Información clasificada para convivir con los temblores

Información clasificada para convivir con los temblores

A las 4:06 de la mañana del 15 de noviembre de 2004, los caleños se despertaron por un temblor de tierra que se originó en el océano Pacífico, a 400 kilómetros de la capital del Valle del Cauca. La onda sísmica se desplazó a 5.000 metros por segundo, atravesó la cordillera Occidental y, al llegar al valle geográfico del río Cauca, removió durante 22 segundos el suelo donde se asienta una ciudad habitada por 2.500.000 habitantes.

Lo curioso del fenómeno es que “no se originó en Cali, pero sí le causó daño”, como anota el investigador Alberto Benavides Herrán, quien, en su oficina de la Universidad Javeriana, tiene un póster con el mapa y los datos del mencionado sismo, realizado por el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS, por sus siglas en inglés). Más extraño aún es que los mayores daños se concentraran en 25 edificios y 6 clínicas de tercer nivel localizadas sobre la carrera 9.ª y la avenida Guadalupe, donde el sismo alcanzó una magnitud mayor a la registrada por los sismógrafos (6,7 en la escala de Richter).

Tanto el profesor Benavides como su colega de la Universidad del Valle y actual director de la Red Sismológica del Suroccidente Colombiano de la Universidad del Valle (Red SW), Elkin de Jesús Salcedo, explican que la porosidad del suelo en esa parte de la ciudad, originada en los procesos de sedimentación de la cuenca del río Cañaveralejo, hicieron que el suelo se “licuara” con la onda que viajó en línea recta desde Pizarro, en el departamento del Chocó.

Este sismo hace parte de una base de datos trabajada por investigadores de las dos universidades que recoge 6.945 eventos telúricos registrados entre 1993 y 2010 en un área geográfica que incluye los departamentos de Cauca, Nariño, Valle del Cauca y Chocó, y se interna en el océano Pacífico, donde las placas tectónicas de Nazca y Suramérica interactúan de forma permanente.

Con estos datos, Benavides y sus colegas pusieron a dialogar las principales variables que intervienen en la ocurrencia de un sismo. El proyecto puede observarse claramente en un mapa realizado por capas en el que aparecen las fallas geológicas que atraviesan el área objeto del estudio, y los diversos tipos de sismos clasificados por clusters o grupos de acuerdo con sus magnitudes, profundidades y energía liberada.

Las cicatrices de la tierra

Es importante aclarar que los sismos en esta parte del planeta se originan principalmente por dos factores: la actividad tectónica que tiene también una relación directa con el vulcanismo y las fallas geológicas. “Las fallas son como costuras de la tierra que se mueven durante un terremoto. La famosa falla de Romeral que atraviesa el país de sur a norte es la responsable de los terremotos más grandes de los últimos tiempos, como los de Popayán, Armenia, Pereira, Páez (Cauca) y Murindó (Chocó)”, precisa el profesor Benavides.

A simple vista, se pueden observar estas “cicatrices” de la tierra en zonas como el lago Calima, donde el profesor Benavides programa periódicamente laboratorios con sus estudiantes de ingeniería. También son visibles los daños que el movimiento de las fallas ocasiona en las carreteras, particularmente en temporadas invernales.

“Lo que no se ha movido en el último millón de años ya se queda así, pero aquellas partes de la tierra que muestran actividad en ese lapso seguirán moviéndose, y las fallas geológicas permiten apreciar cómo son esos acomodamientos del planeta”, puntualizó el investigador de la Universidad Javeriana.

Ocuparse de la catalogación de los sismos, sus características y su relación con el sistema de fallas geológicas constituye el corazón de la investigación denominada “Reconocimiento de patrones espaciales sísmicos en el suroccidente colombiano”, desarrollada por un grupo interdisciplinario conformado por un físico, ingenieros electrónicos, geofísicos y un topógrafo de las universidades Javeriana y del Valle.

Este equipo de investigadores construyó un algoritmo que permite reconocer en el territorio estudiado enjambres de sismos mediante la utilización de herramientas estadísticas y métodos probabilísticos. Esta metodología identifica patrones con los cuales se agrupan sismos de similares características en algunas áreas de la zona estudiada.

Anteriormente, explica el profesor Benavides, la interpretación de la actividad sísmica dependía de quien operaba un sismógrafo. La organización y sistematización de la información fue el gran desafío del proyecto, tal como quedó consignado en un artículo publicado por los investigadores en la revista Computers & Geosciences en julio de 2013.

Como parte de los resultados de la investigación, se confirmó la presencia de sismos de similares características (enjambres) en zonas de los departamentos del Cauca, Valle del Cauca, Quindío, Tolima y Chocó.

Gracias a investigaciones como esta, se puede aprovechar mejor la información que todos los días se origina en el monitoreo que desde 24 estaciones realiza la Red SW en el suroccidente del país.

Amenaza y vulnerabilidad

La investigación ofrece una información relevante para tomar buenas decisiones en materia de construcción de obras de ingeniería. El profesor Benavides explica que las fallas geológicas y la ubicación geográfica en la zona de influencia del denominado Cinturón de Fuego del Pacífico implican una amenaza. “Es sencillamente lo que hay y eso no lo podemos cambiar”, afirma. Sin embargo, también existe la variable de vulnerabilidad en la que el hombre sí tiene injerencia. “Aquí cuentan las buenas y malas decisiones que toman los ingenieros. Eso incrementa o disminuye el grado de vulnerabilidad de las obras”, agrega.

De esta manera, la información generada por el proyecto de investigación sirve no solo para evaluar los factores de amenaza y vulnerabilidad en obras de ingeniería sino que también es una herramienta importante para los planes de ordenamiento territorial (POT). “Muchas veces no se entiende la importancia de esta información y no se ajustan las normas de sismorresistencia en los distintos municipios”, explica el profesor Elkin de Jesús Salcedo, de la Universidad del Valle.

A su vez, el profesor Benavides indica que “un edificio es como un péndulo invertido, y en su construcción es necesario aplicar el conocimiento técnico sobre sismorresistencia con todas las implicaciones éticas que esto tiene… Los ingenieros no construyen sobre el vacío, y todo lo que hacen afecta a las personas”.

Considera que en toda construcción se deben tener en cuenta los estudios de suelos, las aceleraciones máximas y la historia sísmica del terreno, así como los factores de diseño, calidad de los materiales y, sobre todo, recordar la responsabilidad de los ingenieros en las obras que construyen.

El reforzamiento de los nueve edificios que se vieron gravemente afectados por el sismo del 15 de noviembre de 2004 en Cali tardó varios años. La dolorosa lección quedó allí para los constructores y las autoridades que autorizaron construcciones de más de cuatro pisos en suelos de arcillas contracto-expansivas. La información sobre patrones sísmicos es precisamente una herramienta para tomar buenas decisiones en lugares del planeta, como este, donde los temblores son algo corriente.


Para saber más:
» Benítez, H., Flórez J. F., Puque, D. P., Benavides, A., Baquero, O. L. & Quintero, J. (2013). “Spatial Pattern Recognition of Seismic Events in South West Colombia”. Computers & Geosciences 59: 60-77.

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Red abierta para la interacción

Red abierta para la interacción

La odisea de encontrar a un profesor que aborde un tema con una mirada similar a la propia o localizar a un grupo de investigación que se interese en atender una problemática del sector productivo o público del país pronto serán labores más fáciles. En la Pontificia Universidad Javeriana se desarrolla una plataforma virtual para socializar las capacidades de investigación de la institución y fortalecer los vínculos y redes entre los profesores, y entre estos y el entorno.

Se trata de un proyecto de la Dirección de Innovación de la Vicerrectoría de Investigación, que inició en 2011, cuyo propósito es brindarle a la comunidad académica, así como a la sociedad en general, una herramienta para encontrar las capacidades artísticas, científicas y tecnológicas de los profesores y grupos de trabajo de la universidad.

En la problemática que detecta la universidad, y a partir de la cual decide emprender esta iniciativa, confluyen diversos factores como los insuficientes mecanismos para la socialización de las capacidades de investigación de las universidades colombianas; la no existencia de una solución adecuada para realizar una efectiva articulación entre esas capacidades y las necesidades de las organizaciones, de tal forma que estas últimas puedan ser atendidas mediante actividades de investigación y de consultoría, o la necesidad de expresar esas capacidades de las universidades en un lenguaje diferente al académico,

capaz de llegar a amplios y diversos públicos. A esa problemática se suma una tendencia internacional que implica reajustes dentro de las instituciones de educación superior, como la creación de los cimientos para la construcción y consolidación de las relaciones entre los académicos y su entorno, y ser capaces de responder con calidad y mayores esfuerzos a lo que hoy supone la gestión y el mantenimiento de estas relaciones.

“Se entiende por capacidades el conjunto integrado de conocimientos, competencias, habilidades, destrezas, técnicas y know-how disponibles para la aplicación en el desarrollo de soluciones integrales y eficientes a los problemas de la sociedad, buscando el mejoramiento o creación de nuevos bienes, servicios, procesos, equipos o tecnologías”, explica Claudia Montoya, líder del proyecto.

Así, los interesados podrán encontrar en la Plataforma Virtual para la Gestión de Relaciones y Capacidades, grupos de investigación, proyectos, resultados, tecnologías y la infraestructura de la Javeriana para atenderlos. Esto permitirá el mutuo reconocimiento entre docentes y vinculará audiencias externas a su quehacer.

La plataforma estará a disposición del público, así que cualquier persona podrá declarar necesidades que partan de demandas específicas, y a las que se espera responder desde proyectos de investigación, desarrollo e innovación, así como desde consultorías y servicios. Si un representante de una institución o un empresario, por ejemplo, tienen una necesidad, podrán registrarla y encontrar a un grupo de investigación que esté en capacidad de atenderla.

El ambicioso trabajo contempló tres fases. La primera etapa, finalizada en octubre de 2011, consistió en el levantamiento de la información de las capacidades de los grupos de investigación e institutos de la universidad. La segunda contó con la participación de 30 profesores y 15 empresarios, con quienes se desarrollaron alrededor de 20 sesiones de grupo para definir el diseño, la selección de los actores que estarán presentes y la forma en que se relacionarán. Finalmente, vino el proceso de desarrollo, liderado por una firma experta en diseño e interacción. El paso a seguir es la implementación dentro y fuera de la Javeriana.

“El trabajo colaborativo entre los diferentes estamentos de la sociedad permitirá la creación conjunta de soluciones y conocimientos, que al ser apropiados o aplicados podrán impactar positivamente la calidad de vida y el bienestar de los ciudadanos. Es una de las herramientas para darle visibilidad a la universidad en su quehacer académico e investigativo, y al impacto que este puede tener en la transformación tanto regional como nacional”, concluye Fanny Almario, directora de Innovación. Se espera que esta propuesta reciba una acogida importante y sea un referente interinstitucional para las regiones y para el conjunto de nuestro país.

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Proyecto Lion: una triple hélice que sí funciona

Proyecto Lion: una triple hélice que sí funciona

Recientemente se produjo un nuevo capítulo en el viejo debate sobre el papel que deben cumplir las universidades en el marco de una economía y de una sociedad del conocimiento globalizadas. Por un lado, el profesor Beethoven Herrera comentó en un programa radial que si persiste una desconexión entre academia y empresa es porque, fundamentalmente, a diferencia de lo realizado por algunos países asiáticos, nuestro sistema educativo no está directamente articulado a un esquema de desarrollo. “En todo caso existen algunas experiencias interesantes de esta cooperación en Antioquia”, concluyó.

El argumento del profesor Herrera se dio en respuesta al analista Moisés Naim, quien afirmó en su columna “Las universidades: cuatro mentiras”, que en el mundo “los casos en los que hay una provechosa colaboración entre academia y empresa son más la excepción que la regla”. Afirmación que coincide con el testimonio de Jairo Ordóñez, un ingeniero de sistemas quien se cansó de tocar puertas para encontrar apoyo a su proyecto de seguridad y vigilancia vía Internet para casas y empresas. “Al final, por costos, el proyecto no resultó viable”, aseguró.

Más allá del debate académico, lo cierto es que las cosas en Colombia parecen estar cambiando en este aspecto, aunque muy lentamente. Prueba de que sí es posible coordinar esfuerzos de investigación armónicamente desde la academia con la participación de la empresa y del Estado es el proyecto Lion, liderado en la Pontificia Universidad Javeriana por el grupo Sistemas Distribuidos y Redes de Computadores (SIDRe) del Departamento de Ingeniería, y que cuenta con la cooperación técnica de la empresa de tecnología Heinsohn Business Technology, así como con la cofinanciación de Colciencias.

Gracias a este proyecto, procesos de automatización que antes le podían tomar de una a tres semanas a Heinsohn, luego de la implementación de Lion, “se pueden realizar en horas”, comenta la profesora María Consuelo Franky, directora del proyecto. Esto significa ahorro de tiempo para que los ingenieros continúen profundizando en otros procesos de innovación, además de un aumento muy importante en la productividad de la empresa, un ahorro significativo en costos, así como una mayor competitividad en el mercado.

Es de destacar que la automatización es una de las fases críticas para cualquier organización, proceso que el profesor Jaime Pavlich, coinvestigador de Lion, interpreta como la construcción de un edificio, en este caso de software, donde los componentes son ensamblados para la estandarización de procesos y la consecución de los objetivos de la empresa. Siguiendo la analogía establecida por Pavlich, en lugar de construir el edificio ladrillo a ladrillo y tuerca a tuerca, gracias a la automatización, el programador se encuentra con muros prefabricados cuyo ensamblaje es mucho más fácil y rápido.

En el caso específico de Lion (soporte para el desarrollo de aplicaciones empresariales mediante frameworks de generación), se logró que el ensamblaje de los componentes que constituyen el software se automatizara, gracias al diseño de una herramienta, una especie de robot capaz de acoplar los componentes del framework. Este concepto se entiende, en palabras de Leonardo Giral, arquitecto de software y gerente del proyecto, como “un marco de trabajo, un grupo de trabajo para sacar funcionalidades comunes con el fin de construir componentes que le sirvan al desarrollo de los demás proyectos”. En otras palabras, un conjunto de prácticas estandarizadas para el acoplamiento de los muros, y ya no ladrillo a ladrillo, que van a facilitar y a agilizar la construcción del “edificio”.

Alianzas fructíferas

Además de ofrecer un producto que facilita, a través de la automatización de procesos, el ensamblaje de componentes prefabricados, componentes de auditoría y seguridad, claves para cualquier organización, entre otros, gracias a este proyecto el llamado modelo de triple hélice se propone como un modelo funcional que sí es posible llevar a cabo en el país.

Así lo subraya Álvaro Infante, gerente CEO del proyecto, al enfatizar que, dada la alianza de la empresa de software con la Universidad Javeriana, se produjeron fructíferos intercambios de información y conocimiento en doble vía, “de la universidad hacia la empresa, dando a conocer el estado del arte en la investigación, y de la empresa hacia la universidad, aportando conocimiento tecnológico y de las prácticas del mundo empresarial”.

Algo similar piensa el profesor Pavlich cuando reitera que es clave examinar este proyecto como un ejemplo de aplicación del trabajo teórico a la realidad empresarial del país. De hecho, afirma el docente: “El trabajo teórico que se adelantó en el proyecto no es nuevo, lo que sí es innovador es su modo de aplicación a la realidad concreta de una empresa específica, lo que les permite al académico y al grupo de estudiantes conocer de cerca las prácticas del mundo empresarial, su lenguaje y propósitos”.

No obstante, para completar la triple hélice hizo falta la financiación parcial de Colciencias que contribuyó con la mitad de la inversión total del proyecto, 380 millones de pesos. Como analiza la profesora Franky, los trámites siguen siendo algo engorrosos y lentos en la entidad, debido especialmente a que persiste la brecha conceptual y de objetivos entre los académicos y los empresarios, en especial para este tipo de proyectos, por lo que sería importante agilizar la ayuda financiera, puesto que los modelos de aplicación tecnológica cambian muy rápidamente.

En todo caso, el proyecto continúa y en una fase posterior se espera el diseño de un proceso de automatización más ambicioso, que no solo permita el acoplamiento de los muros y ventanas prefabricados del edificio sino la realización de sus planos. “El objetivo ahora es el de crear el equivalente de un robot capaz de diseñar los planos de todo un determinado proyecto; hasta hoy se ha logrado la creación de un robot, por decirlo así, capaz de ensamblar los componentes de software y aplicaciones tecnológicas prefabricadas”, señala el profesor Pavlich.

De esta forma, con la cooperación universidad- empresa-Estado, se plantean soluciones tecnológicas para el sector productivo colombiano. Un tipo de solución que articula a los tres agentes sociales responsables del desarrollo científico del país, y que ha sido probado con éxito en entidades del sector público como el Ministerio de Relaciones Exteriores y en otras del sector privado, como Protección. Esto ha permitido, según Álvaro Infante, establecer puentes entre academia y empresa. “Conocer ejemplos de innovación empresarial que, aunque escasa en el país, facilitan el acercamiento de estudiantes a casos de aplicación en el mundo real de aquello que aprenden en la aulas, a la vez que nos permite como empresa conocer de primera mano lo más reciente en investigación, es quizás el propósito más importante que se ha logrado con este proyecto”, concluyó.

 



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Zine: computación de alto rendimiento para la investigación

Zine: computación de alto rendimiento para la investigación

La explosión de una estrella, el comportamiento del caudal de un río en época de lluvia o de los mercados son problemas de gran escala para cuyo estudio se requiere de simulaciones complejas. He ahí uno de los retos más difíciles que enfrentan los investigadores en las distintas áreas de conocimiento.

Sin embargo, hoy se cuenta con la e-Science, entendida como la resolución de problemas científicos con la ayuda de la tecnología, y más específicamente con la computación de alto rendimiento (high performance computing), que permite reducir el tiempo en el que se llevan a cabo dichas simulaciones gracias a los cluster, los supercomputadores y la computación paralela.

En ese marco nace el Centro de Alto Rendimiento Computacional, Zine, que entró en funcionamiento en la Pontificia Universidad Javeriana el pasado 28 de agosto de 2012. El trabajo mancomunado de las vicerrectorías Académica y Administrativa; las facultades de Ingeniería, Ciencias, Medicina, Estudios Ambientales y Rurales; el Centro Ático y la Dirección de Tecnologías de Información hizo realidad este proyecto.

Dos torres que en su interior almacenan 384 procesadores que funcionan bajo la plataforma Linux y con aplicaciones (middlewares) apropiadas para cada especialidad permiten el procesamiento de problemas complejos en tiempo récord. Mientras que una red estándar funciona a una velocidad de transmisión de información de 4 Mbps (megabits por segundo), la velocidad de transmisión de datos entre los procesadores red de Zine es de 20 Gbps (gigabits por segundo), lo que es posible gracias a la utilización de la tecnología Infiniband, que hace que los tiempos de espera entre las tareas asignadas a los núcleos se reduzcan considerablemente.

Sin embargo, Zine no es solo las máquinas. Además de ser un soporte tecnológico, el centro permitirá crear redes de conocimiento entre los diferentes grupos de investigación que necesiten de la computación de alto rendimiento en el desarrollo de sus estudios.

Detrás de los procesos de simulación está un equipo de expertos que acompaña a los investigadores e incentiva el uso frecuente de los servicios de Zine. “Hay un cambio de concepción en la investigación; ahora es un trabajo colaborativo y participativo en el que los investigadores no están solos”, explica César Julio Bustacara, director del Departamento de Ingeniería de Sistemas de la Universidad Javeriana.

Investigadores del Instituto Geofísico de la Universidad Javeriana, del Centro de Proyectos para el Desarrollo (Cendex) y de las facultades de Ciencias y Estudios Ambientales y Rurales serán los primeros en hacer uso de Zine, ya que se encuentran en el proceso de capacitación y de elección del software idóneo para las distintas simulaciones.

A Zine tienen acceso todos los docentes y estudiantes de doctorado de la Javeriana y, mediante proyectos interinstitucionales, es posible que investigadores y docentes de otras universidades se beneficien con este centro de alto rendimiento que, tal como está concebido, brinda un amplio universo de posibilidades para el avance y el enriquecimiento de la producción científica colombiana.


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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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