Computadores trabajando al unísono

Computadores trabajando al unísono

Millones y millones de datos en una fracción de segundo. Ya no se habla de gigabytes, ni siquiera de terabytes, sino de petabytes, es decir, 1015 bytes. Así es la información que arrojan las investigaciones científicas y que debe ser almacenada y procesada para tener resultados que aporten al desarrollo del conocimiento. La necesidad de analizar y organizar una cantidad inmensa de datos motivó al ingeniero eléctrico estadounidense Seymour Cray, en los sesenta, a desarrollar el predecesor de los centros de cómputo de alto rendimiento, es decir, de los grupos de computadores conectados que actúan como si fuesen uno y suman sus capacidades de procesamiento y almacenamiento de información. Fabio Avellaneda, investigador de la Universidad Javeriana, magíster en Ciencias Biológicas, puede dar fe de la efectividad de estas innovaciones. Durante su maestría, Avellaneda necesitaba simular un complejo virus, lo que requería mínimo de cuatro procesadores y meses de trabajo. Al unir los ordenadores de las salas del Departamento de Ingeniería de Sistemas, tuvo al servicio de su investigación un total de cien procesadores. Así, “el tiempo de simulación se redujo a menos de una semana”, explica, y agrega que este tipo de infraestructura no se usa únicamente para operaciones de cálculo. “Los estudios de animación digital, por ejemplo, lo utilizan para obtener las películas en el menor tiempo posible”.

En 2007, inspirada por las puertas que abrían estos avances, la Pontificia Universidad Javeriana lideró un proyecto, junto con la Universidad Industrial de Santander y la Universidad de los Andes, que permitió a Colombia contar con una red de centros de cómputo de acceso compartido, llamada Grid, que significa “malla” en inglés.

Grid Colombia es una iniciativa nacional para la construcción de una red de centros de cómputo conectados a lo largo de nuestra geografía. “Para los usuarios es como si existiera un gran computador y no los alrededor de 125 distribuidos en seis ciudades”, explica el ingeniero Enrique González Guerrero, director de la Maestría en Ingeniería de Sistemas y Computación de la Javeriana y director de Grid Colombia.

En la actualidad, 25 universidades del país están vinculadas al programa, que culminó su primera fase el 1.o de abril de este año. Cada una ha puesto al servicio de Grid un cluster, equipos similares comunicados directamente que trabajan de forma paralela, y la Javeriana sigue a la cabeza, en la medida en que los servicios básicos que permiten unir la infraestructura nacional de computación vinculada tienen su base en esta institución.

Ingeniería, física, química, biología y astronomía son algunas de las áreas de la investigación en las que tienen aplicación estos centros de cómputo de alto desempeño. Por eso, aunque ahora existe una red de colaboración general llamada Edu, la segunda etapa del proyecto se enfocará en desarrollar varias mallas, organizadas por comunidades específicas. “Hoy, cada comunidad científica trata de compartir los recursos, no solo porque se conocen, sino porque las aplicaciones son similares”, explica González. Un principio gracias al cual se enriquece la producción científica nacional.


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En un mundo a una escala mil millones de veces más pequeña que un metro

En un mundo a una escala mil millones de veces más pequeña que un metro

En el número 414 del edificio Jesús Emilio Ramírez S. J. la temperatura baja a -263 grados centígrados. Allí, justo a la altura de la carrera 7ª con calle 43, en el barrio Chapinero de Bogotá, podría estar el punto más frío de Colombia. Un criostato de ciclo cerrado de helio líquido permite hacer controles de temperatura que contribuyen a explicar cómo y por qué funciona un dispositivo orgánico emisor de luz.

Pero la temperatura también sube en el laboratorio de espectroscopía, y sube mucho cuando los físicos del grupo de investigación en Películas Delgadas de la Universidad Javeriana descargan su energía creadora, de conocimiento y de análisis, en el desarrollo de diodos detectores de rayos X, pantallas planas, celdas solares o memorias de alta densidad, elaborados a partir de materiales que sean biocompatibles y amigables con el ambiente.

Imagínese usted enrollando la pantalla de su televisor para llevarla bajo el brazo o preparándose para una radiografía de rodilla, en cuyo procedimiento ya no tendrá que apoyar su pierna sobre una superficie fría y rígida de metal sino que deberá disponerse a que esta sea envuelta en una fina lámina de material plástico llena de detectores de rayos X, con los que usted se evitará ser expuesto a varias radiaciones y el médico obtendrá múltiples imágenes de su extremidad.

Pero también podría imaginar una ventana que en el día permite que la luz exterior la traspase, pero en la noche la película con la que está fabricada se encarga de emitir la luz necesaria para iluminar el espacio interior. O un estudio de fotografía del que han desaparecido las tradicionales pantallas y paraguas con los que se maneja la iluminación para dar paso a una especie de telón que permite controlar la intensidad, el color, el brillo y la calidad de la luz que se requieren para cada toma.

Luis Camilo Jiménez, Hernán Rodríguez, Henry Méndez, Beynor Páez y Juan Carlos Salcedo, después de cursar sus doctorados, tres de ellos en Alemania y el último en México, se encontraron en la Javeriana en donde comparten su experiencia internacional y la idea de apropiarse de tecnologías utilizadas en el exterior para desarrollarlas o adaptarlas al medio colombiano. Su mundo es el de la nanotecnología; son expertos en estudiar el comportamiento de sistemas físicos a escala nanoscópica, es decir, mil millones de veces más pequeña que un metro. El avance de la tecnología ha permitido que la materia se manipule a esta escala, lo que ha hecho que la perspectiva de trabajo para los investigadores sea inmensa en la medida en que se hace posible fabricar “materiales artificiales con propiedades ópticas, electrónicas, estructurales o de cualquier otro tipo”, explica Henry Méndez a Pesquisa, vía Skype, desde la ciudad alemana de Berlín, en donde se encuentra en una estancia posdoctoral en el Instituto de Física de la Universidad de Humboldt.

El grupo de Películas Delgadas, con cinco líneas de investigación registradas en Colciencias —semiconductores orgánicos, cristales fotónicos, espectroscopía UV, VIS e IR, física de películas optoelectrónicas, instrumentación tecnológica física— se destaca en el país por su trabajo en las áreas de optoelectrónica orgánica y cristales coloidales.

Precisamente, uno de los principales resultados de su trabajo proviene de la electrónica orgánica, una tecnología basada en moléculas orgánicas cuyo elemento fundamental es el carbono. El grupo fue el primero en desarrollar en Colombia un dispositivo electroluminiscente o diodo orgánico emisor de luz (OLED, por sus siglas en inglés —Organic Light Emitting Diode—), con base en los polímeros orgánicos que permiten, como lo explica Beynor Páez, “lograr mayor luminosidad, mejor definición y gran variedad de colores”. El proceso de producción del dispositivo ya está dominado en los prototipos, ahora viene el de mejorar sus características ópticas y eléctricas, y avanzar en sus aplicaciones.

El trabajo fue fruto de un proyecto realizado en el grupo por los estudiantes Diana Pardo y Juan Pablo Cuéllar, bajo la dirección de los investigadores Henry Méndez y Juan Carlos Salcedo, y asesorados por Ricardo Vera, del Departamento de Química, y Beynor Páez, quien en ese entonces se encontraba vinculado al Instituto Qubiton Laboratories de Austria.

En la tarea de producir y explicar

Cuenta Henry Méndez que los materiales orgánicos están basados en átomos de carbono, y forman cadenas largas (polímeros) o pequeñas moléculas, a partir de las cuales los físicos pueden experimentar en la realización de dispositivos flexibles, transparentes, livianos, no-contaminantes y eventualmente biocompatibles.

Dispositivos como el OLED, explica Juan Carlos Salcedo, son el fundamento de la “nueva tecnología de pantallas planas y televisores enrollables ultradelgados que promete a corto plazo sustituir las actuales tecnologías LCD (Liquid Crystal Display) y de plasma. Para la fabricación de pantallas planas se requieren al menos tres polímeros emisores de luz en los colores primarios (rojo, verde, azul: RGB) por cada pixel, cuya combinación da lugar a la gama de colores visible, y su tamaño es del orden de los nanómetros (una millonésima de milímetro). En lo anterior está la base de la televisión de alta resolución del futuro, que, además, tendrá menos impactos negativos sobre el medio ambiente, ya que la fabricación de los dispositivos se hace con materiales no contaminantes y porque el voltaje de encendido será menor a 12 voltios, comparados con los miles que requiere un televisor de plasma”.

La base de estos dispositivos lumínicos es que se tiene un electrodo inyector de cargas positivas y otro de cargas negativas. La idea es que cuando se inyecta en un dispositivo cargas de ambos tipos, bajo ciertas condiciones, hay emisión de luz. Entonces, cuenta Méndez, “nuestra investigación se centra en que hay demasiados obstáculos para que eso suceda; de ahí que la experimentación se oriente a superar esas dificultades, a encontrar los materiales adecuados, a optimizar los procesos de producción, a mejorar la eficiencia de los dispositivos y a caracterizar y explicar qué sucede en cada prueba”. Como físicos, dice Páez, “nuestro reto no es solamente hacer los dispositivos sino explicar por qué funcionan”.

El solo proceso de fabricación del diodo, que se lleva a cabo en el área de materiales del laboratorio, puede requerir un protocolo de no menos de cincuenta pasos, en el que se recogen múltiples técnicas, años de trabajo y gran experiencia, precisa Luis Camilo Jiménez.

Del área de producción se pasa a la de caracterización, en la que se estudia la luz que emite el dispositivo orgánico que se fabricó, de tal forma que sea posible entender la estructura molecular y hacer modelos físicos. Una de las características principales de todos los dispositivos ópticos y electrónicos es que su funcionamiento depende de la temperatura. De ahí los juegos de temperatura que se manejan en el laboratorio. Y con un microscopio de fuerza atómica hacen la caracterización estructural del material. Todo este tipo de mediciones va acompañado de modelos teóricos, para luego regresar al área de producción con el fin de comprobar que el modelo teórico funciona.

Altas temperaturas que contagian

En Colombia, como bien lo señala Páez, “se puede hacer muchísimo con el conocimiento adquirido por sus científicos, específicamente en aspectos puntuales del mundo de la nanotecnología; pero desafortunadamente la industria no tiene la cultura de invertir en ciencia y desarrollo”. Con el agravante, puntualiza Salcedo, de “que los industriales quieren resultados inmediatos, y les parece que no pueden invertir en procesos de investigación que tomen más de dos años”. Lo que no se puede desconocer es que se está frente a una tecnología que promete. Las claves del éxito, aunque parezca una verdad de Perogrullo, son, en palabras de Jiménez, “el trabajo en equipo, la constancia, la permanencia y la voluntad institucional”.

Las altas temperaturas de producción científica del grupo de Películas Delgadas han contagiado a buen número de estudiantes javerianos a quienes les encanta la nanotecnología y empiezan a entender que este no es un campo en el que se crean robots de tamaño nanométrico, sino que implica saber controlar estructuras muy pequeñas y que, para lograr ese control, se necesita aprender mucha matemática, mucha ingeniería, mucha física y tener gran disciplina.


Para leer más…

+Méndez, H; Pardo, D; Cuéllar, J. P.; Salcedo, J. C.; Vera, R. y Páez, B. (2010). “Analysis of the Current-voltage Characteristics of Polymer-based Organic Light-emitting Diodes (OLED) Deposited by Spin Coating”. Universitas Scientiarum 15 (1): 68-76. Disponible en: https://redalyc.uaemex.mx/src/inicio/ArtPdfRed.jsp?iCve=49913062007. Recuperado en 20/07/2011.


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Tecnología de punta para la investigación en biología celular

Tecnología de punta para la investigación en biología celular

Contar con tecnología de punta es una de las principales necesidades de la investigación científica en todo el mundo. Colombia no está ajena a esa realidad, por eso ha venido adquiriendo modernos equipos con los que busca contribuir a fortalecer sus aportes a la ciencia.

La Universidad Javeriana ha concentrado esfuerzos en obtener lo que se conoce como “equipos robustos”, aquellos que hacen parte de la más alta gama tecnológica y que apuntan a la investigación de frontera, es decir, la que busca ir más allá de los paradigmas establecidos en torno a un tema.

De la mano de la Universidad llegó al país el primer citómetro de flujo Fluorescent Activated Cell Sorter, FACS Aria, un costoso y moderno aparato del que probablemente nunca antes había oído hablar un ciudadano común. Se trata de un dispositivo diseñado para contar células muy rápidamente e identificar sus características. Además de realizar las funciones corrientes del citómetro de flujo, equipo con el que ya contaba Colombia, este permite hacer sorting, un proceso que consiste en aislar las células de acuerdo con su tipo.

Lo que hace el aparato es organizar las células en fila para contarlas velozmente; hasta setenta mil por segundo. Durante este proceso también es posible determinar su tamaño, su granularidad (qué tan opaca es la célula) y analizar hasta nueve parámetros adicionales de las mismas. El sorter, la herramienta adicional del nuevo equipo robusto, permite obtener una muestra pura de una población celular determinada que expresa algunos de los parámetros de interés.

Equipos robustos como este tienen múltiples aplicaciones en investigación y en el ámbito clínico. Actualmente, varios grupos de investigación javerianos trabajan con el nuevo aparato, entre los que se encuentran Quimio Prevención y Biomedicamentos Antitumorales, Neoplasias Hematológicas, Biología de Células Madre, Inmunidad de Mucosas y Mecanismos de Regulación de la Respuesta Inmune.

En clínica, el citómetro de flujo brinda apoyo diagnóstico a los pacientes con tumores, con cáncer, con inmunodeficiencias o con VIH. La Javeriana tiene dos de estos aparatos, uno, el tradicional, dedicado al servicio clínico en el Hospital San Ignacio y, el otro, el FACS Aria, concentrado, por ahora, en la investigación científica.

Son muy pocos los equipos con capacidad sorter con que cuenta el país, dado que requieren personal idóneo para su manejo, profesionales entrenados y con amplia capacidad de análisis, pues de ello depende que tanto las investigaciones como los diagnósticos ligados a ellos arrojen resultados seguros y confiables. Este equipo fue adquirido gracias al propósito de la Universidad Javeriana de acercarse al conocimiento de frontera y al apoyo de Colciencias.

¿Por qué habría de interesar que exista un aparato como este? Porque cuando se logra aislar cada una de las células es posible estudiar su función, un problema básico muy importante. Así funciona la ciencia, “al resolver problemas de ciencia básica se puede generar conocimiento que no solo hace que la ciencia avance sino que permite desarrollos tecnológicos para solucionar problemas prácticos”, dice Manuel Antonio Franco, director del Doctorado en Ciencias Biológicas, amplio conocedor del potencial de estos equipos.

Actualmente la Javeriana adelanta trabajos como el estudio del rotavirus que causa la diarrea en los niños o cómo obtener un diagnóstico más preciso sobre la leucemia y el cáncer de mama, estudios que, con la introducción de estos equipos robustos, avanzan exitosamente en beneficio de la sociedad colombiana.


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Investigación ergonómica para la industria colombiana

Investigación ergonómica para la industria colombiana

El bienestar de los trabajadores y la productividad de las empresas son asuntos que tienen que ver con la prevención de lesiones y traumas y con el mejoramiento de las relaciones entre las personas y sus puestos de trabajo, y entre los procesos productivos y el ambiente laboral. Es un campo decisivo para el desarrollo de las sociedades, y en ello trabaja el Centro de Estudios de Ergonomía de la Pontificia Universidad Javeriana desde 1996.

Ecopetrol, por ejemplo, opera de la mano con el Centro en el tema de higiene y seguridad industrial, por medio de un monitoreo ambiental a nivel nacional. Entre menos contamine la industria, las personas podrán trabajar en un ambiente más sano que les permita desarrollar sus oficios adecuadamente. La relación empresa–universidad es un asunto de interés primordial para los investigadores que integran el Centro.

Una década y media atrás, Colombia no contaba con un amplio grupo de centros especializados que utilizaran el conocimiento de las habilidades y las limitaciones humanas, en el diseño de sistemas, organizaciones, máquinas y herramientas, en los que se involucran la tecnología, los equipos y los puestos de trabajo. De ese grupo hace parte el de la Javeriana, equipo de investigación multidisciplinario compuesto por ingenieros, diseñadores, médicos, psicólogos, epidemiólogos y economistas, orientados a estudiar temas de ergonomía, salud ocupacional, higiene, seguridad industrial y del transporte, dentro de un marco de prevención de lesiones y traumas.

A través de la investigación, se ha buscado suplir la necesidad, que existía en el país, de capacitar a las empresas y a sus trabajadores en las medidas que se pueden desarrollar para mantener una relación armoniosa con el entorno. Para divulgar información sobre la importancia de esta disciplina, el equipo ha desarrollado tres líneas principales de servicios: educación, asesoría especializada e investigación.

La primera, dirigida a estudiantes y profesores de la Javeriana y de otras universidades nacionales e internacionales, ofrece cursos cortos, seminarios y pasantías en ergonomía, salud ocupacional, higiene y seguridad industrial e ingeniería y medio ambiente. También pone a disposición el servicio de sus laboratorios, a través de los cuales se pueden realizar simulaciones de las intervenciones propuestas a las empresas y sugerir herramientas efectivas para desarrollar diseños que mejoren la relación de las personas con el entorno de trabajo. En ellos, por ejemplo, se pueden estudiar casos relacionados con la biomecánica, como los movimientos que realiza el cuerpo humano mientras desempeña actividades dinámicas o estáticas, y que a largo plazo resultan per­judiciales para la salud, como puede ser levantar cargas pesadas.

La línea de asesoría especializada presta atención a empresas y organizaciones para que logren asegurar condiciones impecables relacionadas con la salud de los trabajadores, optimización de puestos de trabajo y compromiso con el bienestar del trabajador y la productividad de la empresa colombiana. A partir de un diagnóstico, el Centro procede a realizar un diseño adecuado para generar intervenciones efectivas que busquen solucionar los problemas ergonómicos de las organizaciones que han utilizado sus servicios, entre las que se encuentran Mazda, Ecopetrol, Petrobras y Alpina, entre muchas otras.

El tercer campo de aplicación es la investigación, que además es la razón de ser del Centro. El país entero y la comunidad científica se nutren de los conocimientos generados en el grupo. Actualmente, se trabaja en el estudio de la antropometría, la biomecánica, la prevención de accidentes de trabajo y enfermedades ocupacionales, la evaluación de puestos de trabajo y el manejo de materiales, el análisis del movimiento humano y algunas medidas ergonómicas en la conducción de buses y camiones. Junto con el Ministerio de Transporte, por ejemplo, el Centro lidera el proyecto del Observatorio Nacional de Seguridad Vial.

En 12 años de labores, el Centro de Estudios de Ergonomía se ha convertido en un espacio abierto a la investigación que se nutre con la aplicación de sus proyectos en la industria colombiana.


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Diseño con dimensión ética

Diseño con dimensión ética

Incursionan en los procesos productivos de comunidades de artesanos y de sistemas de creación de mercados, no siempre tratados por el diseño como fuentes fundamentales para el desarrollo, desde la perspectiva del capitalismo moderno y de las diversas formas de neoliberalismo.

Dos aspectos se amalgaman para consolidar la noción de diseño socialmente responsable: ideología y participación. Para abordar el trabajo, las autoras buscan informarse sobre las posturas más críticas con respecto a lo que significa responsabilidad social. En este debate, como se sabe, hay aguas peligrosas y obstáculos para deslindar la diversidad de posiciones desde las cuales se relaciona dicha actividad con las estructuras sociales. Se cuidan de no caer en “la modernidad” de los discursos elaborados con persistencia por el neopositivismo y la escuela más pragmática exhibida por el empirismo y el desarrollismo de nuevo cuño.

Un elemento de evidente interés para el debate es la relación estrecha que tiene el diseño con la dimensión ética. En este apartado asumen una postura muy definida en relación con la educación de los diseñadores. El marco de referencia se valida de forma eficiente con las propuestas que la Pontificia Universidad Javeriana ha estructurado para la formación de los profesionales en esta área. Las autoras examinan y analizan los ciclos de educación, sus intenciones y los cambios curriculares. Además, los desafíos pedagógicos que la Universidad adopta de acuerdo con las dinámicas y las transformaciones generadas en la sociedad en su conjunto.

Como colofón del estudio, las autoras acentúan la capacidad que tiene el diseño con las características anotadas para analizar y proponer alternativas frente a problemas prioritarios de la sociedad.


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En pymes de marroquinería y calzado de Bogotá: El diseño pisa duro

En pymes de marroquinería y calzado de Bogotá: El diseño pisa duro

“Innovar a través del diseño es un reto que pocas empresas están en condiciones de asumir, como ocurre con las pequeñas y medianas empresas, ya que aún se considera el diseño como un gasto y no como una inversión”, afirma Sonia Patricia Paredes, investigadora principal del proyecto “Los efectos de la intervención del diseño industrial en las pymes de marroquinería y calzado de Bogotá, entre el 2000 y el 2004”, que determinó la repercusión del diseño industrial en el desarrollo de nuevos productos en el sector.

Hasta entonces sólo existían estudios desde la perspectiva económica, no del diseño como factor diferencial para lograr la competitividad, por lo que la investigación desbrozaba un camino en Colombia. Pero también planteaba retos al equipo de investigadores –compuesto, además, por los profesores javerianos Hugo Armando Bautista y Héctor Raúl Salazar–, como convencer a los gerentes de las pymes de la conveniencia de participar en el estudio. En total se trabajó con una muestra de 50 empresas (30 de calzado y 20 de marroquinería). El instrumento utilizado fue una encuesta que se aplicó a los gerentes.

También se enfrentaron a un sector sobre-diagnosticado, donde las acciones en diseño no han tenido el impacto esperado. Por su parte, el diagnóstico que obtuvo el equipo javeriano permitió conocer la situación del diseño en este sector y demostró que sólo el 40% de las pymes del estudio habían contratado servicios de diseño profesionales en los últimos cinco años. En el 24% de las empresas funciona un comité que toma las decisiones sobre el diseño, pero se pudo comprobar que por el desconocimiento del aporte del diseño en las pymes, para los empresarios no es clara la diferencia entre el modelista y el diseñador profesional, y en el 10% de los casos el modelista asume el diseño del producto.

Tendencia a la copia

Tras caracterizar las tipologías de gestión de diseño de las empresas, el estudio reflejó que las pymes del sector carecían de suficiente información sobre los mercados globales y las nuevas tecnologías, lo que les restaba ventajas competitivas. También se comprobó el desconocimiento que tenían del perfil del consumidor, mucho más informado en una sociedad del conocimiento. En la mayoría de los casos el acercamiento al cliente se realiza a través del vendedor, que desconoce su comportamiento y motivaciones de compra. Y las pocas empresas que acceden a información sobre estudios de tendencias de consumo no saben cómo aplicarla.

Frente a esta situación no es de sorprender que en el 98% de las pymes la práctica más común sea copiar productos de otras marcas y países, aunque no cuenten con la tecnología ni el conocimiento para producirlos. “Es así como en el mercado local predominan las copias de colecciones anteriores del mercado global”, afirma la profesora Paredes. Mejor dicho, siguen a la zaga del diseño.

Marcar la diferencia

De todas formas, el sector del calzado está más golpeado en Colombia que el de la marroquinería por la competencia, ya que los empresarios se habían acostumbrado a manejar un sector muy doméstico, pero con la apertura comenzaron a perder mercado. Sobre todo porque China, el mayor productor de calzado en el mundo, está empezando a competir no sólo por bajar los precios, sino también por aumentar la calidad e incursionar en el diseño.

El derrotero de los investigadores fue entonces evidenciar la precaria situación del diseño en el sector y proponer acciones para transformar la mentalidad del empresario, quien debe entender el diseño, no como otro modelo de calzado, sino como la posibilidad de diferenciación del producto a partir de la innovación en toda la cadena de valor.

La investigación –cuyos resultados se publicaron en una revista especialmente destinada a las empresas del proyecto– reflejó que en las pymes que contrataron diseño en el periodo estudiado, se presentó un impacto en términos económicos, ya que aumentaron las ventas de los productos con diseño y sus exportaciones. Y en términos de cultura organizacional, mejoró la comunicación entre los diferentes departamentos de la empresa.

La “internacionalización” del proyecto

Diagnóstico en mano, el grupo de investigación en gestión de diseño de la Universidad Javeriana siguió trabajando en el sector para cambiar la cultura de los empresarios frente al diseño y puso en marcha dos proyectos. El primero, la “Misión tecnológica en gestión de diseño”, se presentó el año pasado a la convocatoria de Colciencias, para visitar en España –con dos miembros del equipo de investigación y empresarios de tres pymes seleccionadas– diferentes centros de diseño y centros tecnológicos.

Esta vez los empresarios asistirán a las ferias de calzado y marroquinería, verán el esquema de gestión de diseño de producto aplicado en empresas de distintos sectores, los estilos de trabajo en las alianzas universidad-empresa y asistirán a talleres –con destacados conferencistas en el área de la gestión de diseño– en las universidades de La Coruña, Esade y Politécnica de Valencia, todo con el fin de volver a Colombia a divulgar el conocimiento adquirido en cinco ciudades del país.

La meta es capacitar al grupo asistente a la “Misión tecnológica” sobre la importancia de la adecuada gestión de diseño en las empresas y prepararlo para el desarrollo de un segundo proyecto aprobado en la convocatoria de Colciencias, denominado “Herramientas de apoyo a la gestión estratégica de diseño” (Hagedi).

Con tal fin se construyó una alianza con una fundación española, cuya gestión tomó un par de años, durante los cuales se obtuvo un “sello Iberoeka”, necesario para desarrollar el proyecto de innovación tecnológica en red de investigación con España. En los últimos 18 años se han otorgado sellos a unos 65 proyectos colombianos, en todos los sectores industriales y por primera vez la innovación tecnológica en diseño entró en esta lista.

Por España, participan en dicho proyecto dos empresas del sector mueble en madera y por Bogotá las tres pymes participantes en la “Misión tecnológica”. “Queremos intervenir el diseño como proceso, es decir, no les vamos a diseñar un producto a las empresas, porque para eso se contrata un diseñador. Desde la óptica de la gestión de diseño, vamos a hacer todo el proceso para que ellas aborden con mayor conocimiento la etapa de definición estratégica del producto, su conceptualización, la preproducción y, por último, la comercialización mediante la aplicación de un software. Lo que buscamos es que las pymes cambien su forma de pensar para afrontar los retos que les plantea una sociedad de conocimiento y un entorno de globalización”, concluye la profesora Paredes.


Para saber más:
Paredes, P, Salazar, H.R. & Bautista, H.A. (2008). Recomendaciones para la gestión de diseño en las pymes de calzado y marroquinería de Bogotá, D.C., Bogotá: Pontificia Universidad Javeriana, Departamento de Diseño, Facultad de Arquitectura y Diseño, Javegraf.
www.cueroamerica.com
www.andi.com.co/Camaras/Cuero
 

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Vigilancia tecnológica para el país: construyendo camino

Vigilancia tecnológica para el país: construyendo camino

La importancia estratégica de la información tecnológica es creciente ante la aceleración y el impacto del cambio técnico, que acortan los ciclos de vida de las tecnologías y de los productos, exacerban la competencia y provocan turbulencia e incertidumbre en los mercados. En consecuencia, para enfrentar un ambiente más competido e incierto, las empresas se ven obligadas a desarrollar mecanismos de vigilancia para captar los cambios, tanto en la tecnología como en los mercados, e identificar los que tendrán mayor impacto en la industria y en la empresa.

El impacto más importante es el competitivo, en particular sobre los productos y las formas de producirlos, sobre las nuevas oportunidades de negocios que generan, los competidores potenciales, etc. Anticiparse a esos cambios y a sus efectos es fundamental para el éxito y la supervivencia de las empresas, pues les permite desarrollar mayor velocidad para adaptarse a ellos y más versatilidad para reorientar sus recursos, esfuerzos y capacidades tecnológicas, productivas y comerciales.

De ese modo, el acceso oportuno a la información sobre los avances en el conocimiento científico y tecnológico, así como el análisis de sus implicaciones competitivas, son vitales para orientar y apoyar las decisiones estratégicas de las empresas. En este contexto, el apoyo en instrumentos tales como la vigilancia tecnológica (VT) es fundamental para soportar esa necesidad empresarial estratégica.

Sin embargo, en los países en desarrollo como Colombia, un alto porcentaje de las empresas, especialmente las pymes, carecen de los recursos y de las capacidades necesarias para realizar por sí mismas los ejercicios de VT; además, la tecnología tampoco se considera o no tiene un papel estratégico en la mayoría de los casos.

Este proyecto contribuye a atender esta problemática en las cadenas productivas de sectores empresariales a los que prestan sus servicios cinco centros de desarrollo tecnológico (CDT) de Bogotá y Cundinamarca, como son el Instituto de Biotecnología de la Universidad Nacional de Colombia (IBUN), el Centro Tecnológico para las Industrias del Calzado, Cuero y Afines (Ceinnova), el Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico Textil Confección de Colombia (Cidetexco), el Centro de Investigación de las Telecomunicaciones (Cintel) y el Centro de Proyectos para el Desarrollo de la Javeriana (Cendex).

Se trataba entonces de contribuir a ampliar las capacidades y el portafolio de servicios de estos CDT, al servicio del desarrollo tecnológico y por ende del mejoramiento de la competitividad de las cadenas que atienden, generando oportunidades y capacidades para identificar los nuevos desarrollos tecnológicos, sus tendencias y sus impactos previsibles. Esto con el fin de cerrar la brecha tecnológica, reaccionar más oportunamente, neutralizar las amenazas y aprovechar las oportunidades que esos cambios traen consigo.

El paso a paso

Para llegar allí, era necesario primero construir capacidades en cada uno de los CDT para realizar ejercicios de VT, para lo cual el OCyT, la CCB y el grupo Cinnco de la Javeriana conformaron un equipo responsable de la coordinación técnica y administrativa del proyecto. Adicionalmente definieron las pautas conceptuales y metodológicas que guiaron tanto los procesos de aprendizaje como la realización de los cinco estudios específicos, uno por cada sector. También se llevaron a cabo capacitaciones impartidas a los CDT por Colciencias, la empresa española IALE Tecnología y otros expertos.

El segundo objetivo consistía en interesar a los empresarios en los ejercicios de VT mediante la realización de estudios específicos y su socialización, con el fin de ilustrarlos sobre las bondades de esta herramienta para apoyar la toma de sus decisiones estratégicas. Estos ejercicios los llevaron a identificar los problemas competitivos más relevantes en las cadenas estudiadas, así como las tecnologías claves para solucionarlos y las potencialidades de cada una de ellas para elevar su competitividad. Por ello, se trabajó para que los resultados fueran útiles a fin de mejorar la competitividad y facilitar la sensibilización de los empresarios, además de lograr que ese proceso indujera un aumento de la demanda de este tipo de servicios.

El tercer objetivo consistió en proponer los diseños de cinco unidades de VT en los CDT, que les permitieran ampliar su portafolio de servicios y ofrecer a los empresarios información especializada útil para sus decisiones.
Los cinco ejercicios de vigilancia efectuados fueron los siguientes.

La uchuva en el sector hortofrutícola

La realización de este ejercicio por parte del IBUN, para mejorar la vida útil de la uchuva y conservarla fresca para exportación, obedece a las amplias perspectivas que la inserción de productos étnicos y autóctonos del sector hortofrutícola regional, incluyendo éste, tiene en el contexto de la internacionalización del mercado, gracias a la diversidad de condiciones climáticas, suelos, variedades y procesos de innovación que se presentan en nuestra región.

Sin embargo, una de las necesidades más sentidas de los productores de la cadena hortofrutícola radica en la conservación en anaquel de los productos frescos, debido a que hay una gran pérdida en la poscosecha, que reduce la competitividad y la posibilidad de protegerse de las fluctuaciones de los precios internacionales. De ahí que el objetivo del estudio para este sector fuera el de analizar las tecnologías de atmósferas controladas y modificadas y empaques homologables de otras industrias que puedan contribuir en la inocuidad y la conservación de la uchuva en estado fresco.

Calzado y cuero

Hoy en día los productos colombianos de la marroquinería compiten con productos extranjeros, especialmente de países asiáticos, que tienen bajos costos y gran capacidad de cobertura en mercados de consumo masivo. De ahí que se convierta en una necesidad apremiante conquistar un segmento del mercado diferente, mediante productos innovadores de excelente calidad y diseño, y enfocarse en su diferenciación. Esto plantea altas exigencias en cuanto a personalización, calidad e incorporación de conceptos de moda actualizados.

Por lo tanto, el estudio realizado por Ceinnova sobre la cadena productiva de calzado y cuero se centró en el eslabón del diseño y desarrollo de producto por ser la actividad que genera más valor y que contribuye a alcanzar mayores estándares de competitividad.

Ropa interior femenina

La industria de ropa interior femenina (RIF) compite en el mercado internacional gracias a la diferenciación que le otorga el diseño y la calidad de sus productos. Sin embargo, el fortalecimiento de otros factores de competitividad, como los bajos costos o la alta productividad, que pueden ser más importantes para la masa de compradores, es indispensable para que la industria pueda mantenerse en un contexto de apertura.

Esta cadena productiva puede competir con líderes de clase mundial, siempre y cuando inicie un proceso de actualización tecnológica en todos y cada uno de sus componentes. Se trata de establecer un programa integrado y de largo plazo en el que la adopción de nuevas prácticas y tecnologías sitúe a la cadena en un contexto de capacidad competitiva sostenible. Por lo tanto, el estudio de esta cadena, desarrollado por Cidetexco, se centró en una exploración general de las innovaciones en diseño y los materiales utilizados, atendiendo a los requerimientos de las mujeres de acuerdo con sus estilos de vida.

E-learning

La globalización y los continuos cambios que se están dando en materia de educación y nuevos conocimientos, sumados a las necesidades de formación de particulares y empleados, a la incursión de nuevas tecnologías y a las fuerzas competitivas del mercado, hacen que los nuevos modelos de aprendizaje tengan más importancia cada día en diferentes ámbitos. Dado ese contexto, el e-learning sobresale como una de las alternativas para atender el problema de la difusión del conocimiento en los diferentes niveles de la sociedad.

El estudio de esta cadena productiva fue realizado por Cintel y se centró, a partir de un tema piloto seleccionado, en la identificación de la evolución desde los años noventa del e-learning en cuanto a investigación, avance productivo y desarrollos tecnológicos, para determinar las tendencias en investigación y desarrollo que impulsan la creación de nuevas plataformas y un software educativo.

La enfermedad cardiovascular

Las enfermedades cardiovasculares son el primer problema de salud en cuanto a generación de mortalidad por causa natural, y uno de los principales motivos de la pérdida de años potenciales de vida saludables en la población; además, afectan a un número considerable de personas en edad productiva y generan altos niveles de incapacidad y costos para el sistema. En el año 2000 las enfermedades cardiovasculares fueron la principal causa de muerte en Colombia. Uno de los tratamientos de la enfermedad coronaria consiste en la implementación de actividades de promoción y prevención en salud. Sin embargo, en sujetos con la patología muy avanzada se requiere intervención de medicamentos y/o cirugía.

El estudio del Cendex buscó aportar a la implementación de una línea de gestión de tecnología en salud y consistió en revisar la producción científica y de patentes para el tratamiento de la enfermedad coronaria mediante el uso del stent y del bypass en el periodo 2001-2005.

Más allá de los estudios

A partir de los resultados obtenidos, los investigadores Marisela Vargas y Florentino Malaver, del grupo Cinnco de la Javeriana, proponen unas reflexiones sobre los desafíos que los avances tecnológicos y el desarrollo de los servicios de VT plantean para estos sectores y la política pública.

Los estudios muestran un déficit en la investigación básica y aplicada de punta en estas áreas, que pueda expresarse en desarrollos tecnológicos competitivos. Por lo cual proponen identificar las áreas con mayores potencialidades estratégicas para concentrar allí los esfuerzos de investigación, desarrollo e innovación (I+D+i) y los recursos y acciones de la política, de manera que deriven en masas críticas y altos impactos.

Frente al carácter exógeno del cambio tecnológico, comprobado para este caso, proponen desarrollar capacidades para identificar rápidamente los avances tecnológicos, hacer una lectura estratégica de ellos, en términos de las oportunidades y amenazas que generan, las cuales dependen de la relación entre las posibilidades productivas que abren y las capacidades locales de aprovecharlas de manera creativa. Para ello se deben desarrollar competencias a fin de identificar y evaluar oportunamente los impactos competitivos de esos avances a través de ejercicios de VT, como los realizados en este estudio, donde los CDT pueden desempeñar un papel vital.

El desafío de convertir la VT en una actividad sistémica, permanente y formalizada es enorme, pues requiere de la inversión de recursos en los CDT para proveer estos servicios, la construcción de redes de expertos y la conformación de redes de vigilancia tecnológica.

Para los investigadores esto no es posible sin la existencia de una política pública que financie las actividades de VT, ya que son mínimas o inexistentes las demandas de estos servicios por parte de las empresas. Por ello se requiere, como punto de partida, la financiación pública de estudios y actividades que apoyen la sensibilización de los empresarios y que muestren a los otros CDT la importancia de prestar estos servicios para el cumplimiento de una actividad fundamental de su misión: contribuir a cerrar las brechas tecnológicas.


Para leer más:
Malaver, F. & Vargas, M. (Eds.). (2007). Vigilancia tecnológica y competitividad sectorial. Lecciones y resultados de cinco estudios. Bogotá: Cámara de Comercio de Bogotá, Observatorio Colombiano de Ciencia y Tecnología y Colciencias.
 

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Hacia unos puentes confiables

Hacia unos puentes confiables

Desde 1994 han colapsado más de 63 puentes en nuestro país, de los cuales un porcentaje importante corresponde a puentes en acero que fallaron por deficiencias estructurales, entre los que se encuentran: Pescadero (1996) en el departamento de Santander, Purnio (1996) y Recio (1998) en el Tolima y Los Ángeles (1994) en el Huila.
Con la evolución del conocimiento y el aporte de la investigación, la ingeniería está cada día más cerca de prevenir los efectos de las fuerzas de la naturaleza como las amenazas sísmicas sobre las estructuras.

El estudio resulta pertinente si tenemos en cuenta que el 26% de los puentes de la red vial nacional están ubicados en zonas de amenaza sísmica alta, y el 73% en zonas de amenaza sísmica intermedia, es decir que hay un porcentaje representativo de puentes que pueden ser vulnerables, aunque no existe un registro oficial del colapso por sismo de algún puente de la red vial nacional.

Mediante una metodología pionera, investigadores del Grupo de Estructuras del Departamento de Ingeniería Civil, con apoyo de ingenieros del Departamento de Ingeniería Electrónica, del Instituto Geofísico de la Universidad Javeriana y de un investigador del Instituto Tecnológico de Illinois, realizaron un estudio de confiabilidad estructural del puente Cajamarca (carretera Ibagué a Armenia) apoyados en su monitoreo e instrumentación. Con ese fin adecuaron instrumentos en el puente para medir las cargas reales que le producen los camiones a ocho elementos principales y para interpretar los registros de vibraciones ambientales. Con ello lograron deducir las propiedades dinámicas, los períodos de vibración natural y la rigidez de la estructura. Además adelantaron estudios de refracción sísmica para conocer el comportamiento dinámico del suelo y sus efectos locales y así evaluar la amenaza sísmica de la zona.
Lo anterior se conoce como técnica de confiabilidad estructural, una herramienta que permite conocer el riesgo a través del análisis probabilístico, y que sirve para evaluar la capacidad estructural de los puentes de acero ante los efectos sísmicos y las cargas verticales producidas por el tráfico vehicular.

Este tipo de evaluación de estructuras existentes, propuesta por los investigadores, ofrece mayor confiabilidad que los procedimientos tradicionales empleados por la ingeniería nacional, los cuales se basan en el empleo de las especificaciones de los códigos de diseño, ya que no existen en el país normas o códigos específicamente concebidos para la evaluación o revisión de puentes con cierto grado de deterioro y con más de 50 años de funcionamiento. No es del todo confiable emplear estas especificaciones para la revisión de puentes existentes, teniendo en cuenta que fueron concebidas para el diseño de estructuras nuevas.

Por esta razón, los investigadores trabajaron en dicha metodología, que es un aporte semilla para el desarrollo e implementación de una norma colombiana para la revisión de los puentes existentes.

Modelo de trabajo articulado entre universidad, empresa y Estado

El estudio sobre el puente Cajamarca se basó en un proyecto interno inicial, que financió la Vicerrectoría
Académica de la Pontificia Universidad Javeriana. Por la pertinencia del proyecto, acompañada de una adecuada gestión, los investigadores convencieron al Instituto Nacional de Vías (Invías), para que dicho estudio se realizara a través de un convenio, lo cual aumentó los recursos y amplió sus alcances, al tiempo que se incluyó el estudio de otro puente, el viaducto César Gaviria Trujillo, entre Pereira y Dosquebradas, en Risaralda.

El grupo de investigadores inició trabajos en 2008 con el puente Cajamarca que estaba en proceso de mantenimiento, lo que permitió realizar recomendaciones y sugerencias sobre las medidas prioritarias para mejorar su rigidez, ductilidad y resistencia, ya que se encontró que presenta una alta vulnerabilidad sísmica.

Así mismo detectó grandes probabilidades de falla y la necesidad de rehabilitar algunos de los elementos del puente que no ofrecían la seguridad necesaria para los efectos de cargas verticales. También se sugirió al Invías complementar las actividades sobre el control de las cargas en los puentes y los pavimentos, de tal forma que no afecten la estabilidad de estas obras.

Basados en las vulnerabilidades identificadas por la universidad, más las detectadas por los ingenieros de las empresas contratistas, dicho puente está en proceso de conservación y rehabilitación por parte del Invías, para asegurar su estabilidad y funcionamiento. De esta manera el Estado hizo posible que el diagnóstico e identificación de vulnerabilidades en este puente se realice a través de una alianza estratégica entre las empresas de ingeniería y la universidad, en la que las actividades de diseño y ejecución de las obras de conservación y rehabilitación sobre este puente son realizadas por parte del contratista, con el acompañamiento de una interventoría y la supervisión del Invías. La labor de la Universidad Javeriana estuvo circunscrita a la identificación de los daños y vulnerabilidades.

Así se cumplió uno de los objetivos del proyecto que era servir de modelo tanto al Estado como a las empresas contratistas en la toma de decisiones relacionadas con la vulnerabilidad sísmica y estructural. Las recomendaciones de los investigadores fueron un insumo complementario en la dinámica de la ingeniería de consulta y rehabilitación. De hecho el modelo ya recibió el premio CRES 2008 regional de Colciencias, al ser considerada como una experiencia exitosa en este campo.

El diagnóstico en el puente de Dosquebradas señaló que no hay problemas sobre los pilones desde el punto de vista sísmico y de carga vertical, pero que es necesario revisar el nivel de tensión de los tirantes, ya que se encuentran muy cercanos al límite recomendado por las normas internacionales. Además de los puentes mencionados, el grupo de investigación ha realizado estudios de confiabilidad estructural sobre otros puentes importantes del país: Puerto Salgar y Río Negro.

De esta manera la investigación generó una transferencia de conocimiento y de tecnología desde la academia, con el respectivo aporte del ingeniero Jamshid Mohammadi, profesor de Illinois, a las empresas y al Estado, para la toma de decisiones en los procesos de rehabilitación, mantenimiento y conservación de puentes de acero.
El proyecto es un nuevo paso para suplir la deficiencia en el desarrollo tecnológico que los investigadores habían detectado en el país, al igual que una invitación a ingenieros, diseñadores, calculistas y constructores, para que aumenten su formación y se documenten sobre esta nueva metodología, que puede ser aplicable para la revisión de otros puentes y estructuras existentes.

Uno de los retos que deja la investigación tiene que ver con el mejoramiento de las relaciones y el aprovechamiento mutuo de conocimiento entre académicos que profundizan y contribuyen a la precisión del trabajo y contratistas que laboran con procesos normales y generalistas como fruto del día a día, de la riqueza de la cotidianidad.

El grupo

Está integrado por los investigadores: Edgar Eduardo Muñoz Díaz, Jorge Alberto Rodríguez, Federico Núñez y Luis Alberto Jaramillo del Departamento de Ingeniería Civil. Dicho grupo trabajó con el apoyo y la asesoría del ingeniero Camilo Otálora del Departamento de Ingeniería Electrónica, y del ingeniero Alfonso Ramos del Instituto Geofísico. Además, del profesor Jamshid Mohammadi del Instituto Tecnológico de Illinois.

Por último, los investigadores preparan un libro que recoge todas estas experiencias en ingeniería de puentes que será financiado por la Vicerrectoría Académica de la PUJ.


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Vía libre a diseño de carreteras económicamente óptimas

Vía libre a diseño de carreteras económicamente óptimas

Son múltiples los elementos que juegan a la hora de diseñar una carretera en Colombia. La ubicación geográfica de nuestro país en el macizo andino así como las condiciones geotécnicas del terreno, su inclinación o pendiente y los materiales utilizados se suman a las cambiantes condiciones del clima en esta región del continente, afectado no sólo por el calentamiento global sino por fenómenos localizados como ‘El niño’ o ‘La niña’; los cuales, a su vez, tienen implicaciones tanto en la frecuencia y volumen de las lluvias como en la funcionalidad y vulnerabilidad económica de las vías. Desconocer esas implicaciones permite que las fallas se sigan presentando en las vías y que los perjuicios en materia económica vayan en aumento con el consecuente impacto en la economía nacional.

Pero ¿es posible proyectar, como resultado de estudios y seguimientos, la incidencia de esos elementos –de la lluvia específicamente– con el fin de cuantificar las pérdidas económicas originadas por la afectación o deterioro de las carreteras en un lapso determinado? Y más aún ¿es posible ofrecer una herramienta de planeación o, incluso, de gestión que permita prever la asignación o apropiación de recursos para tratar eventuales fallas?, ¿se pueden monitorear las inversiones en los correctivos y pensar así en la optimización de recursos desde el diseño, hasta la construcción y operación misma de las vías?

De algunas de esas preguntas surgió la investigación que aquí reseñamos, cuyo objetivo fundamental era configurar una metodología para la estimación de la vulnerabilidad económica de carreteras. El punto de partida fue que el costo total de una vía incluye tanto las obras iniciales como también el costo originado en las fallas que se pudieran presentar posteriormente. Al tener en cuenta el costo total de la vía, se estaba pensando en un diseño económicamente óptimo.

Con ese propósito trabajaron durante dos años los investigadores Jorge Alonso Prieto, Alfonso Mariano Ramos y José Ricardo Villadiego con la financiación del Instituto Nacional de Vías y de la Pontifica Universidad Javeriana.

El resultado fue el diseño de una metodología pionera en el país, aplicada al caso específico en la carretera Bogotá-Villavicencio, una vía estratégica no sólo por las condiciones geotécnicas y pluviométricas, sino también representativa por cuanto conecta al oriente con el centro del país y permite el intercambio de riquezas agrícolas, ganaderas, proyectos de generación hidroeléctrica y turística, oferta forestal y ambiental, así como alternativas de explotación de hidrocarburos y biocombustibles.
Como resultado queda la cuantificación de las pérdidas directas generadas por la presencia de agentes como la lluvia y de las pérdidas indirectas debidas a los cierres de la vía.

Si bien el estudio contempló sólo esta vía (con datos correspondientes al lapso 2000-2003), la metodología propuesta tiene aplicación en los cerca de 170 mil kilómetros de la red vial nacional, incluso con diferentes condiciones geológicas o de lluvia.
Esa metodología puede ser utilizada como herramienta de planeación o gestión de infraestructura vial, porque facilita la apropiación de recursos que debe tener una carretera para mantener unos niveles de tránsito adecuados. También es útil para identificar con claridad los tramos donde se han presentado problemas o fallas graves y que requieren mayor atención.

La metodología

Fundamentados en los procesos del sector asegurador, pero apropiando las especificaciones del saber en ingeniería, los investigadores se dieron a la tarea de recopilar la información de base consistente en los análisis físicos de la carretera, dineros invertidos en rehabilitación, mantenimiento, mejoramiento, conservación y atención de emergencias en la vía, niveles mensuales de lluvia, así como la de otros factores o eventos en el cierre total o parcial de ese corredor, además del inventario y valoración de productos perecederos y no perecederos que se transportan por ese medio.
Los expertos –que contaron con el apoyo de tres estudiantes, dos de ellos de posgrado (de la especialización de geotecnia vial) y uno de pregrado (en ingeniería civil)– observaron en la fase de trabajo de campo siete tramos, a lo largo de dieciocho meses. Esa sectorización se hizo en función de las diferencias geológicas que hacen que su respuesta ante las lluvias sea variable.
El estudio dejó como resultado que existen tramos en esa vía que para la fecha de la observación tenían vulnerabilidad económica en la misma proporción a los valores máximos internacionales, pero otros tramos como el correspondiente a Puente Téllez y Caño Seco (que pasa por terrenos inestables como Puente Quetame, Guayabetal y Quebradablanca) tienen una alta incidencia, de hasta dos veces más que los demás, tanto en las pérdidas directas, como en las pérdidas indirectas, que aumentan del 3,24% al 8,3%, y que son las que asume la ciudadanía a través del presupuesto nacional. La incidencia de ese tramo eleva el riesgo total de la vía (al integrar pérdidas directas e indirectas promedio anuales) al 2,6%. Para tener una idea del significado de esta cifra, baste decir que el valor internacional de riesgos para carreteras está cerca del 1%.
Si bien el resultado numérico no es representativo a 2008 –puesto que en cuatro años es posible que las pérdidas directas e indirectas hayan cambiado de manera sustancial– sí sirve para validar la investigación, toda vez que con la nueva metodología se puede evaluar y prevenir los riesgos económicos que se afrontan a la hora de construir una carretera en condiciones geológicas y de lluvia tan variables como las que tiene nuestro país.

Aplicación y sugerencias

La aplicación de la metodología, según los investigadores, deja las siguientes conclusiones:

• Debe haber un estimativo de dinero que se debe invertir en cada tramo de carretera para mantener los índices de transitabilidad y de servicio adecuados.
• Permite comparar la vulnerabilidad de diferentes carreteras e incluso tramos de las vías, con lo que se obtiene una herramienta objetiva para determinar el uso y prioridad de los recursos para infraestructura vial.
• Si la metodología está sistematizada y actualizada servirá como índice de gestión de beneficios o perjuicios de los dineros invertidos en una carretera, en función de su vulnerabilidad económica por la presencia de lluvia y sus correspondientes efectos sobre el suelo.
• La vulnerabilidad económica depende de las características de la carretera, su geometría, el régimen de lluvias, su geología y la resistencia de sus materiales.

De esta manera, el estudio sienta las bases para el diseño económicamente óptimo de las vías. Su proyección está en permitir que la ingeniería colombiana planee obras que tengan en cuenta los costos de construcción al mismo tiempo que los costos de falla (vulnerabilidad económica) hasta lograr diseños que minimicen los costos totales y que disminuyan su efecto en el presupuesto de infraestructura vial y en la economía del país.
En el momento del desarrollo de la investigación, el doctor Jorge Alonso Prieto era el Director del Instituto Geofísico Universidad Javeriana y el ingeniero José Ricardo Villadiego era el jefe de la Oficina de Atención de Emergencias del INVIAS. El ingeniero Alfonso Mariano Ramos Cañón es hoy el Subdirector del Instituto Geofísico Universidad Javeriana.


Para leer más…
Revista Internacional de Desastres Naturales, Accidentes e Infraestructura Civil. https://www.uprm.edu/civil/revistadesastres/Vol7Num1/6_%20Prieto%20-%20Ramos%20-%20Villadiego.pdf
 

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Ingenieros aprovechan desechos no biodegradables para mejorar los asfaltos

Ingenieros aprovechan desechos no biodegradables para mejorar los asfaltos

Esta investigación se originó motivada por la necesidad de mitigar el impacto ambiental de los desechos plásticos, empleando estos materiales en la producción de pavimentos de mayor durabilidad que sean económicamente viables y permitan mejorar las condiciones de las carreteras colombianas.

La historia comienzó a mediados de 1995 cuando el Centro de Carreteras, Transportes y Afines —CECATA— de la Facultad de Ingeniería de la Javeriana, junto con los grupos Geotecnia, de la Universidad Militar Nueva Granada, e Indetec, de la Universidad de La Salle, realizaron los primeros trabajos, dando continuidad a investigaciones similares realizadas en España y Portugal.
Los investigadores trabajaron con cinco tipos de mezclas asfálticas a las cuales les agregaron bolsas de leche, icopor o llantas usadas en cantidades diferentes, para encontrar el porcentaje óptimo de mejora al adicionar cada uno de estos desperdicios.

En las investigaciones europeas realizadas anteriormente se habían encontrado problemas a la hora de incorporar los desechos plásticos a los pavimentos, tanto en la elección de los desechos adecuados como en la forma de incorporarlos al asfalto.

Por eso, la novedad del reto planteado por estos investigadores los obligó a hacer pruebas por ensayo error hasta encontrar los tamaños y formas ideales de las bolsas de leche, el icopor y las llantas usadas que pudieran ser incorporadas a las mezclas, buscando siempre conservar sus propiedades. De ahí que el proyecto no estuviera exento de tareas propias de talleres de manualidades o de labores domésticas que pocos se imaginan como actividades propias de la investigación científica o el desarrollo tecnológico.

Las bolsas de leche debían ser lavadas y se realizaron varios ensayos con ellas: fueron cortadas en pedazos de varias formas y dimensiones hasta que se encontró el tamaño ideal (tiras 5 cm por medio centímetro). Las llantas, inicialmente, fueron cortadas en trozos; sin embargo, más adelante fue hallado un lugar donde se vende el material molido. Por último, el icopor se obtuvo de los vasos del tinto consumido por los profesores y personal de la universidad.
A las mezclas con desechos plásticos se les realizaron pruebas para determinar, entre otros, los niveles de fatiga y ahuellamiento. En el primer caso, se quería determinar la capacidad de las mezclas para resistir el paso de carga sobre su superficie sin que el asfalto se agrietara. En cuanto a los niveles de ahuellamiento, se hicieron ensayos para establecer su resistencia al peso y a la temperatura sin que se generaran zurcos y hundimientos.

Los equipos para la realización de estas pruebas fueron construidos en la Universidad Javeriana, importante contribución si se tiene en cuenta que algunos de estos pueden llegar a costar alrededor de ciento cincuenta mil dólares en el exterior.

Fredy Reyes, investigador líder del proyecto y miembro del Departamento de Ingeniería Civil de la Facultad de Ingeniería de la Javeriana, dice al referirse a este trabajo: “con estos ensayos nos dimos cuenta de que las llantas usadas mejoran la resistencia del asfalto contra la formación de grietas pero lo hace más deformable; mientras que las bolsas de leche y el icopor contribuyen a que las mezclas resistan más a la formación de surcos y hundimientos pero las hacen más quebradizas, es decir, propensas a los agrietamientos”.
De ahí se dedujo que al incluir los dos tipos de desechos al pavimento se debía obtener un material con mejores resistencias dinámicas (a la fatiga) y mecánicas (al ahuellamiento). Por eso, se hicieron ensayos para encontrar las proporciones óptimas de cada material que pudieran contrarrestar estas dos dificultades al mismo tiempo.

Después de doce años de trabajo, al final de 2006 este grupo de investigadores obtuvo, por los avances logrados en este proyecto, el Premio Internacional a la Innovación en Carreteras “Juan Antonio Fernández del Campo” convocado por las Asociaciones Internacional y Española de Carreteras.

Nuevos usos para las llantas

Según Fredy Reyes, en Colombia, cada año se utilizan alrededor de dos millones y medio de llantas que se queman o se utilizan para la producción de alpargatas. Si las carreteras colombianas se construyeran con estas mezclas asfálticas modificadas, se podrían aprovechar alrededor de 400 a 600 llantas por kilómetro de pavimento.
Como los estudios se realizaron a nivel de laboratorio, el ingeniero Reyes está buscando un socio industrial para construir un tramo de carretera de cincuenta metros por cada tipo de mezcla para hacer pruebas a escala real.
Según él, “con el TLC la infraestructura de vías es una prioridad, por lo que es necesario generar políticas de Estado que apoyen la investigación y permitan fortalecer las carreteras colombianas”.


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