HACIA UN FUTURO ESTELAR: LA ACADEMIA Y SU COMPROMISO CON LA CONQUISTA DEL ESPACIO
José Fernando Jiménez | Profesor Asociado del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Universidad de los Andes. | Docteur De L’Institut National Des Sciences Appliquees De Toulouse Spécialité: Systemes Informatiques | fjimenez@uniandes.edu.co | Juan Francisco Puerta |Profesor del Programa de Ingeniería Aeroespacial de la Universidad de Antioquia|Director del Grupo de Investigación ASTRA de la Universidad de Antioquia| MSc in Space Systems Engineering University of Southampton (UK)| juanf.puerta@udea.edu.co.
Noviembre de 2022
Uniandes y la Universidad de Antioquia están trabajando unidas gracias a un convenio con el que buscan aportar al desarrollo de la industria aeroespacial del país e impulsar la generación de nuevo conocimiento útil para este sector y, de esta manera, aprovechar las oportunidades que tiene este renglón de la economía.
Es innegable los aportes que el desarrollo de la industria aeroespacial le genera a las naciones. De acuerdo con estimaciones del banco Morgan Stanley de los Estados Unidos, para 2040 esta cadena podría generar ingresos superiores al billón de dólares, una cifra poco despreciable que todos quisieran aprovechar y montarse en el llamado “boom” de la economía del espacio.
Los expertos en el tema han señalado que el impulso de esta industria constituirá una revolución socioeconómica sin precedentes, de la cual solo se van a beneficiar los que decidan invertir y hacer parte de esta historia y la decisión hay que tomarla hoy.
Aunque Colombia no ha avanzado al mismo ritmo que otros países de Latinoamérica como México, Brasil, Chile, Argentina o de África con casi 50 satélites manufacturados, sí existe un interés de varios sectores de trabajar para que la industria nacional despegue con mayor potencia.
Uno de estos sectores es la academia, que hace parte de esa triple hélice que complementa la industria y el Estado y que es pieza fundamental para que todas las buenas intenciones se traduzcan en proyectos reales.
Frente a este panorama, y luego de empujar el tema desde hace varios años, el primero de junio de 2022 las decanaturas de las facultades de Ingeniería de la Universidad de Antioquía y la Universidad de los Andes firmaron un convenio con el que buscan fortalecer las capacidades de las dos instituciones y aportar al desarrollo del sector aeroespacial a partir de diversas actividades tanto en el ámbito académico como en el aspecto técnico.
“Conversamos entre las decanaturas de las facultades de ingeniería de ambas universidades y hablamos del sector aeroespacial como un foco de interés mutuo. Pensamos en desarrollar capacidades académicas de las dos instituciones para aportar al desarrollo del sector aeroespacial colombiano”, asegura Juan Francisco Puerta Ibarra, director del Programa Aeroespacial de la Universidad de Antioquia.
El principal objetivo del convenio es el de lograr avances académicos y desarrollar el potencial de investigación de las dos instituciones con miras a generar transferencia a la industria. Es decir, que el conocimiento obtenido pueda ser utilizado por las empresas para fomentar el progreso y la consolidación del sector aeroespacial en el país.
Tal ha sido el impacto de esta propuesta, que la Corporación de la Industria Aeroespacial Colombiana (CIAC) e Indumil (Industria Militar Colombiana) se han vinculado para ofrecer soporte y apoyar la generación y transferencia de conocimiento que pueda aportar al desarrollo de este sector económico.
El convenio entre las dos universidades se ha concebido como una alianza estratégica, duradera, y sostenible en el tiempo, por lo que busca garantizar que ambas instituciones puedan trabajar en conjunto más allá de los cambios administrativos o del contexto, priorizando el crecimiento de las dos universidades y de su aporte a la industria.
La visión es que en un par de años el convenio entre las dos universidades pueda enviar un objeto a la órbita subespacial (a una altura superior a los 100 kilómetros, donde termina la atmósfera del planeta Tierra) y contar con una plataforma pensada desde la academia, pero con aplicaciones a nivel industrial.
Para cumplir con este objetivo, se llevará a cabo una serie de ocho lanzamientos que progresivamente se irán acercando al final de la atmósfera terrestre, hasta cerrar con el vuelo suborbital. Se espera que durante el segundo semestre de 2022 se realicen los primeros dos lanzamientos.
“Iniciamos un programa de lanzamiento de naves espaciales a partir de los laboratorios de propulsión de las dos instituciones. Los lanzamientos se harán por la Universidad de Antioquia con acompañamiento de la industria y tenemos por lo menos ocho lanzamientos previstos”, afirma José Fernando Jiménez, profesor asociado del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad de los Andes.
Con la firma de este convenio y varios lanzamientos ya previstos, es evidente que los resultados se están dando a una gran velocidad. Es resultado de un trabajo constante de parte de las dos instituciones, cómo bien concluye el profesor Puerta: “esta experiencia es un complemento ideal entre las dos organizaciones”.
Colombia puede hacer presencia en la región
Iniciativas empresariales como el Clúster Aeroespacial Colombiano (CAESCOL), el Clúster Aeroespacial del Valle del Cauca, el Clúster Aeronáutico del Eje Cafetero, la Asociación Colombiana de Productores Aeroespaciales (ACOPAER) y la Corporación de la Industria Aeronáutica Colombiana (CIAC), revelan el interés para que, de una vez por todas, la industria pueda arrancar con mayor fuerza.
Recientemente la Fuerza Aérea Colombiana (FAC) puso en funcionamiento el Centro de Operaciones Espaciales (SpOC) en las instalaciones de la Escuela Militar de Aviación Marco Fidel Suárez, en la ciudad de Cali. Este nuevo centro permitirá hacer diversas tareas como análisis de meteorología espacial, y planeación y simulación de órbitas, entre otras.
Adicionalmente, Bogotá fue reconocida como una de las ciudades aeroespaciales del futuro, según el ranking Aerospace Cities of the future 2018/19 del Financial Times. Todas estas iniciativas dan cuenta de un buen clima para el porvenir de la industria aeroespacial en Colombia.
JÓVENES AL MANDO DE LA LLEGADA AL ESPACIO
Fabio Rojas | Profesor Asociado del Departamento de Ingeniería Mecánica, Universidad de los Andes. | Ph.D. en Ingeniería Mecánica de la Universidad Federal Santa Catarina | farojas@uniandes.edu.co|
Noviembre de 2022
El corazón del PUA (Proyecto Uniandino Aeroespacial), son sus estudiantes. Esta es una línea de investigación, del Grupo de Energía de Ingeniería Mecánica, en el que participan jóvenes innovadores que, desde sus conocimientos y capacidades, asumen el reto de pensar y desarrollar vehículos aeroespaciales que aporten al desarrollo de la cadena aeroespacial del país.
¿Sabía que la edad promedio de los ingenieros que hicieron parte del Centro de Control del Proyecto Apolo 11, la primera misión que le permitió al hombre llegar a la luna, era 27 años? La historia cuenta que la responsabilidad de poner en manos de científicos recién egresados de la universidad no fue un riesgo, sino que al contrario se convirtió en una gran ventaja.
La razón, como lo explica Gerry Griffin, exdirector del Centro Espacial Johnson de la NASA y director de vuelo en el programa Apolo, en una entrevista concedida a la BBC es contundente. “La tarea no tenía precedentes y como eran tan jóvenes tenían una actitud de vamos a ver cómo logramos esto. Ellos entendían bien cuáles eran los riesgos, pero simplemente no tenían miedo”, declaró al medio de comunicación.
Este ímpetu y protagonismo de los jóvenes científicos se ha convertido casi en una regla en las demás misiones espaciales emprendidas alrededor del mundo. El Proyecto Uniandino Aeroespacial, PUA, no es la excepción.
De acuerdo con Fabio Rojas, profesor asociado del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de los Andes y director del PUA, el proyecto nació con los estudiantes y todo lo conseguido dentro de la iniciativa ha sido un logro de ellos.
“Ellos contribuyen en proyectos que les sirven para su graduación, son residentes en alguna materia que puede ser de pregrado, la tesis de maestría o doctoral, y con eso nos ayudan a pensar todo este tema de tecnología aeroespacial. Este tipo de proyectos motivan a los estudiantes, rescatan la emoción por la Ingeniería, por el aprendizaje y la formación”, agregó.
Desde que nació el proyecto en 2002, trabajan por llevar un objeto al espacio. Durante este tiempo han realizado seis intentos de lanzamientos y seis ensayos de motores en los que han buscado perfeccionar un vehículo aeroespacial que llegue cada vez más alto dentro de la atmósfera colombiana, hasta conseguir que cruce el espacio exterior.
Un objeto que bien puede ser un satélite o un sistema, pero que, por sus propios medios, alcance a llevar una carga por encima de 103 kilómetros sobre el nivel del mar, lo que teóricamente, se considera como la frontera espacial.
Contra viento y marea
En estos 20 años de trabajo ha ocurrido de todo; han logrado celebrar el despegue de sus cohetes, pero también los han visto explotar sobre la plataforma o simplemente no arrancar. Este es un trabajo cuyos resultados no se alcanzan de la noche a la mañana, a la humanidad le tardó miles de años en pisar por primera vez la luna, incluso hoy, después de más de cinco décadas de este hito, las misiones no siempre resultan exitosas.
Así que para los científicos del PUA cada tropiezo ha sido un aprendizaje y los reta para seguir con el proyecto contra viento y marea. Un desafío adicional fue la pandemia que los obligó a parar. Ya devuelta tuvieron que rearmar los vehículos para regresar a lo experimental.
“Un plan de lanzamiento requiere mucha preparación. Aunque en el pasado el PUA ha conseguido ejecutar varias misiones, el presupuesto se acaba, de manera que hay que volver a realizar todo el proceso de planificación y esperar para una nueva. Este es un proyecto espacial universitario y como tal, avanza con ciertas limitaciones”, agregó el profesor.
Señaló además que la atmósfera se estructura en capas y saltar entre una y otra es lo que hay que pensar y planear, lo que lleva bastante tiempo.
“El proceso que puede verse por etapas, en la actualidad requiere revisar el plan de lanzamiento de vehículos que ya han sido diseñados y aprobados, pero que en cierta forma se deben seguir afinando. La idea para lo que resta de 2022 es avanzar en la propuesta estratosférica, es decir, cómo llevar el objeto aeroespacial a 12 kilómetros de distancia; además, incursionar un poco en la propuesta de la capa mesosfera, ubicada a 50 kilómetros de distancia y, en los años que siguen conseguir poner el objeto a 103 kilómetros en el espacio suborbital”, puntualizó Rojas.
La tecnología aeroespacial es una ingeniería de mucho compromiso, un reto tecnológico de alto nivel, trabajar en ello requiere un conocimiento sutil y sofisticado que puede ser matemático y/o experimental, pero que en el transcurso permite a los estudiantes desarrollar capacidades de creatividad y de diseño.
“Este proyecto aeroespacial con todas las limitaciones que tiene y con todo el entusiasmo, es solo una disculpa para formar ingenieros buenísimos. Son aprendices, lo que se saca son prototipos, lo que se intenta es aprender, se usa lo que sabe hacer un ingeniero, diseñar experimentos, hacer modelos, calcular, simular y conseguir llegar a prototipos que empiezan a ejercer una influencia sobre su conocimiento previo y sobre su raciocinio posterior”, afirmó el profesor Rojas.
Países como India, Brasil, Argentina decidieron apostarle a este camino tecnológico de investigación, ensayo y desarrollo. La humanidad ha progresado mucho en sus modelos matemáticos, pero todavía nada reemplaza la experimentación, efectivamente es una forma de aprendizaje en ingeniería “así que toca llegar al fierro, de esta manera se puede estar seguro de que las ecuaciones funcionen”, explicó Rojas.
Como cultura, en medio de esta sociedad moderna y dinámica, cada vez se observa más la necesidad de dirigirse hacia el terreno de la tecnología y evitar la aversión al riesgo.
“Cuando se experimenta se aprende un montón. Este proyecto uniandino es una muy buena justificación para hacer cosas divertidas, grandes, elocuentes, notables. Yo saco buenos ingenieros, no saco ingenieros aeroespaciales, pero sí ingenieros que se han enfrentado a combustibles, a vehículos que vuelan, que han visto cómo sus máquinas suben, cómo sus ecuaciones funcionan, cómo sus softwares tienen una que otra limitación, esos son los que necesita la industria. Quisiera pensar que las generaciones modernas de colombianos empiezan a perder ese miedo al riesgo y PUA, es un ejemplo de eso”, subrayó Rojas.
Normalmente en el PUA hay entre tres y cuatro estudiantes. Hay semestres en donde no se presenta nadie, pero hay otros en donde, por el contrario, llegan muchos y desafortunadamente no se tienen las condiciones para recibirlos a todos.
Para Santiago Prada, estudiante de maestría en Ingeniería Mecánica de la Universidad de los Andes y miembro del PUA, este proyecto es su pasión. “Yo recuerdo que en el colegio yo hacía mis cohetes de agua para lanzar en el patio, desde ahí tengo esa idea de ver algo que yo haya hecho con mis propias manos en el cielo. Esa emoción que se siente cuando construyo, cuando llevo algo del computador y veo que ahora lo tengo en físico y es exactamente igual a lo que calculé, eso me motiva y me apasiona”, comentó.
COLUMNA
“FALTA CREÉRNOSLA Y TENER MÁS CONFIANZA EN NUESTROS ALCANCES PARA QUE LA CADENA AEROESPACIAL DESPEGUE”
Noviembre de 2022
Si esto no hubiera sucedido, tal vez no estaríamos hablando de este tema; por lo tanto, esto exige un acto de contrición que consiste en mirarnos a nosotros mismos desde diferentes frentes, mirarnos como país, lo que pensamos de nosotros como colombianos, lo que pensamos de los que vienen de afuera, hacia dónde va nuestra visión como ciudadanos y de nuestras potencialidades como innovadores. Esto incluye que tenemos que abordar ámbitos de nuestra historia, gobernanza y geopolítica, ámbitos que compartimos con nuestros países vecinos de América Latina.
Lo cierto del caso es que hemos construido una industria nacional y un Estado a partir de tecnologías que suponemos no pueden ser desarrolladas al interior de Colombia, ya sea por razones o restricciones presupuestarias o bien, ya sea porque culturalmente todo desarrollo científico importado y que cuesta en dólares o en euros es mejor.
En otras palabras, es difícil pensarnos en el sector aeroespacial con sellos de producción nacional como por ejemplo “hecho en Colombia” o “compra colombiano”, y aunque en algunos salones arrebatados de gente nos aplaudimos por el capital humano de nuestros ingenieros, falta aún creérnosla más y tener más confianza en nuestros alcances.
Continuando con el acto de contrición del sector aeroespacial, este encara su mayor culpabilidad cuando los productos finales adquiridos en el extranjero, que hacen parte de la cadena, han empezado a necesitar mantenimiento y actualización. Cada compra costosa, además requiere que un técnico de otro país venga en un vuelo y arregle el equipo, lo que a su vez es aún más costoso en el mediano y largo plazo. Por lo tanto, las industrias nacionales han empezado a certificarse para realizar esos mantenimientos y a hacerlos con mano de obra calificada del país. Más aún, debemos resaltar que softwares requeridos por dichas máquinas y equipos que antes comprábamos estamos empezando a desarrollarlos nosotros mismos.
Un claro ejemplo es la Corporación de la Industria Aeronáutica de Colombia – CIAC, que ha cambiado su nombre manteniendo sus siglas y ahora se llamará Corporación de la Industria Aeroespacial de Colombia – CIAC, incorporando esta visión, haciendo mantenimiento certificado a las aeronaves y generando empleo en Colombia. Siendo la empresa líder ha impulsado a otras medianas y pequeñas se motiven a entrar en este nuevo mercado.
Estamos cambiando, creyendo en nosotros un poco más y, además nos encontramos en un momento histórico, no hablábamos tanto de este sector desde 1967 cuando por medio del CONPES 239 se recomendaba la construcción y montaje de una estación terrestre para las comunicaciones por medio de satelitales. El nuevo milenio llegó con la creación en el año 2006 de la Comisión Colombiana del Espacio – CEE, mediante el Decreto 2442, entidad adscrita a la Vicepresidencia de la República de Colombia con el propósito de aplicar tecnologías espaciales en las áreas de navegación satelital, observación de la Tierra, datos espaciales, astronáutica, astronomía, medicina aeroespacial, telecomunicaciones, entre otros.
Adicionalmente, el CONPES 3983 del año 2020 plantea una política pública para que el país pueda explotar el sector aeroespacial para mejorar la productividad, la diversificación y la sofisticación del aparato productivo. El año 2018, Colombia adquirió la suma de 282 millones de dólares en servicios satelitales, nada despreciable pensaría uno, sin embargo, el país invierte en exploración y explotación del espacio menos del 1% del PIB, siendo la inversión con el menor registro entre los países de la OCDE, ahora sí algo lamentable.
A pesar de las dificultades, el camino se ha ido abriendo para el largo plazo. A partir del CONPES 4069 del 2021 se planteó la nueva Política Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación que indica la hoja de ruta en materia científica del país hasta el 2031, en la cual se incluyeron los resultados de las líneas de investigación de la Misión de Sabios, es decir, un grupo de científicos del más alto nivel que analizaron y pensaron en qué nos tenemos que enfocar para hacer crecer el país, incluyendo este sector.
De igual manera, por primera vez, el país está conectando su accionar mediante una triada conformada por industria, academia y gobierno. Aunque algunos mencionan la importancia de la sociedad como parte de una cuarta hélice, desde estos tres frentes se intenta, más bien, “intentamos, porque me incluyo”, pensar en una mejor sociedad para las generaciones futuras de nuestro país, de nuestros hijos y para evitar tanta fuga de cerebros. ¿Por qué pensamos en cómo llegar a Marte y explorar el espacio? La respuesta que yo tengo como profesor es que nos permite vivir mejor en la Tierra y nos permite desarrollar productos innovadores, patentarlos y luego utilizarlos por décadas hasta que se conviertan en productos de consumo masivo.
En relación con la triada, tengo que mencionar que no he visto un documento que distribuya los porcentajes para cada actor, pensaríamos que se divide en partes iguales y le correspondería un tercio al gobierno, un tercio a la industria y un tercio a la academia. No estoy seguro, considero que la responsabilidad y compromiso de la academia tiene que ser mayor que un tercio, no depender de los CONPES ni de los políticos de turno, es decir, no depender de que el gobierno empuje sino avanzar de la mano de la industria.
Por tal razón, he venido desde hace tres años integrando a mis colegas académicos de distintas universidades del país que de una u otra manera están vinculados con el sector aeroespacial en un grupo que hemos denominado COCSA, que significa Corporación Científica de Sector Aeroespacial. En varias reuniones, sobre todo al inicio, algunos de ellos me interrumpían en las congregaciones para preguntarme “¿por qué usted está haciendo esto?” y a otros se les oía decir “¡siempre Los Andes!” y, entendiendo que cualquier universidad podía tomar este liderazgo, lo hice desde un principio y lo sigo haciendo porque siento que el país necesita de un colectivo de académicos que pueda empujarlo y dar respuestas rápidas a preguntas, como a la que hicieron los ejecutivos de AIRBUS, que aún nos tiene medio rajados: “¿qué hacemos en el país?”
También, desde hace tres años he venido organizando el ActinSpace en Colombia, un evento que nació de la Agencia Espacial Europea en Toulouse en Francia, el cual consiste en generar unos retos a estudiantes para que se resuelvan en un tiempo récord de 24 horas. Esto se llama usualmente Hackathon donde los estudiantes se distribuyen por equipos, pasan trasnochando dentro de las instalaciones universitarias resolviendo los problemas. Al finalizar el tiempo, un jurado local conformado por científicos escoge el equipo ganador, el cual representa a Colombia en un evento en el exterior.
Esto se ha realizado entre la Universidad de los Andes y la Universidad Nacional de Colombia. He aprendido con estos jóvenes que el entusiasmo acompañado de las oportunidades puede generar grandes resultados en el campo aeroespacial. Tenemos un capital humano que necesita pequeños empujoncitos y no lo percibimos hasta que vemos los resultados. Este evento internacional nos posiciona de alguna manera en un mapa de países del mundo que participan en el sector.
Otros inconvenientes que enfrenta Colombia son algunos insumos y no solo en el país sino en la región andina – Comunidad Andina de Naciones -. Algunos insumos no podremos fabricarlos y por lo tanto tenemos que convivir con que debemos importarlos como es el caso de bienes de capital y distintos tipos de aceros y aceros inoxidables que requiere esta industria y cuyo principal productor es China. Este mensaje de falta de competitividad en ciertos sectores es lo que coloquialmente conocemos con la frase “si la vida nos dio limones aprendamos a hacer limonada”, que no es otra cosa en el ámbito académico “fabriquemos otras cosas en las cuales sí somos verdaderamente competitivos”.
Por lo tanto, este sector aeroespacial requiere de una cadena de suministro intensiva en bienes de capital, pero de igual manera intensiva en capital humano. La razón por la que Elon Musk se ha convertido en el hombre más rico del mundo es porque sus empresas se encuentran en la cadena de suministro aeroespacial que contempla el mayor grado de inversión en tecnología y a la vez el mayor grado de conocimiento científico.
Por tal razón, en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de los Andes hemos venido preguntado desde principios de este año a algunos profesores ¿de qué manera entienden la cadena de suministro aeroespacial? y ¿qué estudios han realizado en este sector? A medida que fuimos conociendo las respuestas y las investigaciones de los profesores, entendimos que los departamentos que tiene la Facultad (Ingeniería Mecánica, Ingeniería Civil y Ambiental, Ingeniería Química y de Alimentos, Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Ingeniería de Sistemas y Computación, Ingeniería Industrial e Ingeniería Biomédica) están vinculados de una u otra forma con la cadena de suministro aeroespacial. Independientemente si nuestra Facultad de Ingeniería tenga o no un programa con el nombre Aeroespacial, hay una fuerte investigación en distintos frentes relacionados con este sector. En la cadena aeroespacial, lo que para algunos se considera un insumo para otros es un producto final.
Por dar un ejemplo sencillo, en el caso de los satélites, desde el punto de vista de su construcción, para algunos profesores son productos finales debido a los componentes electrónicos y estructuras metalmecánicas mientras que, para otros profesores, los satélites son insumos para sus investigaciones porque hacen uso de las imágenes satelitales para desarrollar algoritmos con Inteligencia Artificial que ayudan a identificar tipos de coberturas.
En este sector, somos capaces de estar desde el área científica en aquello que no es visible o comprensible para el público en general. Estamos en la capacidad de apoyar desde la nanotecnología y la biotecnología a una industria en crecimiento, estamos capacitados para apoyar desde el fortalecimiento del desempeño del software por medio de algoritmos de Inteligencia Artificial. Estamos preparados, a partir del el conocimiento, para recomendar materiales, biomateriales, compuestos e incompuestos de una cadena que necesita inversiones enormes en estos desarrollos y más aún, lo estamos haciendo bajo modelos de economías circulares pensando en el medioambiente y reduciendo los impactos sobre el cambio climático. En lo no visible (nanotecnología) e intangible (software) estamos presentes y es en estos campos donde necesitamos enfocar nuestros esfuerzos.
Asimismo, este año firmamos un convenio con la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Antioquia, específicamente con el Programa Aeroespacial, el cual tendrá sus primeros ingenieros egresados del país. En este sentido estamos fortaleciendo este Programa por medio de movilidad estudiantil para que usen nuestros laboratorios y generen nuevos conocimientos para el sector. De esta manera, empezamos a trabajar juntos como universidades desde el ámbito académico y queremos complementar nuestras investigaciones en vez de competir.
Paradójicamente, en la labor de conocernos como país y con esto quiero terminar mi acto de contrición, encontramos los fabricantes de aviones del clúster de Jamundí en el Valle del Cauca: AeroAndina, Ibis Aircraft y Caldas. Tres empresas que fabrican y exportan aviones para uso personal y para un mercado que está en crecimiento. A diferencia del alto precio y sofisticación de los aviones privados, los de Jamundí se están exportando al mundo porque las personas los compran para resolver un asunto de movilidad y de diversión. El punto crucial es que sus fabricantes, para sorpresa mía, no tienen títulos doctorales. Eso ha despertado en mi una inquietud ya que he sido profesor por 35 años y he formado a muchos ingenieros del país, pero ¿no he formado a ingenieros para que fabriquen aviones?
Afortunadamente esta pregunta se ha empezado a responder por medio del Sistema Nacional de Cualificaciones, incluido en el Plan de Desarrollo 2018-2022 y creado por el Ministerio de Trabajo, el cual busca fortalecer la gestión del capital humano en el país e impulsar iniciativas de formación y educación que sean necesarios. Por ejemplo, en este sistema se destaca el área de mantenimiento del sector aeronáutico que previamente explicamos. Siguiendo esta línea y aprovechando esta columna de opinión quiero dejar en claro que la educación que hacemos en el país tiene que servir para apoyar a las industrias de este país, generar nuevas empresas, promover el empleo local y, de esta manera, tener un crecimiento económico diferenciador en la región.
Eso es lo que me sigue motivando a seguir siendo profesor y que mediante mis cursos, investigaciones y como secretario del capítulo Colombia de UNISEC-GLOBAL, se promueva la alianza entre la academia, la industria y el gobierno y, de esta manera, impulsar al sector aeroespacial del país, creando un entorno el cual promueva el libre intercambio de ideas, información y capacidades relacionadas con la ingeniería espacial y sus aplicaciones, especialmente para las y los jóvenes, incluidos los más desfavorecidos para que nadie se quede atrás.
PREDICCIONES AERODINÁMICAS, UN RETO GLOBAL PARA LA CADENA AEROESPACIAL
Omar Darío López Mejía | Profesor Asociado del Departamento de Ingeniería Mecánica, Universidad de Los Andes. | Ph.D. de la University Of Texas At Austin | Magíster en Ingeniería Mecánica, Universidad de los Andes | od.lopez20@uniandes.edu.co.
Noviembre de 2022
Si se consiguen herramientas de predicción más confiables, la siguiente generación de aviones será diseñada, en su mayoría, en un computador, reduciendo los experimentos físicos en el túnel de viento y alcanzando procesos de producción más rápidos y eficientes.
La industria aeronáutica depende altamente de los modelos realistas, construidos y ensayados en los laboratorios. La proyección para dar un salto y confiar cien por ciento en los modelos computacionales, implica demostrar que este tipo de herramienta de predicción es de alto rendimiento. La NASA y el Instituto Americano de Astronáutica y Aeronáutica (AIAA), vienen abordando el problema desde diferentes perspectivas, construyendo conocimiento de manera colaborativa y, promoviendo la comprensión compartida de la comunidad interesada.
Un dilema que gira en torno a mejorar las herramientas de predicción desde cálculos numéricos y que, en lo físico, de acuerdo con los expertos, se puede entender mejor cuando se piensa en la aerodinámica del ala de un avión.
En configuración normal, cuando el avión está volando, el ala es una pieza completa, un cuerpo sólido, pero cuando el avión despega o aterriza, se observa como si estuviera divida en varios elementos, es entonces cuando se despliegan unos elementos a los que se les llama, de alta sustentación. Estos elementos son claves para lograr un despegue y aterrizaje exitoso.
La forma clásica de estudiar los elementos de alta sustentación es a partir de la experimentación, construyendo un modelo a escala y llevándolo al túnel de viento, una estructura tubular con aire que fluye a través de ella y que permite simular la interacción entre el aire y el objeto, es decir, lo que se espera que ocurra cuando el avión está volando.
Incluso con las herramientas experimentales actuales, existe la necesidad de entender mejor los detalles de cómo el aire se mueve a través de esos elementos y, cómo es que esa interacción hace que esa fuerza sea la que se requiere para el despegue o el aterrizaje. Especificaciones que se requieren a la hora de pensar en aeronaves más confiables que dependan menos del túnel de viento, lo que reduciría los elevados costos que asume la industria para hacer este tipo de experimentaciones.
Simular el fenómeno en un computador y que esa herramienta numérica posibilite cuantificar, no únicamente la fuerza sino todos los fenómenos físicos de interacción entre el aire y el ala para generar esa fuerza llamada sustentación y que el avión vuele, sin la necesidad de construir un prototipo físico, a escala, es la base sobre la cual se sustenta el problema y para el cual se buscan soluciones.
Omar López, profesor asociado de la Facultad de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Los Andes, lleva varios años participando en los workshops anuales que se realizan en Estados Unidos, en donde las propuestas alrededor del problema son discutidas.
“Uno pensaría que es un problema exclusivo de la industria aeronáutica, pero va más allá y requiere una colaboración global entre industria, instituciones de investigación y académicas para poder solucionarlo”, comentó el profesor.
Colaboración académica
En el workshop del año 2010, el profesor Omar conoció al profesor Jaime Escobar, de la Universidad de San Buenaventura de Bogotá, quien también se interesaba en este tema desde hace varios años. Fue esa coincidencia la que abrió la posibilidad de pensar en un grupo de trabajo que pudiera asumir el reto de participar desde la investigación académica para dar respuesta a esta problemática.
En el 2011, se conformó un grupo de estudiantes tanto de pregrado como de maestría de ambas universidades. Con mucho trabajo y tiempo, el proyecto de investigación consiguió aparecer en el escenario de la discusión, es decir, entraron en la lista de propuestas recibidas por parte de la NASA y AIAA con un aporte que en su momento respondió al interrogante.
El desarrollo de simulaciones y la generación de datos, que se entienden como soluciones útiles en la base de información para la finalidad del workshop, la propuesta de buenas prácticas de uso de dinámicas de fluidos computacional, que es la herramienta usada para la simulación, en lo relacionado con modelos de turbulencia híbridos en sistemas de alta sustentación y, compilar la información que pudiera ser publicable, fueron los tres elementos que hicieron que el aporte del grupo fuese considerado por la NASA y AIAA para calificar y resaltar el trabajo de los profesores y estudiantes.
“Yo siempre muestro esta idea en cada espacio que puedo, lo que los mismos estudiantes han hecho, los resultados que ellos han conseguido, al ser un problema complejo, pero no imposible de resolver, genera interés; además, usar una herramienta computacional compleja de alto nivel también les da experticia en algo muy específico que les ofrece cierto reconocimiento”, explicó López. Han sido los mismos estudiantes, incluso cuando algunos se van y otros llegan, los que hacen posible que la investigación continúe.
Para el profesor López, año tras año las predicciones se acercan más a modelos realistas y en la medida en que esto sucede, el modelo se parece más a un avión auténtico. “Una forma de traer la industria aeroespacial a Colombia sería a través de los modelos computacionales, del diseño de piezas, y eso es algo que hacemos a punta de computadores, no se trata de construir el avión. Pero para esto se necesita el impulso del Estado y de la empresa privada para que apalanque la producción intelectual y, de esta manera, poder vender las capacidades de talento”, señaló.
Ahora mismo, y aunque se han hecho grandes esfuerzos, López señala que es posible, de cara al futuro, que sea difícil volver a ingresar en las listas de propuestas, en parte, debido a la limitación de recursos, pero también al gran esfuerzo que significa investigar, proponer y participar en una conversación que se tiene en un país del primer mundo, desde uno de tercer mundo.
Sin embargo, el entusiasmo por la investigación es mayor por lo que la idea es participar en el próximo workshop en el 2023.
DRONES, ALIADOS DE LA AGRICULTURA DE PRECISIÓN
Jorge Alfredo López| asistente posdoctoral del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Universidad de los Andes| Máster en Ingeniería Eléctrica y Electrónica , Universidad de los Andes| candidato a Doctor en Ingeniería en la Universidad de los Andes| jorgelopez@uniandes.edu.co|
Noviembre de 2022
Un sistema de control para terrenos con potencial agrícola en Colombia, la posibilidad de observar y analizar, a partir de información que entregan instrumentos como drones y sensores, que permitan transmitir un concepto al agricultor o productor, para que éste a su vez pueda adaptar las mejores técnicas en la tierra, podría verse como una solución para aprovechar los campos que todavía se pueden cultivar en el país.
La frontera agrícola de Colombia, es decir, todo el terreno que está habilitado para desarrollar actividades del sector suma aproximadamente 40 millones de hectáreas. Sin embargo, actualmente, solo tiene siete millones sembradas. Esto quiere decir que el país es una potencia para la producción de alimentos, pero no es un país productor.
Una paradoja teniendo en cuenta que, de acuerdo con el Ministerio de Agricultura, este es un territorio con una excelente ubicación geoespacial, en la zona intertropical, que tiene, además, una gran disponibilidad de agua por la existencia de ríos y mares que lo atraviesan, con más de 18 millones de hectáreas para riego, y que pese a no contar con una suficiente estructura vial permite sacar productos e introducir insumos.
Frente a otros países, por lo menos de la región, el potencial de desarrollo de actividades agrícolas de Colombia es más alto porque puede afrontar el cambio climático con menos impacto en el largo plazo y porque todavía hay tierra para cultivar.
Encontrar soluciones para aprovechar ese potencial agrícola del país es, precisamente, la línea de investigación de Jorge Alfredo López, asistente posdoctoral del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad de los Andes. El investigador dedica su experticia a buscar herramientas que permitan mejorar las estrategias de riego y que contribuyan a la modernización de los sistemas agrícolas.
Un proceso de documentación como punto de partida para conocer cómo funciona el campo colombiano, la historia que lo precede, sus fortalezas y debilidades, le permitió a López concluir algunas de las principales problemáticas del sector que no han permitido que este sea país productor.
“Desafortunadamente muchos productos son importados y al hacer un cálculo rápido, es fácil deducir que es mucho más lo que se importa, que lo que se exporta”, señaló López.
En este sentido, su proyecto de tesis doctoral se centra en el modelamiento de terrenos para aplicaciones de agricultura en el contexto colombiano. Es decir, en la construcción de un esquema que pueda interpretar la heterogeneidad del territorio, que es mucha, teniendo en cuenta la topografía y las características del suelo para poder entender cómo se mueve el agua en los diferentes escenarios del país, generalmente en áreas montañosas en donde se desarrollan las actividades agrícolas. Por esta razón, López se concentró en el terreno de ladera de montaña y el terreno quebrado.
La primera parte de su trabajo consistió en la recopilación de información para obtener un estado actual del desarrollo agrícola nacional. Combinando diferentes fuentes armó un panorama que permite diferenciar lo que se siembra sobre el terreno, es decir las plantas o el tipo de cultivo y de suelos que hay de la superficie hacia abajo. “En Colombia, en términos generales, se da casi todo, pero depende mucho de la altitud y de la cantidad de agua disponible que se tenga para el cultivo”, añadió.
Con la revisión del mapa del territorio nacional “pensé que era importante darle una interpretación a eso, ver qué tanta agua se necesita. Al final de todo este proceso, la idea es poder emitir un concepto sobre qué zonas sí son viables y tienen el potencial de ser sostenibles en el tiempo, para desarrollar actividades agrícolas de producción de alimentos”, comentó el investigador.
Luego de la documentación, empezó a plantear un modelo del suelo teniendo en cuenta las dinámicas de las plantas. Utilizando modelos fundamentados en técnicas clásicas, llegó a uno basado en agentes. Segmentó la superficie del suelo en parches y a cada parte le asignó un comportamiento, después observó cómo ese parche se relacionaba alrededor con sus vecinos.
A partir de esa combinación, de esos agentes y de las plantas que crecen, se planteó todo el modelamiento para entender cómo se comporta el agua dentro de ese parche. “Por ejemplo, para sembrar trigo, que es el caso de la tesis, este cultivo se puede sembrar dos veces por año, el modelo facilita estudiar y saber cuánta agua se necesita y en qué momento para obtener la máxima producción, teniendo en cuenta que se tienen unas condiciones limitadas de agua”, explicó López.
Drones y sensores, herramientas claves
Considerando el tamaño del terreno y las dificultades para el desplazamiento, lo que implica que no se pueden tener sensores en todas las partes del campo, contempló trabajar con drones para capturar otro tipo de información que no proporcionan los sensores clavados en el suelo, sin los cuales tampoco se podría llevar a cabo todo el proceso, ya que al ser la herramienta que está en contacto directo con la tierra, captura los datos del subsuelo como la humedad, los nutrientes y la temperatura.
Y es, en la opinión de López, el logro más grande que pudiera conseguirse, transmitirle a una persona que tenga su tierra en el campo, lo que necesita para censar su terreno con las condiciones de topografía que tenga. “Es como entregarle una respuesta clara: son mínimo 11 sensores que debe situarlos en estas ubicaciones geográficas particulares, así garantizará el mínimo de información que necesita para operar y desarrollar un sistema de irrigación eficiente”.
Por su parte, los drones, vehículos aéreos no tripulados, le entregan datos a través de imágenes que son procesadas y de las cuales extrae información como las variables del suelo, pero, de la superficie y de las plantas, que son el mejor indicador de lo que pasa debajo del suelo. De manera indirecta, una planta puede informar si hay buena irrigación, humedad o temperatura para que crezca el cultivo.
Desafortunadamente, la pandemia canceló todo el proceso de experimentación de campo. Fue inviable el desplazamiento hacia los territorios en donde se tendrían que tomar los datos. Entonces, nuestro investigador, realizó una simulación. Un programa con el modelo del dron fue alimentado con la trayectoria de lo que se quería que recorriera. En esta parte se apoyó en el trabajo de su colega, Óscar Archila, quien desarrolló, con base en drones comerciales, aplicaciones para la agricultura y la posibilidad de aclarar si se podía llegar o no, a ciertos puntos en el terreno dentro de un solo recorrido y capturar información.
López, también realizó un ejercicio de análisis de datos mediante imágenes satelitales, ya que estas pueden obtener información que está a 20 kilómetros de altitud respecto al punto, una información valiosa que se exploró y quedó consignada en la revisión del estado del arte; sin embargo, sabiendo que los satélites están más enfocados en otras actividades y aunque la información que se encuentra sirve para contrastar con lo que los drones indican, para el caso particular, no representó mucho más.
Con todo este panorama, cuando se sabe en dónde ubicar los sensores, porque el trabajo requiere estar tomando información continuamente, se llega al sistema de control. Es decir, el conjunto de elementos que permite influir sobre el problema planteado. En un sistema de control se tienen tres elementos fundamentales: el que se encarga de entregar la información, el que captura esa información y toma una decisión y el que actúa.
En términos del proceso de agricultura, el sensor es el que entrega la información, dice que pasa en el suelo, luego hay un algoritmo de control que reacciona a ello y expresa que hay que hacer (por ejemplo, cuándo y dónde aplicar determinada cantidad de agua) y, finalmente el elemento que actúa, para el caso, un aspersor que distribuye el agua.
En la actualidad, el proceso ya cumplió con las dos primeras partes, falta la tercera, en la que se propone cuál sería la estrategia de la aplicación del agua, cómo realizar esa irrigación, o lo que se conoce como agricultura de precisión, llevar al punto final esa última etapa en la cual el agua se riega en donde se necesita de manera eficiente.
“El doctorado me hizo cambiar el enfoque de las cosas, no ver desde el punto de la solución que se tiene, sino entender el problema desde las necesidades y limitaciones del contexto y mirar si la robótica es o no la mejor solución, eso me hizo mirar hacia la agricultura, comprender que el problema hay que entenderlo desde otra perspectiva”, puntualizó López.
Hacer más atractiva la actividad agrícola, incluso para personas que no tengan mucha experiencia y acercar la tecnología al campo, se convirtió en una motivación.
USO DE DATOS EN LA TOMA DE DECISIONES AÉREAS, ESPACIALES Y CIBERESPACIALES
Mayor Alexandra Zabala | Ingeniera Informática, EMAVI | Magíster en Seguridad de la Información, Universidad de los Andes | Candidata al título de Doctora en Gestión de la Innovación Tecnológica, Universidad de los Andes | Oficial del Comando de Operaciones Aéreas y Espaciales de la Fuerza Área de Colombia, FAC | Yezid Donoso | Ingeniero de Sistemas y Computación, Universidad del Norte, Colombia | Magíster en Ingeniería de Sistemas y Computación, Universidad de los Andes, Colombia | D.E.A. in Information technology y Ph.D. in Information Technology, Universidad de Girona, España | Profesor Titular, Departamento de Ingeniería de Sistemas y Computación, Universidad de los Andes | ydonoso@uniandes.edu.co | Mario Linares | Ingeniero de Sistemas y Computación | Magíster en Ingeniería de Sistemas y Computación, Universidad Nacional, Colombia | Ph.D. Ciencias de la Computación, College of William and Mary, USA | Profesor Asistente, Departamento de Ingeniería de Sistemas y Computación, Universidad de los Andes | m.linaresv@uniandes.edu.co.
Noviembre de 2022
En la actualidad, a nivel mundial se requiere un tratamiento especial para manejar situaciones relacionadas con la seguridad y la defensa de los intereses de los estados. La adecuada toma de decisiones para responder a los nuevos riesgos, amenazas y vulnerabilidades siempre cambiantes y en tiempo real, es una preocupación por parte de las instituciones militares de los países en general. La rapidez y complejidad con que evolucionan las diferentes formas de intimidación, advertencia u ofensiva que pueden poner en riesgo la integridad de los estados, demandan unas Fuerzas Militares capaces de afrontar adecuadamente estos retos.
Con el propósito de articular iniciativas para la creación, planeación y diseño de soluciones tecnológicas al servicio del poder aéreo, espacial y ciberespacial de la nación, la Fuerza Aérea Colombiana, FAC, y la Universidad de Los Andes, han trabajado mancomunadamente desde hace tiempo con el propósito de identificar los retos que representa la tecnología y los desafíos que genera desarrollar, adoptar y evolucionar este tipo de sistemas para que puedan mantenerse vigentes en el tiempo e impacten los objetivos institucionales.
La Mayor Alexandra Zabala, quien trabaja en el Comando de Operaciones Aéreas y Espaciales de la FAC, terminó en el 2016 su maestría en Seguridad de la Información en la Universidad de Los Andes; hoy es estudiante del doctorado en Gestión de la Innovación Tecnológica, de la misma universidad, un recorrido académico que le ha permitido trabajar para el desarrollo de capacidades en ciberseguridad y ciberdefensa en el país, particularmente para la protección de la infraestructura crítica cibernética desde el ámbito aéreo, espacial y ciberespacial.
Su proyecto doctoral investiga la gestión de la innovación y la analítica de datos para el soporte de toma de decisiones antes del uso de medios militares, específicamente en el empleo del poder aéreo en Colombia, el cual representa la capacidad que tiene el país para utilizar sus medios aeronáuticos en protección de la seguridad y la defensa nacional.
“En mi experiencia como Oficial de la Fuerza Aérea, he evidenciado que el desarrollo de capacidades militares cada vez demanda más del uso de tecnologías emergentes, lo cual permite complementar la experticia de las personas con el fin de ser más eficientes y optimizar los recursos disponibles. Las personas en los entornos militares rotan por diferentes cargos lo que permite que conozcan diferentes roles y funciones; el uso de diferentes tecnologías es una oportunidad para mantener vigente y transferir entre las personas la base de conocimiento creado desde muchos años atrás, esto ha sido parte de mi motivación, en esta investigación”, señala Zabala.
Para Yezid Donoso, profesor titular del Departamento de Ingeniería de Sistemas y Computación de la Universidad de los Andes y codirector del proyecto de Zabala, quien ha asesorado en el tema de ciberseguridad y ciberdefensa a la FAC, desde hace tiempo, “estar involucrado significa entender cómo funciona de alguna forma el sector defensa desde otro punto de vista. No se trata simplemente de resolver un problema, es una interacción en la cual la academia trabaja muy bien de la mano con la Fuerza Aérea Colombiana, para mejorar las capacidades de las Instituciones Militares”. Esa combinación de la experticia de la FAC en el trabajo que hace, con la académica por parte de Los Andes, logra proponer, en el marco de esta investigación, una solución de desarrollo tecnológico de la información.
Los problemas que se pueden encontrar en una institución como la FAC, teniendo en cuenta las necesidades particulares, la infraestructura que tienen y la cantidad de datos o de información que manejan, representan un desafío con potencial que es difícil de encontrar en otras organizaciones. “Uno se reta como profesor y piensa, lo valioso que es para el país poder apoyar a estudiantes como Alexandra para solucionar ese tipo de problemas. En Estados Unidos vi como las universidades aprovechan problemáticas de instituciones militares como la Fuerza Aérea, la Armada o el Ejército y trabajan para solucionarlas”, señaló Mario Linares, profesor asistente del Departamento de Ingeniería de Sistemas y Computación de la Universidad de los Andes y codirector de la tesis de Zabala.
El trabajo se centra especialmente en generar valor a la base de conocimiento que ha desarrollado la Fuerza Aérea Colombiana para anticipar fenómenos de interés de diferentes tipos como la extracción ilícita de minerales, tráfico de personas, armas o recursos estratégicos de la nación para prevenir el uso ilícito en la infraestructura aeronáutica del país, utilizando los reportes textuales que se han generado durante los últimos 20 años.
Evolución en el análisis de información
Lo que busca es responder a dos variables importantes para la FAC. La primera, la eficiencia en términos de tiempo. A través del componente de automatización y las técnicas de analítica de datos, en particular de análisis de texto, se logra contestar a ese concepto de eficacia. Al involucrar estas técnicas o tecnologías centradas en datos, se reduce el tiempo que le puede tomar a un analista llegar a una conclusión o, generar cierta información adicional que no era evidente o que no se encontraba en la base de conocimiento. La segunda, es incrementar el número de datos o la información de valor que se genera en el proceso automatizado.
De forma sencilla, lo que Zabala intenta con este desarrollo, es contribuir a la experticia de los analistas para disponer de la mayor información posible que permita conocer los sucesos que se han presentado y tener una mayor cantidad de datos de interés de manera automatizada, la información que se obtenga se utilizará como un elemento orientador para determinar si es necesario pasar una fase de planeamiento operacional para el empleo del poder aéreo.
Dentro del marco de estas tecnologías centradas en datos y las técnicas de analítica existe una parte que está asociada en particular con el análisis de texto. De un documento cuando se lee o se revisa, automáticamente se extrae información, pero existen técnicas que ayudan a automatizar ese proceso. Esta técnica se conoce como procesamiento de lenguaje natural y se pretende utilizar en los reportes textuales disponibles de manera automatizada.
La otra técnica es la fusión de datos. Hay datos abiertos que se encuentran disponibles en internet en diferentes portales, que son de dominio público; también hay datos que tiene la FAC, y forman la base de conocimiento de la institución. Para su aprovechamiento se utilizan diferentes técnicas que fusionan los datos que se encuentran de forma pública y los datos que se encuentran de forma privada.
El proceso de investigación se diseñó para tres fases. La primera principalmente consistió en entender la problemática tanto a nivel interno como externo, así como la necesidad particular que puede generar una innovación de este tipo. En segunda instancia, dentro del análisis externo, a través de una revisión sistemática de literatura, se identificaron referentes internacionales que han abordado este problema y qué tipo de técnicas o herramientas de analítica, se han usado para apoyar la toma de decisiones antes de utilizar medios militares.
La tercera fase pretende generar un prototipo funcional a partir de dos fases de desarrollo, una en la que se defina la tecnología que aplique a un contexto nacional y la segunda en donde haya un desarrollo particular de una aplicación web, que permita hacer una fusión de datos y la integración de una tecnología centrada en datos para capitalizar esta base de conocimientos. En paralelo, también se desarrollará una estrategia de sostenibilidad que facilite adoptar este prototipo como un artefacto de innovación para la FAC.
El sistema será validado, empezando con una muestra reducida, con los analistas más expertos y de forma gradual con más personas que permitan medir la usabilidad y eficiencia de la solución de innovación. Con el primer prototipo se realizarán algunas pruebas de seguridad con equipos internos de la FAC. Actualmente se ejecuta la segunda fase que se prevé termine en el 2024.
Durante el proceso de revisión de documentos y publicaciones, Zabala no encontró referencias en Latinoamérica, de reportes en español de instituciones militares que hayan sido estudiadas mediante la aplicación de técnicas de analítica que permitan un escenario punto de partida para otro tipo de problemas. De ahí la relevancia de la investigación, que bien podría abrir un escenario en el que la iniciativa pudiera aplicarse en otros países de la región.
“El caso que tiene la Fuerza Aérea Colombiana es uno en el que debemos proponer una solución óptima, es decir, de disminuir tiempos, mejorar eficacia, etc. En el contexto colombiano, con producto colombiano, con solución colombiana, desarrollamos un proyecto que precisamente aborda esa necesidad de país”, destacó Donoso.
Por esa razón, los profesores coinciden en que un doctorado de este estilo lo que busca es justamente resolver problemas enfocados en el contexto nacional y que por lo tanto tenga un nivel de prioridad importante. El desarrollo del prototipo quiere consolidar un sistema referencia para Colombia, no solo para la FAC, sino que pueda extrapolarse a otras fuerzas que tengan problemas o características similares o, a países con condiciones parecidas.
“El impacto de proyectos de este estilo es que la gente también se dé cuenta de cuáles son esas otras capacidades para las cuales las fuerzas están; y cómo las tecnologías que nosotros manejamos, y el conocimiento que tenemos se puede poner al servicio de algo que va más allá de eso, con capacidades muy importantes para el país como lo es la defensa del medio ambiente”, puntualizó Linares.
ALGORITMOS CON SELLO UNIANDINO QUE MINIMIZAN COSTOS Y TIEMPOS EN LOS PROCESOS LOGÍSTICOS
David Álvarez Martínez | Profesor Asistente del Departamento de Ingeniería Industrial, Universidad de los Andes. | Ph.D. in Electrical Engineering (Automation Science), São Paulo State University – UNESP (Brazil)| M.Sc. in Electrical Engineering (Computer Science), Technological University of Pereira – UTP |d.alvarezm@uniandes.edu.co.
Noviembre de 2022
Desde hace aproximadamente dos años, un grupo de investigadores del Departamento de Ingeniería Industrial de la Universidad de los Andes trabaja en un proyecto que minimiza los costos y tiempos en los procesos logísticos, lo que reduce uno de los principales cuellos de botella de las empresas que distribuyen productos.
La iniciativa nació para dar respuesta a una problemática que registraba Tül, la startup colombiana, liderada por emprendedores uniandinos, que ha revolucionado el mercado de la ferretería en Latinoamérica a través de su plataforma digital de venta y distribución de materiales para este sector.
Tül, con un poco más de dos años en el mercado, atiende a más de 30 mil ferreterías en Colombia, México y Brasil y ha registrado más de 400 mil despachos de materiales que van desde puntillas hasta toneladas de cemento, con entregas directas a sus clientes en menos de 24 horas.
Un reto logístico que puso a prueba a la compañía y de paso a un equipo de investigadores uniandinos que empezó a trabajar en un proyecto para desarrollar un algoritmo que automatizará la cadena logística de Tül.
Así nació el SIR, Sistema Inteligente de Ruteo de Vehículos que permitió que la organización de pedidos, rutas y entregas, que antes se hacía de manera manual, fuera completamente automatizada, lo que ha reducido entre un 3.5 y 5% los costos de la planeación logística y de cuatro horas a siete minutos toda su ejecución. Además, durante este proyecto y con el acompañamiento de Tül, también se consolidó el SIC, Sistema Inteligente de Cubicaje, que permite generar, visualizar y analizar el cubicaje de mercancías.
“Un proyecto de grandes dimensiones si se tiene en cuenta que toda esta logística se presta para atender a ferreteros de tres países y nueve ciudades con más de 150 rutas y 180 camiones”, señaló Andrés Felipe Romero Silva, ingeniero industrial uniandino y Data Scientist de Tül, líder del proyecto desde la compañía, quien asumió este reto desde su concepción.
Para que todo esto fuera una realidad, Tül puso a disposición de Los Andes el apoyo y las herramientas de todo su equipo de desarrollo, conformado por más de 200 profesionales de tecnología y por su área de Inteligencia de Negocios, dedicados a mejorar, de manera permanente, su cadena de distribución.
De acuerdo con David Álvarez Martínez, profesor asistente del Departamento de Ingeniería Industrial de la Universidad de los Andes y líder del proyecto desde la institución educativa, este desarrollo contó con la participación de los grupos de investigación Centro para la Optimización y Probabilidad Aplicada (COPA) y Producción y Logística (PyLO); integrados por investigadores posdoctorales y estudiantes de todos los niveles (doctorado, maestría y pregrado), que en este caso, diseñaron una solución a la medida de las necesidades particulares del equipo de logística de Tül.
“Juntos convertimos estas necesidades, restricciones y deseos, en ecuaciones matemáticas y líneas de código que pudieran adaptarse a la infraestructura tecnológica de la empresa”, señaló el profesor.
Ahora, de acuerdo con Álvarez, los algoritmos desarrollados como tal se convierten en un producto que Tül puede comercializar para otros sectores que tienen cuellos de botella similares en sus cadenas logísticas. Tanto el SIR como el SIC son ahora softwares de talla mundial.
Actualmente, el alcance inicial del proyecto ya se cumplió, sin embargo, ni Tül ni la Universidad descartan volver a trabajar de manera colaborativa para incluir nuevas fases a la investigación, por ejemplo, para lograr automatizar el cargue de los camiones. “Con el desarrollo de estas iniciativas no solo buscamos una logística inteligente sino automática”, señaló Nicolás Villegas, cofundador de Tül.
Industria y academia, pieza clave de competitividad
Es innegable que esta colaboración entre industria y academia ha demostrado sus réditos, gracias a que logra que todos los esfuerzos que se hacen en materia de investigación al interior de las universidades se materialicen en el sector real, entregando soluciones a problemas específicos de las compañías, lo que se traduce en mejoras en temas de productividad y calidad dentro de sus procesos.
Para Nicolás Villegas, este trabajo colaborativo entre industria y academia es muy importante y debería ser la regla como sucede en países como Estados Unidos, donde muchas empresas salen de las universidades.
“La invitación es que las universidades se acerquen a las startup, consulten cuáles son sus principales problemáticas para que sus estudiantes propongan soluciones a través de proyectos de investigación, esto sería muy beneficioso para todos, para los estudiantes porque podrían trabajar en casos reales, para las compañías porque les ayudaría a resolver muchos de sus problemas cotidianos y para la universidad porque potenciaría su formación, en general le haría un gran aporte al ecosistema emprendedor”, añadió Villegas.
De hecho, de acuerdo con los expertos, muchas de las investigaciones que se llevan a cabo en las universidades muchas veces no responden a las necesidades de la industria, entonces la transferencia se logra de manera más eficiente si los proyectos nacen para responder a un problema real de una compañía.
Los guardianes del “cerebro tecnológico” de Los Andes
Yenny Jazmín Vanegas, coordinadora de Mantenimiento Técnico e Infraestructura. yvanegas@uniandes.edu.co
En el Edificio Mario Laserna, de la Universidad de los Andes, se encuentra ubicado el “cerebro tecnológico” del campus universitario. Estamos hablando del Data center, el lugar donde se almacenan, procesan y gestionan los miles de datos que se producen a diario como internet, wifi, telefonía y automatización de edificios, entre otros.
Esa información, es sin duda, uno de los activos más importantes de la universidad, razón por la que su gestión, protección y monitoreo está a cargo de la Dirección de Servicios de Información y Tecnología (DSIT) y su mantenimiento físico en cabeza de la Jefatura de Mantenimiento Infraestructura y Activos Fijos de la universidad.
El Data center cuenta con centenas de servidores de alta capacidad de cómputo de última tecnología y máquinas virtuales, entre otros equipos, que conforman la gran infraestructura tecnológica que le da soporte y respalda el almacenamiento al universo digital de Los Andes.
Para que este “cerebro tecnológico” esté en pleno uso de sus facultades, requiere que su infraestructura esté en óptimas condiciones, razón por la que el Data Center cuenta con una conectividad a la red con el ancho de banda suficiente para atender las demandas y el trabajo para el que está destinado.
Tiene a su disposición una fuente robusta de energía, equipos de respaldo como plantas eléctricas de emergencia y UPS para darle soporte a todo el sistema en caso de alguna falla eléctrica. Se cuenta con equipos de ventilación de precisión que eviten su sobrecalentamiento.
Tiene equipos de seguridad física que garantizan la integridad del sistema frente a cualquier tipo de eventualidad, por ejemplo, un incendio, un sismo, y sistemas de seguridad electrónica para evitar el posible sabotaje o alteración de la información.
Para lograr que todo esto funcione a la perfección y esté bajo control, el área de Mantenimiento Técnico e Infraestructura de la Universidad despliega una gran logística que cumple con cada una de estas necesidades.
El despliegue más grande se lleva a cabo durante el mantenimiento anual del Data center. Son siete días en los que el sistema está fuera de operación, es decir se apaga por completo para poder revisar, identificar y verificar fallas, ordenar las locaciones, realizar las actualizaciones y los cambios de tecnologías y en general poner a punto los sistemas. Todo esto aplicando las buenas prácticas de mantenimiento para la prestación de los servicios y poder contar con el respaldo permanente de alta disponibilidad, confiabilidad y redundancia de los sistemas.
De acuerdo con la ingeniera Yenny Jazmín Vanegas, coordinadora de Mantenimiento Técnico e Infraestructura, actualmente, este mantenimiento se viene realizando durante los periodos de menor afectación, aprovechando los periodos de menor impacto en los diferentes procesos de la universidad.
Actualmente, se lleva a cabo durante la Semana Santa, tiempo en el que se trabajan los siete días, las 24 horas. Durante este lapso, el área de Mantenimiento Técnico e Infraestructura, la DSIT y la Dirección de Seguridad y Servicios Básico, DSSB, de la universidad, junto con las empresas outsourcing que acompañan esta tarea, realizan diferentes procedimientos que van desde la planeación y ejecución de los mantenimientos de la infraestructura TI, con los apagados de servidores, almacenamiento, equipos de red, la puesta a punto del cableado estructurado (tanto en cable como en F.O), también el mantenimiento físico de tomas eléctricas (PDU) al interior de los rack, paralelamente se realiza el mantenimiento de los equipos robustos del sistema de alimentación eléctrica como subestaciones, transformadores, tableros principales, tableros de transferencias, equipos de sistemas de alimentación ininterrumpida UPS, PD´S y tableros de distribución de todos los sistemas y señales de automatización, de los sistemas de climatización y refrigeración como los equipos de aire acondicionado de precisión, aquí se realiza el mantenimiento exhaustivo de los circuitos de refrigeración, compresores, valvulas y demas componentes mecánicos y eléctricos.
Además del mantenimiento de todos los sistemas de seguridad física como sistema contra incendio, de control de acceso, de video vigilancia, detección y extinción de incendio, y sensores de inundación, señales de monitoreo y automatización. En cuanto al espacio físico se realiza el mantenimiento locativo de pisos falsos, pinturas dieléctricas, puertas, ventanas y demás elementos que componen el D.C .
“Es tan detallado este mantenimiento que su realización se planea con mínimo seis meses de antelación. Con esto se logra identificar con exactitud cada requerimiento que demanda el Data center para hacer la provisión de todo lo necesario. Adicionalmente, se pueden planear y prever las actualizaciones tecnológicas que implican tener a la vanguardia esta robusta infraestructura contribuyendo en la sostenibilidad, confiabilidad y medio ambiente con la reducción de la huella de carbono”, señaló Vanegas.
La puesta a punto de los diferentes sistemas sumado a la continua actualización de los mismos, contribuye a mejorar la eficiencia del D.C lo cual disminuye su impacto en los temas ambientales reduciendo la huella de carbono y alineándose con los pilares de sostenibilidad de la Universidad, de esta manera se logra reducir las probabilidades de riesgo de la caída de los servicios de este “cerebro tecnológico” en los cuales se soporta la operación de la Universidad de los Andes.
“Este mantenimiento preventivo, correctivo, predictivo contribuye a mantener en mejora continua este “cerebro tecnológico” dando soluciones para apoyar a la gobernabilidad del Data center con todos y cada uno de los que interfieren en esta valiosa tarea”, agregó la ingeniera.
Todo este equipo interdisciplinario son los guardianes del “cerebro tecnológico” de la universidad que ya cumplen 15 años, los mismos que tiene el Edificio Mario Laserna, y que continuarán trabajando por proteger uno de los activos más valiosos de la institución: su información y su memoria.
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Revive este Foro CONTACTO en el que expertos de la academia, el gobierno y el sector privado conversaron sobre los retos globales y locales para alcanzar una transformación energética eficiente. Durante el encuentro, liderado por el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad de los Andes, los invitados marcaron la hoja de ruta para el cumplimiento de este gran reto.
TECNOLOGÍA PARA INNOVAR CON SÓLIDOS
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Septiembre de 2021
Te invitamos a hacer este recorrido de 360 ° por el laboratorio de Residuos Sólidos del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental, desde donde es posible clasificar residuos de distinto tipo, incluso plásticos. Su infraestructura y equipos como la mesa de clasificación, el horno de gran capacidad y los diferentes tipos de trituradoras permiten preparar las muestras para su posterior análisis químico, en donde se buscarán por ejemplo su potencial para aprovechamiento energético, remoción de contaminantes o proyectos de biorremediación, entre otros.
Para acceder a información puntual de cada máquina, da clic cuando veas el rayo insignia de CONTACTO.
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