CADENA AEROESPACIAL

CADENA AEROESPACIAL: RETOS Y OPORTUNIDADES

CADENA AEROESPACIAL: RETOS Y OPORTUNIDADES 

Octubre de 2022
Durante el Foro CONTACTO: Cadena aeroespacial expertos del gobierno, la academia y el sector privado conversaron sobre los retos y las oportunidades que tiene este renglón de la economía y plantearon la hoja de ruta para que Colombia logre integrarse de manera estratégica dentro de la industria global.  Reviva el encuentro aquí. 

 


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ESPECIAL:
CADENA AEROESPACIAL

ESPECIAL: CADENA AEROESPACIAL

Noviembre de 2022
Navega por el especial de CONTACTO: Cadena aeroespacial, en el que expertos de la industria, el gobierno y la academia nos hablan de los desafíos, pero también de las inmensas oportunidades que tiene Colombia para potenciar este sector.


Rubby Casallas Gutiérrez Decana de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de los Andes.

EDITORIAL
LAS OPORTUNIDADES DE LA CADENA AEROESPACIAL

Noviembre de 2022
Se estima que la cadena aeroespacial mundial produce más de 380 mil millones de dólares al año y que para 2040 esta cifra podría triplicarse. Esto significa que estamos hablando de un negocio billonario que, de acuerdo con los expertos, no solo genera riqueza monetaria, sino que contribuye significativamente al desarrollo tecnológico, especialmente en los sectores de hardware y software, de los países que deciden invertir este renglón de la economía.  

La NASA ha señalado que, por cada dólar invertido en el proyecto espacial, la economía de los Estados Unidos recibe entre 7 y 14 dólares como retorno a la inversión. Pese a estos buenos rendimientos, las inversiones destinadas a este sector frente al Producto Interno Bruto, PIB, de los países, especialmente en desarrollo, aún siguen siendo muy reducidas. En el caso de Colombia, por ejemplo, se invierte menos del 1% del PIB, la tasa más baja entre las naciones de la OCDE.   

La decisión de hacer parte de esta cadena y aprovechar todas sus oportunidades se debe tomar hoy, pues quienes no lo hagan se quedarán rezagados de lo que se conoce como el ´boom´ de la economía del espacio, asumiendo además un importante déficit tecnológico.  

Esta responsabilidad está en manos de lo que se denomina la triple hélice, en la que interviene el Estado, la industria y la academia y que busca que estos actores trabajen de manera conjunta y en una misma dirección para lograr que las propuestas frente al tema se conviertan en proyectos reales y, de esta manera, contribuyan a potenciar esta cadena productiva. 

Pasar de las propuestas a las acciones permitiría tener un sector con sellos de producción nacional. Podríamos, por ejemplo, reinvertir los más de 200 millones de dólares que se asignaron en 2018 a la compra de servicios satelitales y destinarlos a proyectos de infraestructura computacional y talento humano para convertirnos en los expertos en análisis y procesamiento de datos espaciales que la región necesita. 

Tenemos, también, grandes oportunidades en la fabricación de componentes menores para la producción aeroespacial que, de acuerdo con el Departamento Nacional de Planeación (DNP), podría impactar significativamente la industria manufacturera del país. Esto, sin hablar del potencial que tiene Colombia para ofrecer plataformas de lanzamiento de cohetes, gracias a su estratégica posición geográfica y cercanía a la línea del Ecuador, lo cual permite que estos vehículos salgan de la atmósfera usando menos combustible.  

 La lista de posibilidades en la que el país podría insertarse en la cadena aeroespacial global es grande, sin embargo, existen aún varios retos y brechas por cerrar. 

Es precisamente este panorama el que nos convoca en el nuevo especial de Revista CONTACTO dedicado a la cadena aeroespacial colombiana, en donde invitamos a expertos de la industria, el gobierno y la academia para discutir los desafíos y la ruta a seguir para aprovechar el potencial del país en este sector. 

El especial inicia con una reflexión de José Fernando Jiménez, profesor asociado del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad de los Andes, sobre las brechas del sector y una invitación a los diferentes actores a creer y tener más confianza en nuestros alcances. También presentaremos varios proyectos de impacto nacional, como el de la Universidad de los Andes y la Universidad de Antioquia para desarrollar y enviar un objeto a la órbita subespacial, así como una plataforma de lanzamientos, pensada desde la academia, pero con aplicaciones a nivel industrial. 

Nuestros ingenieros mecánicos, eléctricos, civiles y ambientales y de sistemas y computación nos dan a conocer sus proyectos de investigación: el desarrollo de herramientas de predicción aerodinámicas que agilizarán y harán más eficiente la producción de aeronaves; el diseño de un algoritmo de inteligencia artificial para trabajar con imágenes satelitales desde el campo no visible; un modelamiento que permite mejorar las estrategias de riego para los cultivos a través del uso de drones; el estudio de las propiedad del suelo de Marte, y el uso de analítica de datos para la toma de decisiones en temas aeronáuticos para el sector defensa de Colombia.  

Además, podrán disfrutar de contenidos como el perfil de nuestro egresado destacado, Daniel Posada, quien tomará la primera selfi lunar; un tour virtual por el laboratorio de manufactura, en donde podemos fabricar cohetes, y un vistazo al ‘Vehículo Eléctrico Uniandino, VEU’, una alternativa de transporte amigable de nuestros estudiantes. 

Esperamos que disfruten este nuevo especial, que nos abre posibilidades para ingresar y ser protagonistas de este sector en expansión. 

Seguimos en CONTACTO.


Inclusivas, Sostenibles e Inteligentes (CISI)

LAS HÉLICES CLAVES PARA POTENCIAR LA CADENA AEROESPACIAL

Representantes Triple hélice

Mayor General Iván Hidalgo Giraldo, gerente general de la Corporación de la Industria Aeronáutica Colombiana, CIAC | Juan Manuel Lesmes, director de la Cámara Fedemetal de la ANDI | Juan Pablo Casas, profesor asociado, director del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de los Andes|

Noviembre de 2022
Hablamos con representantes de la triple hélice de la cadena aeroespacial colombiana, conformada por Estado, industria y academia, quienes nos plantearon la hoja de ruta para que el país logre aparecer y posicionarse en el mapa mundial de este renglón de la economía.
 

La llegada del hombre a la Luna, en 1969, no solo marcó un hito en la historia de la humanidad, también potenció una cadena productiva que hoy se estima genera ingresos que alcanzan los 350 mil millones de dólares anuales y que para 2040 podría superar el billón de dólares.  

Estamos hablando de la cadena aeroespacial, que se dedica al diseño, fabricación, comercialización y mantenimiento de aeronaves, naves espaciales y sistemas de lanzamiento y satélites, pieza fundamental en la conquista de los cielos.  

Estados Unidos, Rusia y China, siguen siendo los países más avanzados en la materia, sin embargo, en las últimas décadas se ha visto un crecimiento exponencial de naciones, incluso en desarrollo, que empiezan a ser protagonistas de esta cadena a nivel global.  

Este es el caso de países de Latinoamérica como Brasil que cuenta con la gigante aeronáutica Embraer, una de las principales fabricantes de aviones en el mundo y la mayor exportadora de productos de alto valor agregado del país, lo que contribuye significativamente a su balanza comercial.  

México, Argentina y Chile, también han potenciado su industria y hoy son referentes a nivel global. El país manito, por ejemplo, registra exportaciones que superan los 10 mil millones de dólares anuales. Adicionalmente, y de acuerdo con la Federación Mexicana de la Industria Aeroespacial (FEMIA), el país es uno de los principales receptores de Inversión Extranjera Directa, IED, para este segmento y uno de los proveedores más importantes del sector aeroespacial estadounidense.  

Para otros países de la región el panorama es distinto y el desarrollo de su cadena ha quedado rezagado. Este es el caso de Colombia cuya inversión en Investigación y Desarrollo (I+D) y donde las tecnologías espaciales son de gran relevancia, es menor al 1% de su Producto Interno Bruto, PIB, la tasa más baja entre las naciones de la OCDE y una de las menores de Latinoamérica. 

Algo similar ocurre con su balanza comercial que resulta deficitaria, pues sus exportaciones, en conjunto con los sectores automotriz y astillero, con cifras a septiembre de 2019, solo alcanzaron los 535 millones de dólares, mientras que sus importaciones superaron los 4 mil millones de dólares. 

Pero ¿cuáles son los factores que han estancado el desarrollo de esta cadena en Colombia? De acuerdo con el CONPES 3983 “Política de desarrollo espacial: condiciones habilitantes para el impulso de la competitividad nacional”, la falta de esfuerzos y una visión estratégica de largo plazo, por parte del Estado, no le ha permitido al país aprovechar las grandes potencialidades que tiene en este segmento. 

Por el contrario, según el documento, hace unas grandes inversiones en la compra de servicios satelitales para usos particulares y desarticulados. Solo en 2018 el país gastó 282 millones de dólares en servicios satelitales (comunicaciones, navegación e imágenes satelitales).  

Adicionalmente, el documento señala que la falta de información sobre la cadena no ha permitido establecer las barreras que tiene el sector privado para el desarrollo de proyectos espaciales y la carencia de una institucionalidad clara sobre el tema no ha facilitado la articulación de los diferentes actores que pueden participar dentro de la industria para trabajar en un objetivo común. 

Para Juan Manuel Lesmes, director de la Cámara Fedemetal de la ANDI (Asociación Nacional de Industriales), que lidera el Comité Aeroespacial, uno de los cuellos de botella para que la cadena no haya despegado como en otros países es que el tema del fortalecimiento de los encadenamientos productivos, pieza clave para el crecimiento del sector, se ha quedado muchas veces en el papel.  

De acuerdo con el directivo, los sectores como el astillero y el aeroespacial requieren de la producción de miles de piezas para la fabricación de sus productos, lo que requiere de una cadena de productores muy bien articulados que logren responder a esta demanda, y es lo que le falta a Colombia. Un sector productivo que además necesita de certificaciones internacionales que garanticen los mayores estándares de calidad y en las que el país también tiene bastantes rezagos. 

“Es necesario que Colombia haga un cambio en la composición de sus exportaciones por unas con mayor valor agregado, a través de productos más sofisticados, es decir que tiene que ir hacia adelante en las cadenas productivas. A medida que un producto se sofistica, la materia prima empieza a desvalorizarse”, señaló Lesmes.  

El directivo asegura que un buen ejemplo de esto es México, que hace 10 años estaba aún muy incipiente en esta industria y tomó la decisión de sofisticar su producción y hoy exporta 10 mil millones de dólares en partes aeronáuticas y está a punto de convertirse en la segunda nación exportadora de aeropartes en el mundo, lo que le implicó una alta demanda de Ingeniería.  

El directivo señala que Colombia debe aprovechar figuras como los Offset, que buscan que durante las compras militares las empresas proveedoras se comprometan a transferir tecnología y conocimiento para la industria local, lo que permite alcanzar una mayor transformación productiva.  

 “Esta es una figura que no se ha explotado como debería y Colombia debe dar ese salto. Tenemos que emular a Brasil y México y empezar a crecer alrededor de este sector”, agregó.  

Transformación de la cadena a través de las 4 hélices  

Tal como lo señala el CONPES 3983, para que esta cadena productiva despegue es necesario fortalecer la institucionalidad pública que permita la articulación eficiente de los diferentes sectores interesados e involucrados en el tema.  

Esta eficiente articulación se logra a través de lo que se conoce como la triple hélice, un modelo en el que interviene el Estado, la academia y la industria, por medio de un trabajo conjunto que les permite desarrollar y hacer realidad proyectos de innovación que respondan a las demandas de esta cadena productiva y en los que las inversiones públicas y privadas son determinantes. 

Adicionalmente, porque este es un sector que requiere grandes inversiones de largo plazo, pero que también generan muy buena rentabilidad. La NASA ha señalado que, por cada dólar invertido en el proyecto espacial, la economía de los Estados Unidos recibe entre 7 y 14 dólares como retorno a la inversión. 

 Para lograr que la articulación de los actores de la triple hélice sea una realidad, es necesario, como lo explica el gerente general de la Corporación de la Industria Aeronáutica Colombiana, CIAC, el Mayor General Iván Hidalgo Giraldo, que el Estado involucre a la empresa local dentro de sus proyectos, por ejemplo, en iniciativas como la modernización de sus aeronaves.  

 “Muchas veces buscamos a nivel internacional quién puede ofrecer estos servicios, sin considerar que Colombia ya está en la capacidad de empezar a trabajar en la fabricación de este tipo de productos. En los años 70, por ejemplo, hacíamos el ensamble de aeronaves para toda la Comunidad Andina de Naciones, CAN, aprovechando las grandes capacidades que tiene nuestra industria automotriz”, agregó el directivo.  

 Estos son verdaderos encadenamientos productivos hacia adelante. “Debemos trabajar en proyectos de gran envergadura, proyectos de país que generen valor agregado dentro de la cadena”, añadió.   

Otro punto que es importante mencionar, de acuerdo con el Mayor General es que esta cadena en particular requiere de altísimos estándares de calidad y cualificación de su talento humano, además de una exigencia permanente de avances tecnológicos, factores en los que la academia es pieza fundamental.  

“No podemos olvidar que todas las inversiones en esta cadena, que por tradición tiene una vocación de defensa para los países, ha permitido desarrollar la mayoría de las tecnologías que hoy usamos en nuestro día a día”, señaló. 

Para el directivo de la CIAC, el país está en proceso de consolidar esa triple hélice. “Ya tenemos un ecosistema con diversas capacidades que requiere mayor dinamismo. Es necesario el esfuerzo conjunto, pues si trabajamos de manera aislada se podrán concretar algunos avances, pero no se podrá potenciar un sector de talla internacional que logre instalarse de manera eficiente dentro de la cadena a nivel global”, recalcó. 

Frente a este tema y desde el lado de la academia, parte fundamental de esa triple hélice, Juan Pablo Casas, profesor asociado y director del Departamento de Ingeniería Mecánica de la universidad de Los Andes señala que lo primero en lo que se debe trabajar, cambiando un poco el modelo industrial tradicional colombiano que generalmente importan el know-how, el saber hacer, es crear una cadena basada en el conocimiento. 

 “Esto, sumado a definir en qué quiere ser bueno el país, en qué eslabón de la cadena quiere estar, qué necesidad puntual quiere resolver, y que esto se convierta en una visión de largo plazo, le permitirá especializarse quizá en algunos tipos de productos donde realmente pueda ser fuerte e impactar con mayor potencia. Allí tendríamos un objetivo lograble y no simplemente deseable, como la mayoría de las veces nos sucede”, aseguró.  

Para el profesor, a partir de esto, el papel de la academia se hará mucho más visible y estratégico porque empezará a hacer investigación para resolver una necesidad real. “Si no tenemos un objetivo claro y con una visión de largo plazo puede que le apuntemos a lo que no es. Debemos enfocarnos en un tema específico y hacerlo bien”, agregó.  

De acuerdo con Casas, en esta cadena es clave el sector manufacturero y Colombia tiene uno muy bien desarrollado y con altísimas capacidades, sin embargo, el país también requiere de un apoyo más decidido por parte del Estado para potenciar su industria nacional. 

“Si no existe ese apoyo decidido será imposible competir con los proveedores globales. Distinto es si el Estado apoya para que mis desarrollos sean usables”, añadió. 

El profesor concluye señalando que la articulación eficiente de cada actor de esa triple hélice, que ahora incluye a un cuarto protagonista: la sociedad, con lo que se convierte en una tetra hélice, es definitivamente la fuerza y el impulso que necesita el país para que su cadena aeroespacial despegue con la potencia que se requiere.  

Ese, al final, es uno de los grandes propósitos del CONPES 3983, con el que se busca fortalecer la institucionalidad que permita que en largo plazo esta cadena contribuya a la productividad del país y al desarrollo y modernización de sectores como el agro, la industria y los servicios, entre otros. 

 


UN VIAJE AL CENTRO DE MARTE mision_marte_especial_general_1280x720

UN VIAJE AL CENTRO DE MARTE

bernardo_caicedo UN VIAJE AL CENTRO DE MARTE

Bernardo Caicedo Hormaza | Profesor titular en el Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental| Docteur De L’Ecole Centrale Des Arts Et Manufactures. Spécialité: Mécanique De Sols-Structures, Ecole Centrale París| bcaicedo@uniandes.edu.co

Noviembre de 2022
El 26 de noviembre de 2018, la misión InSight aterrizó en Marte. Desde ese momento, los científicos se han dedicado a estudiar el corazón del planeta rojo. Comprender mejor cómo se formaron Marte y la Tierra ayudará a saber por qué la evolución de estos cuerpos celestes fue tan diferente y qué elementos fueron esenciales para que el planeta Tierra fuera habitable. 

Cuatro de los ocho planetas que forman parte del sistema solar y que son los más cercanos al sol, son rocosos, Mercurio, Venus, Tierra y Marte. Se les denomina de esta manera, porque tienen una superficie rocosa compacta que es más fácil de explorar. Esta característica fue una de las razones para que la NASA decidiera emprender la misión InSight (Exploración interior mediante investigaciones sísmicas, geodésicas y de transporte de calor), para estudiar las entrañas del planeta rojo y lograr establecer cómo se formó hace más de 4.500 millones de años. 

En 2018, la misión aterrizó en un lugar plano y seguro. Allí, la NASA ubicó una sonda, un dispositivo artificial que se envió con el fin de estudiar cuerpos u objetos en el sistema solar y que, además, está acompañada por equipos de la Agencia Espacial Europea (ESA). La misión cuenta con instrumentos de última generación, un brazo robótico que permite perforar la superficie hasta una profundidad jamás alcanzada y un acelerómetro, que mide los movimientos sísmicos de Marte. 

Durante todo este tiempo, desde allá se ha venido recopilando información importante que, luego en la tierra, se examina con detalle. A millones de kilómetros de allí, en la ciudad de Bogotá, en el laboratorio de Modelos Geotécnicos, de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Los Andes, Bernardo Caicedo, profesor titular del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental, lidera una investigación que aporta, en parte, a esa gran misión en el espacio. Él y sus estudiantes se encargan de medir las velocidades de propagación de las ondas en un material similar al existente en la superficie de Marte, esta característica es de vital importancia para interpretar las vibraciones que ocurren al interior de Marte y que se presentan por sismos o por meteoritos que caen en la superficie y que generan vibraciones que se propagan a través de las capas del planeta. 

La herramienta estrella, de la misión InSight, es el sismógrafo. Los sismógrafos son instrumentos muy precisos que generalmente se instalan sobre roca, porque de esta manera están conectados con el interior del planeta, pero en el caso de Marte, solo se podía trabajar en donde aterrizará la misión. 

“InSight aterrizó sobre un colchón de un terreno cubierto por arena muy fina que ha estado transportada por el viento durante millones de años, entonces las medidas que haga ese sismógrafo tienen que ser estudiadas y corregidas por el efecto de estar sobre el colchón de arena”, explicó Caicedo. 

¿Pero cómo consiguen estudiar algo que sucede en el espacio, aquí en la tierra? Gracias al material satelital de fotografías que se registra constantemente; además, con base en análisis químicos se logra determinar las características del suelo de Marte y sus similitudes con el suelo terrestre. Esa observación que se hace en la tierra con la información que registran los satélites, condujo a saber que las particularidades del suelo en Marte son similares a una arena que se denomina de Fontainebleau, se trata de un polvillo muy fino que se encuentra en Francia y también aquí en Colombia. 

“Lo que se hace aquí en el laboratorio es investigar cuáles son las velocidades de propagación de las vibraciones en ese suelo que simula el de Marte; sin embargo, cuando se intenta reproducir aquí en la Tierra las condiciones espaciales, es más difícil, de manera que nos toca trabajar con unos equipos a unos niveles de precisión muy altos para poder ver cómo es que viajan las vibraciones en ese tipo de material”, describió el profesor. 

Un laboratorio de prestigio internacional 

La reputación que tiene el laboratorio de Modelos Geotécnicos, de la Universidad de Los Andes, es reconocida a nivel internacional. Gracias a su capacidad de experimentación avanzada participan en la misión InSight. 

El profesor Caicedo se siente orgulloso de este trabajo y de este prestigioso resultado de muchos años de dedicación. “El hecho de que nos hayan invitado a trabajar en Marte es por las competencias que demostramos. Los desarrollos de laboratorio que logramos hacer son muy precisos y detallados porque eso es lo que se necesita. Realizamos experimentos muy buenos, en parte, porque nos gustan los retos complejos y logramos sacarlos adelante”, comentó. 

Dentro del campus universitario existe mucha motivación e interés por este tipo de temas. El camino de la investigación atrae a muchos estudiantes y, si se considera la trayectoria, llevarla a cabo a su más alto nivel es posible en el marco del programa doctoral. Es el caso de Juan Pablo Castillo, estudiante del programa de Doctorado de Ingeniería de Los Andes y uno de los investigadores de este proyecto, quien participa por la necesidad de buscar socios para hacer colaboraciones, “yo como estudiante aprovecho la experiencia que hay en el desarrollo y trabajo de estos temas. Esta es mi tesis doctoral”, señaló. 

Caicedo y su grupo de investigación llevan cuatro años de trabajo y aunque a la misión InSight le restan uno o dos años más de vida, pues la sonda instalada en Marte tiene fecha de caducidad y los paneles solares dejan de producir energía y reducen la posibilidad de seguir trabajando, lo que conduce el experimento a su fase final, en el mediano plazo, una vez finalizada la misión, el grupo de trabajo de Los Andes continuará con el estudio del comportamiento de los materiales en ambientes planetarios diferentes a la Tierra. Las técnicas desarrolladas para este tipo de estudios servirán para analizar de una manera más precisa fenómenos terrestres tales como los terremotos o deslizamientos de terreno.


Imágenes satelitales

IMÁGENES SATELITALES, LA IMPORTANCIA DE UNA NUEVA LECTURA

Iván Enrique Carroll Janer.

Iván Enrique Carroll Janer. Economista de la universidad de Los Andes. Maestría en Estudios Amazónicos de la Universidad Nacional y doctorado en Antropología Social del Instituto Nacional de Antropología e Historia de la Ciudad de México. Investigador postdoctoral del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la universidad de Los Andes. Estancia postdoctoral en el Centro de Objetivos de Desarrollo Sostenible de América Latina y el Caribe – CODS de la Universidad de los Andes iecj@uniandes.edu.co

Noviembre de 2022
Un satélite ubicado a 786 kilómetros de distancia de la tierra, equipado para recolectar información, va tomando fotos. Cuando esas imágenes llegan al computador, hay una forma particular de observarlas, el campo infrarrojo es una alternativa para interpretarlas y aplicar la información a varios sectores, temas y/o desarrollos. Conoce cómo investigadores uniandinos trabajan en esta técnica con muy buenos resultados. 

Su paso y experiencia de vida por el departamento de Amazonas, al sur de Colombia, cuando realizó la maestría en Estudios Amazónicos, le llevó a pensar en el turismo de una manera diferente. Más adelante, esta motivación transformada encaminaría a Iván Carroll, investigador postdoctoral de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Los Andes, a trabajar con imágenes satelitales desde una nueva perspectiva y desmitificar la idea de que estas tienen que ser visibles y de gran resolución para que puedan ser utilizadas. 

El diseño del algoritmo de inteligencia artificial para trabajar con imágenes satelitales, desde el campo no visible, le ha permitido aplicar un conjunto de instrucciones que se ejecutan de forma ordenada y que están orientadas a resolver un problema o realizar una actividad. En este caso, ha sido posible, entrenar al computador para que identifique varios tipos de elementos como techos de casas, árboles o ríos, en territorios de gran extensión en Colombia. 

“Generalmente cuando alguien se refiere a una imagen satelital, quiere poder verla con los ojos. Mi investigación no es esa. Yo no trabajo con la manera como ven los ojos, trabajo en el campo infrarrojo cercano y el infrarrojo lejano. En el campo no visible, es decir, yo aprendo a observar a través de la máquina”, señaló Carroll. En términos comparativos, estas imágenes serían el equivalente a las imágenes diagnósticas del cuerpo, láminas con información que se leen de una forma específica.

El infrarrojo es una onda que el ojo humano ya no alcanza a ver en el espectro electromagnético, pero que existe. Las imágenes gratuitas que descarga Carroll, del Programa Copernicus de la Agencia Espacial Europea , no muestran los colores claros y definidos como el ojo humano suele verlos, pero sí contienen datos que el computador puede entender y procesar. “Cuando se descarga una imagen de estas, no se ve nada, son imágenes supremamente grandes de 110 kilómetros por 110 kilómetros, y cada pixel es de diez metros por diez metros de resolución. Entonces es como si tuvieras un televisor de esos antiguos, con imagen pixelada”, explicó el investigador. 

El proceso consiste en introducir datos a un computador y entrenarlo una y otra vez, se le enseña que algo es un techo, un árbol o un río. Luego el algoritmo hace su trabajo y es capaz de identificar en esa imagen de millones de pixeles, los ítems con los que ha sido adiestrado. De esta manera, las imágenes satelitales pueden entregar información de configuración de lugares remotos del país. Más allá de esta función matemática, el algoritmo ha permitido porponerle a la Agencia Nacional de Tierras una metodología que contribuya en temas de gran envergadura en Colombia, como la formalización de la tierra en el país a partir del Decreto 148 de 2020 que permite el uso de este tipo de tecnologías. A su vez, se convierte en una herramienta para pensar en ciudades y comunidades sostenibles, o por lo menos, con mejores condiciones para vivir. 

Los trabajos que ha permitido el algoritmo

Carroll realizó una estancia postdoctoral en el Centro de Objetivos de Desarrollo Sostenible para América Latina y el Caribe (CODS), y en ese momento notó la necesidad de explorar las metas del ODS 11 de ciudades y comunidades sostenibles por medio de las imágenes satelitales desde otro plano. Desde su formación como antropólogo y economista consigue acercarse a una mirada diferente y escudriñar el tema para desarrollar el algoritmo que respondiera a dicha necesidad. 

Para la Agencia Nacional de Tierras (ANT), se realizó un ejercicio de identificación de techos en un polígono denominado Gran Baldío de 3,160 km2 , ubicado en el límite de los departamentos de Caquetá y Meta. Para tener una idea de su magnitud, es un área tan grande como Luxemburgo, un país en Europa. Como resultado se obtuvieron las coordenadas de más de 7 mil techos, es decir hogares de personas que no tienen escrituradas sus casas. De tal manera que mediante estas tecnologías el Estado puede ahorrar miles de millones de pesos.  

“En la década de los setenta con el Programa Landsat de la NASA las imágenes satelitales eran costosas y de uso exclusivo de los científicos. Sin embargo, los programas actuales tanto de la NASA como de la ESA ofrecen imágenes gratuitas, lo que ha permitido un cambio en la forma de trabajar y desarrollar algoritmos. No entiendo por qué el estado colombiano gasta miles de millones de pesos en imágenes de alta resolución cuando con estas se puede trabajar. Además, estas imágenes de observación de la tierra permiten ver de otra forma, con los ojos de las máquinas”, comentó Carroll.

El trabajo de revisión de las imágenes sostenido en el tiempo, también plantea una metodología que apoya el método declarativo de los campesinos de nuestro país mediante un ejercicio de monitoreo de predios. Con material recopilado entre el 2015 y el 2022, es posible observar si ha habido una intervención sobre el terreno. Otro resultado apoyando la paz en Colombia ha sido la elaboración de 1260 con distintos índices para evaluar en 5 años el impacto del programa Colombia Sostenible, es decir de los Proyectos de Desarrollo con Enfoque Territorial, más conocidos como los municipios PDET. 

En la actualidad se trabaja en un proyecto con la Agencia Alemana para la Cooperación Internacional (GIZ), para identificar tipos de cobertura que permitan calcular el potencial fotovoltaico a partir de la biomasa residual y tiene como objetivo impulsar el desarrollo de municipios PDET y apoyar el proceso de transición energética del país. 

Durante la estancia postdoctoral en el  CODS, se trabajó en un algoritmo para el índice biótico del suelo, un índice de funcionalidad ecológica el cual caracteriza tres tipos de coberturas de suelos: impermeables, semipermeables y permeables. Se determinaron zonas impermeables, o todo lo que es construido, lo que reduce capacidad al suelo de regenerarse; zonas semipermeables, o suelos desnudos en donde se va a iniciar construcción, zonas permeables, como bosques o cuerpos de agua. El ejercicio se aplicó en 50 ciudades de América Latina y el Caribe para apoyar a los tomadores de decisión como alcaldes y secretarías de planeación y generar alertas tempranas debido al crecimiento de las ciudades.

El gran aprendizaje, resultado de todos estos trabajos aplicados a temas en el país, es que se puede pensar en términos de planeación de actividades. La herramienta facilitaría la caracterización de predios, dependiendo de las necesidades. Por otra parte, el algoritmo en su tarea constante de jugar con datos, muestra posibles potencialidades, lo que permite pensar entrenarlo para que siga aprendiendo nuevas categorías que se ajusten al cometido. Todos estos procesamientos consumen tiempo, el algoritmo revisa cada pixel y encuentra si se ajusta o no, si corresponde o no, pero teniendo en cuenta que son imágenes grandes y pesadas, estamos hablando de millones de píxeles, en el caso de la formalización de la tierra estamos hablando de 31 millones de pixeles, mientras que en las ciudades estamos hablando entre 1 y 10 millones de pixeles, es un trabajo que al final lo que entrega es una información importante y significativa.  

“Conozco 50 ciudades de América Latina, 170 municipios de Colombia a través de imágenes satelitales. El algoritmo me ha permitido viajar a través de un satélite que se llama Sentinel 2 del Programa de la Agencia Espacial Europea y he podido nutrirme de toda esa información, no viendo con mis ojos sino a través de los ojos de la máquina en el campo infrarojo”, puntualizó Carroll.


Daniel Posada, ingeniero uniandino

DANIEL POSADA
INGENIO UNIANDINO PROTAGONISTA DE LA MISIÓN QUE LLEGARÁ NUEVAMENTE A LA LUNA

Noviembre de 2022
Quizá su visita al Observatorio del Monte Palomar en Estados Unidos, cuando era niño, fue el inicio de toda esta historia. La maravilla que le produjo este descubrimiento astronómico marcó, sin lugar a duda, el camino que ha seguido Daniel Posada para que hoy haga parte del equipo que llegará nuevamente a la Luna y se haya convertido en el colombiano líder del grupo de investigación que tomará la primera selfi lunar. 

Daniel es ingeniero mecánico de la Universidad de los Andes y aunque siempre quiso hacer su pregrado en el área aeroespacial, la falta en el país en el 2013 de un programa diseñado exclusivamente para este tema, lo hizo inclinarse por el pénsum de Mecánica en Los Andes gracias a que este, como él mismo lo señala, le ofrecía las mejores bases y le permitía adaptar todo este conocimiento a diversos campos, entre estos el aeroespacial.  

Y así fue, durante toda su carrera, Daniel se las ingenió para aplicar todo lo que aprendía en el desarrollo de proyectos relacionados con el tema aeroespacial. Recuerda con mucho entusiasmo las clases de materiales y usos que, aunque eran “difíciles”, le permitieron pensar e investigar sobre los elementos y materiales compuestos que se requieren para salir de la atmósfera y sobrevivir por fuera del planeta.  

Pero, tal vez, la clase más importante fue la de sistemas de control que lo hizo pensar cómo funcionan ciertos equipos de manera autónoma, por ejemplo, todos los aparatos que son lanzados al espacio y que deben permanecer allí muchos años, o viajan a otros planetas sin ninguna supervisión física. Este tema lo cautivó de tal manera que se convirtió en parte conceptual de su tesis de pregrado, que lleva el nombre de “Diseño y control de un prototipo de un cubo con ruedas de reacción en 2D”, y que contó con el apoyo del profesor Juan Sebastián Núñez.  

De hecho, fue su profesor de sistemas de control, Nicanor Quijano, quien lo contactó con la profesora Claudia Moreno quien trabajaba en la universidad Embry-Riddle Aeronautical University ubicada en la Florida, Estados Unidos, donde posteriormente Daniel hizo su maestría y de la que está a punto de obtener su grado como Doctor en Ingeniería Aeroespacial.

Pero llegar allí no fue una tarea fácil. Cuando Daniel terminó su pregrado estuvo casi dos años intentando iniciar su maestría, porque buscaba hacerla en el exterior. Aplicó a una beca en Italia, país que tiene programas aeroespaciales muy reconocidos, sin embargo, por errores de logística al presentar la documentación, no logró mandar todos los papeles a tiempo.

Mientras tanto hacía muchas cosas, incluso trabajar como asesor de un call center bilingüe para ahorrar dinero y seguir practicando el inglés en Bogotá, ya que la situación laboral en Colombia para la ingeniería era compleja en ese momento.

Daniel nació en Bogotá, pero desde muy niño se trasladó a la capital antioqueña y realizó sus estudios en el Colegio San Ignacio de Loyola. Fue en esta institución donde recibió apoyo por parte de varios profesores para aplicar a Los Andes en la capital del país.  

En estos ires y venires, Daniel decidió viajar a Estados Unidos y reunirse con la profesora Moreno y con el director del Departamento de Ingeniería de la Embry-Riddle para aplicar a una beca. De eso ya han pasado casi cinco años, tiempo en el que Daniel ha trabajado en importantes proyectos para el sector aeroespacial.  

Empezó a trabajar con la profesora Moreno con prototipos de drones y aviones no tripulados y posteriormente logró que otros docentes se interesaran por la investigación que había desarrollado como parte de su tesis de grado en Los Andes. Pero sus desafíos no terminaron con la búsqueda de la maestría, ya que la profesora se retiró de la universidad para dedicarse a su familia y a la industria, y Daniel tuvo el reto de buscar un nuevo asesor.  

Por suerte, uno de los docentes previamente interesados tenía un espacio disponible y lo acogió, lo que posteriormente le permitió hacer parte del equipo de investigadores que trabaja para Intuitive Machines, la empresa privada con sede en Houston, Texas, Estados Unidos, que diseñó el módulo de aterrizaje lunar Nova-C para su primera misión IM1.  

Intuitive Machines fue seleccionada por la NASA en 2019 como parte del programa Artemis para llevar diversos experimentos científicos a la Luna y que se espera llegue a la superficie lunar a principios de 2023.  

“Esta es la primera misión privada que va a regresar a la Luna después de la última misión del programa espacial Apolo de la NASA, el Apolo 17 en 1972. Otro hito en la historia aeroespacial. Mi trabajo allí ha estado enfocado en la investigación para el desarrollo de sistemas de control, navegación, y la automatización para garantizar un aterrizaje y una movilidad segura, a través de un algoritmo que tomando fotos de la superficie lunar analiza si existen rocas, cráteres o pendientes que puedan poner en peligro su descenso, temas que abordé en mi tesis de Maestría”, señaló Daniel en entrevista con Revista CONTACTO.  

Y como una cosa lleva a la otra, como parte de esa misión, Intuitive Machines les propuso a los estudiantes del grupo de investigación con el que Daniel trabaja, el Laboratorio de Tecnologías Espaciales, diseñar un sistema que permitiera tomar fotos y grabar el aterrizaje del módulo lunar Nova-C, es decir, tomar la primera selfi lunar en la historia.  

Por supuesto, los estudiantes asumieron el reto y emprendieron el proyecto. Hoy, Daniel es el líder de Ingeniería de la iniciativa que se conoce como EagleCam. 

“Construimos un sistema que cuenta con tres cámaras y mide 10 centímetros de ancho y alto, por 15 centímetros de largo. Como tenemos un espacio tan pequeño, las cámaras cuentan con lentes de pescado que nos permiten obtener un campo de visión mucho más amplio y capturar fotos panorámicas, garantizando no solamente la foto del módulo de aterrizaje sino del ambiente lunar”, añadió el ingeniero.  

El aterrizaje de EagleCam tendrá varios componentes adicionales que marcarán otros hitos en la historia espacial. Por ejemplo, aterrizará aproximadamente 24 segundos antes que el Nova-C, lo que significa que obtendrá fotos no solo del módulo aterrizando, sino que también tomará fotos para el estudio de la interacción de la llama del motor con la superficie lunar y las partículas que eyecte.  

Adicionalmente, este será el primer dispositivo en usar tecnología Wi-Fi en territorio lunar. Por primera vez, este sistema de comunicación se usará para transmitir las fotografías y otros datos que capture el EagleCam al módulo lunar para su transmisión a la Tierra. 

El sistema tendrá una cámara adicional dispuesta para realizar un experimento y probar tecnología que se ha desarrollado por el Centro Aeroespacial Kennedy de la NASA para repeler el polvo lunar, que al ser altamente conductivo es dañino para los equipos electrónicos. De esta manera, se busca encontrar una solución a esta problemática identificada desde el primer viaje a la superficie lunar, para las futuras misiones y astronautas.

Cada desarrollo que ha alcanzado Daniel, junto con el grupo de investigación de Embry-Riddle, y que nos cuenta durante la entrevista, lo apasiona y se le nota. Ahora mismo, están a la espera de que el lanzamiento del Nova-C y el EagleCam sea una realidad, y poder asimilar y sentir lo que dijo alguna vez Neil Armstrong “Houston… El Águila ha aterrizado”. 

Luego de cumplir esta misión, Daniel espera concretar con Intuitive Machines su participación en otras de las misiones en las que trabaja la compañía. La misión que le sigue, IM2, aterrizará en el polo sur para investigar la existencia de agua en el suelo lunar con un taladro, y posteriormente, otra misión que busca llevar un mini reactor nuclear para realizar pruebas para llevar energía al satélite natural. Todas estas misiones requieren de un aterrizaje seguro para lograr cumplir sus objetivos. 

Actualmente, Daniel hace parte del proyecto LLAMAS, el cual trabaja en la fabricación de un sistema de cámaras para el billonario Jared Issaman, graduado de Embry-Riddle y que se usará para la misión Polaris Dawn, que espera ser lanzada a principios de 2023.  

Este sistema de cámaras grabará la primera caminata espacial comercial, es decir, ninguna persona de esta misión tiene afiliaciones gubernamentales como ocurre usualmente con los astronautas. 

“LLAMAS planea proveer un nuevo punto de vista en 3D y realidad aumentada, una nueva experiencia para los espectadores. El dispositivo se ubicará dentro de la cápsula Dragon de la compañía SpaceX de la cual actualmente se lanzan los astronautas de suelo americano, y será activado momentos antes de su caminata espacial”, añadió.  

Para Daniel, el futuro de esta industria tiene inmensas oportunidades por aprovechar, entre estas, la minería de asteroides, debido a la importancia de los metales raros, que son bastante escasos en la Tierra. Adicionalmente, la minería espacial permite minimizar la contaminación de planeta azul. 

“Otro sector que tiene un gran potencial es la de la limpieza del espacio, ya que después de décadas de lanzar diversos artefactos fuera de la atmósfera son muchos los desechos de esta industria que están flotando por ahí y que requieren ser tratados”, agregó. 

Otro segmento donde existe un gran potencial en Colombia, de acuerdo con nuestro ingeniero, es el de los satélites para hacer agricultura de precisión, una herramienta que le cambia la vida a los campesinos y que tecnifica toda la industria agropecuaria y agrícola. 

Por último, señala que, por ejemplo, Colombia tiene una gran oportunidad para ofrecer plataformas de lanzamiento de cohetes a otros países de la región, gracias a que su posición geográfica y cercanía a la línea del Ecuador permite que estos vehículos salgan de la atmósfera usando menos combustible y utilizando el impulso que provee el giro de la Tierra. Algo muy similar a la plataforma de lanzamiento que posee la Agencia Espacial Europea en la Guayana Francesa. 

Con todo este conocimiento y su pasión por el espacio, Daniel seguirá aportando a esta industria desde cualquier lugar en el que esté y continuará siendo un orgullo para la ingeniería del país y de Los Andes. 

 


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