpiar el agua

Patente javeriana para limpiar el agua

Las actividades humanas dejan un rastro indeleble en el agua. Lavar la ropa, ir al baño, fabricar un anuncio publicitario, regar una cosecha, entre otras, producen, como consecuencia, residuos líquidos cargados de contaminantes; conocidos como aguas residuales, se han convertido en un problema ambiental de primer orden porque, al no ser tratadas adecuadamente, pueden contaminar fuentes de agua para el consumo humano, además de los ríos y los mares. Si bien se estima que en América Latina el 80% no es tratada adecuadamente, el Gobierno colombiano ha invertido en los últimos años fuertes recursos para tratar el 42% de las generadas en el país.

A pesar de que hoy en día se han estudiado diversas técnicas y procesos para remover los contaminantes producidos por industrias como la marroquinera, textil y minera en aguas residuales, los ejercicios de filtración, flotación o precipitación no han sido suficientes por sus altos costos y la selectividad de los materiales usados.

Esto llevó al Grupo de Investigación en Biotecnología Ambiental e Industrial, adscrito a la Facultad de Ciencias de la Pontificia Universidad Javeriana, a diseñar un filtro de origen biológico capaz de aislar los colorantes, metales pesados y aditivos de las aguas residuales. En su fabricación utilizaron tejidos de material lignocelulósico, es decir, un compuesto obtenido de biomasa vegetal (en este caso, de origen forestal)  que sostiene una capa de hongos obtenidos de la podredumbre de la madera que fueron mejorados microbiológicamente.

Biotrap, como se le conoce, cuenta con un filtro flexible, resistente, altamente poroso y ajustable a diferentes configuraciones de reactores o filtros sin importar si su forma es cilíndrica, cuadrada, etc. Sobre este bioportador laminar, como se le conoce técnicamente, actúan las cepas de hongos Pleurotus ostreatus y Phanerochaete chrysosporium, encargados de retirar los contaminantes.

Esta innovación es el resultado del proyecto Consorcio de hongos inmovilizados sobre un portador laminar de lignocelulosa para el tratamiento de aguas residuales y proceso para la elaboración del mismo, recibió el pasado 29 de junio la aprobación de patente por parte de la Oficina de Patentes y Marcas de Estados Unidos (United States Patent and Trademark Office).

Biotrap ya había obtenido, el 31 de marzo del 2016, la patente de invención en Colombia por parte de la Superintendencia de  Industria y Comercio, mediante la resolución 14909.

Pesquisa Javeriana conversó con la biotecnóloga Aura Marina Pedroza, profesora del Departamento de Microbiología y coordinadora del proyecto, quien explicó el funcionamiento de esta innovación y conversó sobre los retos que este trabajo implica para la universidad y su equipo.

Las enfermedades raras tienen un aliado en Colombia

Las enfermedades raras tienen un aliado en Colombia

Una investigación para comprender las llamadas ‘enfermedades raras’ o ‘huérfanas’, como la elefantiasis o la esclerosis lateral amiotrófica que afectó durante tantos años a Stephen Hawking, evolucionó hacia el diseño de técnicas diagnósticas que se han convertido en herramientas indispensables a la hora de detectarlas. Un ejemplo es el caso del Instituto de Errores Innatos del Metabolismo (IEIM), de la Pontificia Universidad Javeriana, que en sus más de 20 años de investigación ha abordado dos factores fundamentales en este tipo de padecimientos: reconocimiento por parte de los médicos y tratamiento de los pacientes desde un enfoque multidisciplinario.

“Los síntomas de estas enfermedades son muy inespecíficos”, dice Carlos Javier Alméciga, director del Instituto. “Esto hace que, cuando hay un paciente que tiene ciertas características como letargia, vómito, rechazo a la alimentación, convulsiones o retraso en el desarrollo, normalmente lo primero que hacen los médicos con estos pacientes, que suelen ser bebés, es pensar que se trata de enfermedades comunes; después de un par de días, meses en los casos desafortunados o años en el peor de los escenarios, sospechan que puede ser una enfermedad rara”.

Estas enfermedades, que según la Ley 1392 de 2010 afectan en Colombia a menos de una de cada 2.000 personas, dañan el metabolismo de los constituyentes del ADN, es decir, de las letras que componen nuestra información genética. Alméciga señala que “al afectarse ese material genético se produce un daño en una proteína y eso lleva a que haya un daño en el metabolismo de los compuestos, lo que hace que los pacientes tengan algunas manifestaciones y características clínicas que son específicas de cada enfermedad”.

Luego de que por años las pruebas diagnósticas de este tipo de padecimientos estuvieran a cargo del IEIM, desde el 2009 se vienen aplicando en el Laboratorio de Diagnóstico del Hospital Universitario San Ignacio (HUSI). Esto permitió que se aumentara la cobertura de la población, pues se pasó de 1.203 pruebas en 2007 a más de 5.000 en 2017.

El académico y científico Luis Alejandro Barrera, pionero en el estudio de las enfermedades raras en Colombia y fundador del IEIM en 1997, apunta que “se ha logrado preparar un número considerable de médicos, bioquímicos, bacteriólogos, genetistas, neurólogos y nutricionistas, entre otros, que ya están sospechando de estas enfermedades”, lo que no sucedía antes.

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Diálogo entre la academia y la clínica

El 60% de las pruebas diseñadas y adaptadas en el IEIM identifica ácidos orgánicos y cuantifica aminoácidos, lo cual va indicando el tipo de enfermedad que adolece el paciente. El porcentaje restante diagnostica enfermedades genéticas progresivas o desórdenes en el nivel de carbohidratos del paciente, entre otros síntomas indicativos de enfermedades raras. Alméciga asegura que en el IEIM trabajan con un grupo cercano a mil de estas enfermedades producidas por daños en proteínas que afectan el metabolismo celular.

“El hecho de estar cobijados por el hospital y de trabajar de su mano nos ha permitido ampliar la cobertura, además de hacer más frecuente que los médicos sospechen de estas enfermedades. Con eso hemos ido rompiendo el paradigma de que si son raras no las conocen, y de que sigan siendo raras por su desconocimiento”, afirma Alméciga.

Sin embargo, la relación simbiótica en la transferencia de conocimientos entre la academia y la clínica ha hecho más que eso. El constante diálogo entre el instituto y el laboratorio ha enriquecido el diagnóstico y generado ideas para la innovación.

El HUSI ya es un referente a nivel nacional en cuanto a la detección de enfermedades raras, por lo que cada día llegan cerca de 25 personas a realizarse pruebas de este tipo. Pero el reto continúa porque, como enuncia Alméciga, “en muchos casos, con las herramientas que tenemos no llegamos al diagnóstico”. Eso significa que los investigadores del IEIM continúan buscando respuestas, pues son más de 7.000 las enfermedades clasificadas como raras.

“Todo esto nos llevó a explorar una nueva técnica, la resonancia magnética nuclear, con el objetivo de ofrecer eventualmente una nueva herramienta de diagnóstico. Estamos en el proceso de estandarización y evaluación de la metodología, pero ya tenemos resultados interesantes respecto a la posibilidad de identificar pacientes que con las técnicas tradicionales no podemos ver”, explica el director del Instituto, y esboza un lapso de dos años para ofrecer esta herramienta al servicio de la salud del país.

La directora del laboratorio, Claudia Cecilia Orozco, asegura que “además de la calidad de los procesos que permite la alianza, está el tema de la oportunidad de nuestros exámenes, que hace que los resultados estén para cuando el médico los requiere”. Se trata de 25 pruebas diagnósticas que cubren un número importante de enfermedades, todas ellas resultado de las investigaciones y de adecuaciones de pruebas norteamericanas y europeas diseñadas por el IEIM.

Alméciga hace énfasis en la importancia de las investigaciones en el sentido de adaptar las pruebas internacionales al contexto –genética, mestizaje, alimentación, etc.– y a las tecnologías colombianas para hacerlas más precisas.

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Un examen oportuno y preciso, continúa, “permite el desarrollo de tratamientos de manera temprana, y, en muchas ocasiones, eso no solo significa la diferencia entre la vida y la muerte, sino también entre tener o no calidad de vida”.

El diagnóstico además posibilita realizar una consejería genética con el fin de que los padres del paciente puedan tomar la decisión sobre tener un segundo hijo.

“En algunos casos, tratándose con controles, manejo nutricional y medicamentos, la persona puede tener una vida cercana a lo normal o normal. Si no se detecta la enfermedad y no se hace nada, se pueden generar cosas tan críticas como retardos mentales severos, retardos del crecimiento o se compromete la vida del paciente”, concluye Orozco.

Este es uno de los proyectos que la Dirección de Innovación de la Vicerrectoría de Investigación de la Javeriana ha apoyado para lograr la aplicación del conocimiento adquirido en tantos años de investigación. El aporte, dice la directora Fanny Almario, “se da en la estructuración de los acuerdos de transferencia para que sea un proceso gana-gana”. La disposición de los investigadores y médicos para identificar oportunidades y trabajar de manera conjunta para el desarrollo de estas pruebas beneficia a la sociedad, uno de los objetivos de la investigación científica.


Para leer más:

  • Alexander Rodríguez-López, Luisa N. Pimentel-Vera, Ángela J. Espejo-Mojica, Oscar A. Hidalgo, Shunji Tomatsu y Carlos J. Alméciga-Díaz. “Recombinant N-acetylgalactosamine-6-sulfate sulfatase (GALNS) enzyme produced in pichia pastoris as an alternative for Morquio syndrome type A ERT”. Molecular Genetics and Metabolism 123, n.° 2 (2018): S123. DOI.

 


TÍTULO DE LA INVESTIGACIÓN: Transferencia de conocimientos por parte del Instituto de Errores Innatos del Metabolismo al Laboratorio de Diagnóstico del Hospital Universitario San Ignacio
INVESTIGADORES PRINCIPALES: Carlos Javier Alméciga y Luis Alejandro Barrera
COINVESTIGADORAS: Olga Yaneth Echeverry y Johana Guevara
Instituto de Errores Innatos del Metabolismo, Facultad de Ciencias
PERIODO DE LA INVESTIGACIÓN: 1997-actualmente

Medicina e ingeniería se unen para salvar vidas

Medicina e ingeniería se unen para salvar vidas

El pecho de SimMan se mueve con el latido de su corazón, sus pupilas se contraen cuando el doctor Adalberto Amaya, especialista en educación médica, pone sobre ellas una linterna con luz blanca. Aunque su piel es pálida y tiene cejas cafés sutilmente delineadas sobre su frente, lo que realmente llama la atención de este peculiar paciente es que está hecho de plástico, caucho, cables y un software inteligente que reproduce las funciones fisiológicas del ser humano .

SimMan tiene forma de hombre. Es capaz de llorar, respirar, hablar, expulsar sangre e incluso fingir taquicardia, paros cardiacos, arritmias o hipertensión para poner a prueba a estudiantes y profesionales médicos en situaciones clínicas reales. Pero no está solo. SimMom, por ejemplo, es una tecnología que recrea el comportamiento de una mujer en condición de parto y las complicaciones obstétricas que pueden presentarse; LapSim , emula procedimientos laparoscópicos para mejorar las habilidades psicomotoras de los especialistas en quirófanos a través de realidad virtual, y SimBaby  es un dispositivo a escala diseñado para practicar procesos de entubación, desfibrilación y tratamientos intravenosos.

Estas novedosas herramientas hacen parte del Centro de Simulación Clínica  de la Pontificia Universidad Javeriana, una institución creada en el 2007 para facilitar procesos de aprendizaje y fortalecer las competencias médicas. En ese sentido, y teniendo en cuenta el interés de la comunidad académica por desarrollar instrumentos biomédicos para el trabajo hospitalario, Martha Lucía Zequera, diseñadora industrial javeriana y doctora en ingeniería biomédica, se interesó en crear un curso de verano para formar a estudiantes de posgrado y doctorado en el desarrollo de tecnologías emergentes, creadas para asistir a los adultos mayores.

Así nació el primer Summer School: “Emerging Technologies to Support Health Care and Independent Living ” en 2017, un evento diseñado por la Facultad de Ingeniería y la Facultad de Medicina de la Universidad Javeriana, la International Federation for Medical and Biological Engineering (IFMBE ) y la Engineering in Medicine Biology Society (IEEE).

Participantes del curso de verano en la Pontificia Universidad Javeriana sobre tecnologías emergentes para atención del adulto mayor.
Participantes del curso de verano en la Pontificia Universidad Javeriana sobre tecnologías emergentes para la atención del adulto mayor.

Pesquisa Javeriana estuvo presente durante la segunda versión del encuentro, del 25 al 29 de junio, al que asistieron 12 conferencistas internacionales como: Ratko Magjarevic, profesor titular de la Facultad de Ingeniería Eléctrica y Computación de la Universidad de Zagreb, Croacia; Kang-Ping Lin  Ph.D., profesor de la Universidad Cristiana Chung-Yuan de Taiwán, y  Andrew Laine, profesor de radiología de la Universidad de Columbia en Nueva York, quien destacó el trabajo que ha venido desarrollando el Centro de Simulación Clínica con los estudiantes javerianos.

Martha Lucía Zequera, coordinadora del curso de verano, le cuenta a Pesquisa Javeriana cómo desarrolla el plan de trabajo académico que tiene con los estudiantes, de qué tratan sus investigaciones y los retos que se presentan de cara al futuro.

Pesquisa Javeriana: ¿Cómo surge esta investigación?

Martha Lucía Zequera: En Latinoamérica no teníamos un curso de alto estándar para estudiantes de posgrado y doctorado en ingeniería biomédica y para hacerlo necesitábamos tener el aval de IFMBRE, IEEE y el Consejo Regional de Ingeniería Biomédica para América Latina (CORAL). Por eso, empezamos a consolidar un grupo interdisciplinario entre estas redes en 2014 con el apoyo del vicerrector académico de la Universidad Javeriana, Luis David Prieto Martínez, y el decano de la Facultad de Ingeniería, Jorge Sánchez. A la primera reunión asistieron representantes de cada entidad, de países como México, Argentina y Ecuador. Con ellos empezamos a fortalecer la idea.

PJ: ¿Qué entender por ingeniería biomédica?

MLZ: La ingeniería biomédica es la implementación de soluciones  o invenciones de ingeniería aplicadas a la medicina para preservar la vida humana y proteger el medio ambiente. Esa es la filosofía de este concepto y su aplicación en el área de la salud.

PJ: ¿Por qué decidieron orientar esta iniciativa en torno al adulto mayor?

MLZ: Tomamos como tema emergente al adulto mayor porque es una población frágil, es una población afectada, lo cual es común en América Latina. A pesar de ser una población muchas veces despreciada por su vejez, tiene mucho por contar, mucha sabiduría, por eso queremos enseñarles a los ingenieros la importancia que tiene el ser humano y cómo las tecnologías son medios que facilitan mejores diagnósticos y su calidad de vida e independencia.

PJ: En ese sentido, ¿cuál es la metodología de trabajo con los estudiantes?

MLZ: Decidimos trabajar dos grandes temas en este summer: el primero es rehabilitación porque las personas mayores están propensas a caerse e incluso tienen muchas alteraciones del equilibrio, y por otro lado las enfermedades cardiológicas. Durante las clases les enseñamos qué es, por ejemplo, un infarto y lo que se hace cuando esto ocurre para que empiecen a construir conocimiento […] Luego, durante el cierre del evento ante el Vicerrector de Investigación de la Universidad Javeriana y el grupo de profesores invitados, los estudiantes presentan una propuesta de  investigación real, clara, a partir de una señal cuantitativa.

PJ: Explíquenos un poco sobre el concepto ‘investigación real’.

MLZ: Esto significa que cada grupo de estudiantes tiene un padrino profesor de las organizaciones invitadas, quienes conforman el comité académico. Primero les presentamos a médicos quienes les cuentan sobre las características del adulto mayor, lo que en términos clínicos es normalidad y anormalidad, para que luego ellos apliquen esos conocimientos en su ingeniería a través del procesamiento de señales biológicas. Así, el ingeniero empieza a entender la fisiología desde la óptica médica y no solo desde la ingeniería para hacer un trabajo de investigación más sólido.

Ahora tenemos cuatro grupos de investigación que van a trabajar en problemas específicos; nosotros les enseñamos a manejar ‘key words’ en los cuatro casos para que ellos desarrollen la bibliografía, el estado del arte y entiendan desde la ingeniería qué es la fisiología, qué es normal y qué no lo es.

PJ: ¿Cuáles son esos problemas?

MLZ: Sus investigaciones surgen de los talleres que les presentamos. Por ejemplo, uno es sobre el análisis de la huella plantal. Allí los estudiantes deben descubrir con las técnicas de ingeniería y con los algoritmos cómo caracterizar las diferencias entre las morfologías de los pies para que un médico, en este caso, pueda diagnosticar el equilibrio de un paciente y predecir caídas a partir de sus patrones de presión.

También les presentamos talleres sobre exoesqueletos: estos son dispositivos para asistir a las personas que tienen problemas músculoesqueléticos como en el caso de los adultos mayores que tienen problemas de desviación de columna, de cadera, desgaste de meniscos o que requieren trasplante de rodilla.

Con esta información y sus inquietudes, un estudiante de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Javeriana propuso mostrar cómo un atleta de alto rendimiento puede variar su capacidad de respiración o de movilidad de acuerdo con la ubicación del sillín de su bicicleta.

PJ: ¿Qué diferencia a este encuentro de otros cursos sobre ingeniería biomédica?

MLZ: Nuestro interés es que este summer sea una red para desarrollar, innovar y hacer investigación y docencia en grupo; la diferencia es que formamos una red de ingenieros humanizados por las tecnologías, es decir que no desarrollan tecnología per se, sino una que sea incluyente y que pueda ser activa en el adulto mayor para que le garantice una mejor calidad de vida.

PJ: Una vez finalizado este encuentro, ¿cuáles son sus metas a corto plazo?

MLZ: Esperamos hacer un tercer summer. Cuando este esté maduro esperamos publicarlo en una revista especializada en ciencia, tecnología e innovación como Springer  y luego rotarlo por toda Latinoamérica. Esta es la idea, que salga de la Javeriana, que empiece a rodar y que se implementen todas las metodologías que trabajamos aquí.

También quiero decir que la oficina de Innovación de la Universidad Javeriana nos ha propuesto para el próximo año hacer un workshop de nuevas prácticas de transferencia de tecnología e innovación. Paralelamente, con IBM nos propuso hacer una maratón de nuevas ideas usando las técnicas que dimos en este encuentro.

Ciencia Javeriana de alcance mundial

Ciencia Javeriana de alcance mundial

Tras un riguroso análisis que llevó poco más de seis meses, el comité evaluador escogió dos proyectos liderados por la Pontificia Universidad Javeriana como ganadores de la Segunda Convocatoria de Ecosistema Científico, la cual hace parte del programa Colombia Científica con la que el gobierno busca tanto promover la investigación y la innovación científicas como fortalecer la calidad de la educación superior, al igual que facilitar el ingreso de estudiantes colombianos a programas de doctorado.

El proyecto de Bogotá es dirigido en su componente científico por Susana Fiorentino, bacterióloga javeriana, investigadora con postdoctorado en Inmunoterapia Antitumoral, y busca la generación de terapias alternativas contra diferentes enfermedades, entre ellas el cáncer, a partir de fitomedicamentos procesados de más de 20 plantas, algunas nativas, como el anamú, el divi divi, la guanábana o la pimienta.

En esta propuesta participan 17 instituciones universitarias y empresas tanto colombianas (las universidades del Valle, de Antioquia, la Surcolombiana, el Instituto Tecnológico del Putumayo, la Corporación Universitaria Juan N. Corpas, la Corporación Universitaria LaSallista, el Hospital Universitario San Ignacio y la firma barranquillera Procaps) como extranjeras (las universidades Sorbona y Nantes, de Francia; Federal de Rio de Janeiro y São Paulo, de Brasil; la University College of London y el Imperial London College, del Reino Unido; el Instituto Ludwig, de Suiza; y el Instituto Motffit, de Estados Unidos).

“La investigación va más allá del estudio de los componentes de las plantas; es la interacción de sistemas complejos”, comenta Fiorentino, quien explica que cada institución, a su vez, se encargará de un subproyecto que permitirá transformarlos en fitomedicamentos a través de procesos de investigación y comparación de metabolitos (metabolómica), genes (genómica) y  proteínas (proteómica): “Esos componentes mezclados pueden tener un efecto positivo en la regulación del equilibrio del cuerpo y favorecen la eliminación propia del organismo de las células tumorales”.

María Fernanda Gutiérrez, doctora en Virología y directora de Fortalecimiento Institucional del proyecto, resalta las sinergias y los apoyos que desde la Javeriana y las universidades del Valle y de Antioquia se establecerán para contribuir a los procesos de acreditación de las demás instituciones universitarias participantes de este ecosistema.


Aporte a la investigación agrícola

El proyecto de Cali es liderado por Andrés Jaramillo, ingeniero electrónico javeriano, investigador de la sede en Cali con postdoctorado en Ciencia e Ingeniería de Nanoescala; su propósito es transformar los componentes epigenéticos, genéticos, metabólicos y proteicos del arroz y la caña de azúcar, para producir semillas más resistentes a cambios del clima, con un mejor rendimiento en la cosecha y que contribuyan a disminuir la emisión de gases de efecto invernadero.

En este ecosistema participan 16 entidades colombianas (Universidad Javeriana con sus sedes de Bogotá y Cali, las universidades Icesi, de los Andes, de Ibagué, del Quindío y de los Llanos, el Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT), Cenicaña, Fedearroz y la firma Intelecto) y del exterior (el California Institute of Technology y la Universidad de Illinois at Urbana Champagne, de Estados Unidos; la Ghent University, VIB, de Bélgica; el National Institute of Agricultural Botany, del Reino Unido; y la Universidad de Tokio, en Japón).

La ‘Segunda Convocatoria de Ecosistema Científico para la Financiación de Programas de I+D+i’ fue lanzada por el presidente Juan Manuel Santos en marzo de 2017, con el propósito de desarrollar el potencial científico de las regiones colombianas y alinear la innovación científica con las necesidades del sector productivo. El programa, convocado por Colciencias, Icetex y los Ministerios de Educación y de Industria, Comercio y Turismo, contempló una financiación de más de $150.000 millones provenientes de un préstamo del Banco Mundial.

 

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.
Pasos hacia la investigación científica de punta

Pasos hacia la investigación científica de punta

Mercè Crosas, doctora en astrofísica y directora del Instituto de Ciencias Sociales Cuantitativas de la Universidad de Harvard, compartió con Pesquisa Javeriana algunos consejos para alcanzar los modelos de investigación de alta calidad y las estrategias para el manejo de grandes cantidades de información en áreas del conocimiento que aún no han sido exploradas.

La académica participó en el evento ‘Construcción de capacidades para la investigación internacional – Building Capacities for International Research’, realizado en marzo en las instalaciones de la Pontificia Universidad Javeriana, un conversatorio impulsado por la Vicerrectoría de Investigación de la institución para actualizar los estándares científicos de investigación y conocer las experiencias en la materia de uno de los centros académicos más reputados del mundo.

Durante la entrevista, Crosas ofreció recomendaciones sobre el uso datos en la era del internet y los retos que tiene la comunidad científica en el manejo de fuentes de información durante procesos de investigación. “Es fundamental saber si se tiene la infraestructura necesaria para administrar los datos, tener herramientas que les permitan a los científicos organizar la información y crear un plan con los investigadores para saber qué datos se piensan colectar y cuáles no”, resaltó.

Además, señaló que uno de los retos más importantes actualmente respecto al manejo de la información tiene que ver con “la transparencia de los datos y el uso que se les da a estos, ya que se trabaja con seres humanos y es necesario hacer estudios de cómo preservar su privacidad”.

Pesquisa Javeriana conversó con ella sobre otros temas de interés durante su estadía en Colombia. Esta es nuestra entrevista:

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: