Skip to main content

Etiqueta: uniandes

Innovación para la transformación de las ciudades

INNOVACIÓN PARA TRANSFORMAR LAS CIUDADES

Camacol Bogotá y Cundinamarca| camacolbyc.com

Mayo de 2023

COLUMNISTA INVITADO
Camacol Bogotá y Cundinamarca 


La gestión de las ciudades se ha venido transformando de forma radical y veloz en los últimos años. El manejo de los datos y la tecnología ha dejado de ser un valor agregado y pasó a ser una necesidad para la gestión eficiente e innovadora de la planificación del crecimiento urbano y la provisión de servicios sociales.

Ejemplos de esta innovación  son la evolución de los Sistemas de Información Geográfica (GIS) hacia los gemelos digitales, los cuales permiten la recopilación y análisis de datos espaciales para la toma de decisiones en áreas como la planificación urbana; la gestión de riesgos y la movilidad; los Sistemas Inteligentes de Transporte (SIT), que incluyen desde sensores para monitorear el flujo del tráfico hasta sistemas de pago y reservas para transporte público, o el Internet de las Cosas (IoT), para el monitoreo de la calidad del aire, la gestión de residuos y el suministro de energía.

La intervención de la tecnología en la gestión de ciudades depende poderosamente de un insumo: la información. Camacol B&C, mediante su Observatorio Urbano Regional – OUR, busca producir de primera mano esta capa de información que podemos llamar infraestructura geoespacial. Por ejemplo, en un estudio realizado para el periodo 2017 – 2022, el OUR logró georreferenciar más de 5.000 licencias urbanísticas en 10 municipios de la Sabana de Bogotá. 

Cada licencia cuenta con información que estandarizamos y que contiene aspectos como los usos del suelo, áreas licenciadas, localización, tipo de licencia, entre muchas otras variables. Dentro de los grandes retos que tuvo Camacol ByC para obtener esta información se encuentran los errores humanos en el registro de información. 

De igual forma nuestro estudio detectó pasos a seguir y de cómo por ejemplo con la ayuda de  inteligencia artificial y la tecnología podemos agregar valor a esta información tratando por ejemplo estos datos en tiempo real, optimizando la forma de recolectar la información y produciendo análisis espaciales y numéricos sobre el comportamiento de este fenómeno en un territorio concreto. De esta forma se podría consolidar un instrumento que alimente a los formuladores de política pública de ordenación del suelo permanentemente frente a cuáles son las zonas que más licenciamiento reciben, sus características y el monitoreo sobre el cumplimiento de la norma.

De forma análoga, el OUR compila información sobre los Planes de Ordenamiento Territorial de 12 municipios de la Sabana. Con modelos digitales será posible consolidar la información cartográfica y espacial, más de 400 capas de información, se tenga una imagen holística del territorio, observando las particularidades de la planeación municipal y las oportunidades que demuestra la planificación regional articulada. Con seguridad se encontrarán patrones sobre las características comunes que comparten los suelos declarados como expansión, aquellos tejidos residenciales que requieren intervenciones o la identificación de las zonas de riesgo.

Estas herramientas definirán la planificación de las más de 100 mil viviendas que se espera se construyan en el mediano plazo en la región, calculando el potencial existente en los planes parciales aprobados por las autoridades locales.

¿Cómo se puede asegurar que estas innovaciones tecnológicas estén mejorando la calidad de vida de los ciudadanos? ¿Cómo se puede garantizar que estas tecnologías sean accesibles y equitativas para todos? ¿Cómo garantizar que su aplicación se realice desde criterios de sostenibilidad? 

La respuestas a estas preguntas serán exploradas en diversas charlas y paneles a cargo de expertos en tecnología, urbanismo y políticas públicas, quienes compartirán sus experiencias y perspectivas sobre este tema en el marco de la XVII Feria Internacional Expoconstrucción y Expodiseño y de SmartCity Expo Bogotá World Congress, en la que Camacol Bogotá y Cundinamarca, la Universidad de los Andes, la Empresa de Renovación Urbana (ERU), Vanti y ESRI unen esfuerzos para crear una agenda académica que analice y profundice sobre la importancia de la innovación tanto en el sector público como en el privado para la consolidación de las ciudades del futuro.

Los asistentes al evento presenciarán exposiciones sobre ciudades con bajas emisiones de carbono en Colombia, tecnología y participación comunitaria en la renovación urbana, distritos térmicos, los gemelos digitales urbanos, así como las transformaciones institucionales que vivirá Bogotá en pro de la gestión urbana inteligente, entre muchas otras temáticas.

Este espacio académico se denomina Foro de las Ciudades Inteligentes y la Infraestructura Social, y se desarrollará el viernes 2 de junio de 2023 entre las 8:00 de la mañana y la 1:00 de la tarde en el Auditorio Principal de Corferias, como parte de la programación de SmartCity Expo.

Adicionalmente, los asistentes al Foro podrán disfrutar de Expoconstrucción y Expodiseño, una de las ferias especializadas más grandes de Latinoamérica que impulsa el desarrollo y crecimiento de los sectores de la construcción, arquitectura, infraestructura y diseño en la región. 

Se le considera la plataforma de negocios más importante del sector de la construcción, y  contará con una nutrida muestra comercial de los principales proveedores y empresarios de materiales, insumos, productos, equipos, maquinaria, servicios y tecnología de los sectores y subsectores de la construcción, una completa agenda académica y contenido experiencial que, durante seis días de feria, permitirán la generación de nuevos negocios al interactuar y entrar en contacto con los visitantes. La feria se llevará a cabo del 30 de mayo al 4 de junio de 2023.  

 

CIENCIA Y TECNOLOGÍA AL SERVICIO DE LA AGROINDUSTRIA SOSTENIBLE

Johann Osma | Profesor asociado de los departamentos de Ingeniería Eléctrica y Electrónica y de Ingeniería Biomédica |  Universidad de los Andes | [email protected]|

Mayo de 2023
Las universidades de la Andes y de Ibagué unieron fuerzas para desarrollar un laboratorio que permite experimentar, de manera controlada y a una escala productiva, sobre el cultivo de plantas y de peces a través de la acuaponía y realizar transferencia de conocimiento al sector agro.

En un planeta en el que es urgente garantizar la seguridad alimentaria para sostener la creciente población mundial, que se estima superará los 9.500 millones para 2050, según la ONU, la producción agrícola sostenible toma un papel protagónico para alcanzar el equilibrio entre la supervivencia humana y la ambiental.  

Esto, porque de acuerdo con el organismo multilateral, la agricultura es responsable del 70% del consumo mundial de agua y el sector de los alimentos representa alrededor del 30% del consumo total de energía del planeta y un 22% de las emisiones de Gases Efecto Invernadero (GEI). 

Una de las iniciativas más prometedoras frente al tema es la acuaponía, un sistema de cultivo sostenible que utiliza un 70% menos de agua que la agricultura convencional y no produce los mismos niveles de residuos y emisiones GEI. 

La acuaponía es precisamente la protagonista del proyecto de investigación en el que trabajan, de manera conjunta, las universidades de Los Andes y de Ibagué a través del laboratorio Acuaponía del Co – Laboratorio de Investigación en Bioeconomía Regional – Colibrí. 

En este lugar hay un espacio especializado, de más de 600 metros cuadrados, inaugurado en diciembre de 2022, que permite que los estudiantes, docentes y representantes de la comunidad tolimense y del país en general, experimenten de manera controlada, en una escala productiva, sobre el potencial de cultivo de diversas plantas y peces en el agua, con el fin de hacer más competitiva y rentable esta agroindustria y tecnificar un método ancestral.  

La génesis del Colibrí  

Los antecedentes del laboratorio de Acuaponía en la Universidad de Ibagué se encuentran en el campus de la Universidad de los Andes, y en iniciativas privadas de diversos países latinoamericanos. “Un precedente es el AgroLab, un laboratorio que cuenta con la participación de profesores y estudiantes de arquitectura, ingeniería y medicina, y que tiene distintos sistemas demostrativos de producción agrícola para identificar tecnologías, metodologías de cultivo, pero en una escala que no es productiva”, explica Johann Osma, profesor asociado de los departamentos de Ingeniería Eléctrica y Electrónica y de Ingeniería Biomédica de la Universidad de los Andes y líder del proyecto desde Bogotá.  

Y en este lugar es fácil entender el método que, de acuerdo con el profesor, ayuda a ahorrar 70% del agua del proceso de producción que se debe a que la acuaponía es la integración de la acuicultura (cultivo de peces) y la hidroponía (cultivar plantas sin suelo).  

Como explica el profesor Osma, este método permite que el agua del tanque de los peces circule a través de filtros hacia las camas de crecimiento de las plantas y regrese a los peces. A través de filtros mecánicos se remueven los desechos sólidos y, luego, con biofiltros de bacterias, se procesan las fecas.  

De esta manera, el amoniaco, tóxico para las plantas, se convierte en nitrato, que es abono para ellas. Al tiempo, las plantas purifican el agua al asimilar estos nutrientes para que vuelva al estanque. Así se da un proceso circular y sostenible.  

De acuerdo con el profesor, si se piensa en una producción agropecuaria con bajo consumo de agua, de energía, en cualquier condición climática y un producto de alta calidad, con sellos de garantía, que se pueda incluso exportar a cualquier mercado, se debe tener en cuenta esta tecnología.  

“La producción agropecuaria debe tener ciencia y tecnología de por medio para avanzar en el mejor uso de los recursos. Este laboratorio es un proyecto estratégico que les da a las universidades de Los Andes y de Ibagué ventajas en investigación y desarrollo sobre cómo hacer cultivos más sostenibles”, explica.  

Además, es el lugar propicio para desarrollar compuestos que favorezcan el crecimiento de las plantas, realizar estudios del agua en todas sus dimensiones, desarrollar biofiltros y sistemas mecánicos y de energía que hagan más eficiente la producción acuapónica.  

De hecho, en su fase inicial, comenta el profesor, se “innovó en el diseño, la estructura, la distribución del invernadero, los sellos para los biofiltros, se creó un simulador que permite establecer cultivos adecuados de acuerdo a la región en la que se encuentre y se desarrolló un juego para facilitar su apropiación por parte de las comunidades”. 

¿Cómo potenciar su uso?  

Y como Colombia transita un camino para producir mejores alimentos y fortalecer al sector agro como política de Gobierno, se necesita realizar una tarea de apropiación tecnológica con la industria. 

“Queremos que el productor agropecuario pueda hacer ajustes, cambios y pueda investigar lo que necesite sobre los cultivos acuapónicos. Pensando en esto, diseñamos un juego que no es competitivo, sino que ayuda a la gente a aprender individual y colectivamente de una forma muy sencilla”, comenta el docente. 

Este juego, que hace parte del proceso de innovación del laboratorio, se llama Acuaponics, y está diseñado para que, en un periodo muy corto de tiempo, 15 a 20 minutos, una persona inexperta aprenda los principios básicos de funcionamiento de la acuaponía. “Se está trabajando en versión de mesa y digital, y se ha probado con más de 500 personas para analizar la apropiación y romper las barreras frente al uso de esta tecnología”, señala.  

Tras poner en funcionamiento el laboratorio, el siguiente paso es abrirlo a proyectos de investigación con el fin de que la industria y la comunidad puedan sacarle provecho. En Los Andes, este proceso se lleva a cabo a través del Centro de Investigación y Desarrollo en Sistemas Agroalimentarios, desde el cual canalizan las interacciones y se amplía la visión para tener mayor participación de profesores, estudiantes y los sectores interesados en la acuaponía.  

“Este es un proyecto de largo aliento para que Los Andes tenga una posición importante dentro de la sociedad colombiana en la producción limpia, de calidad y sostenible. Los interesados en participar pueden acudir a nosotros para probar y aprender de modelos experimentales. No solamente ofrecemos un servicio técnico sino un programa de investigación industrial de alto desempeño para la agroindustria”, concluye el profesor Osma. 

CADENA AEROESPACIAL

CADENA AEROESPACIAL: RETOS Y OPORTUNIDADES

CADENA AEROESPACIAL: RETOS Y OPORTUNIDADES EN FOROS CONTACTO 

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

ESPECIAL: CADENA AEROESPACIALESPECIAL, CONTACTO 25

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.

Convenio Uniandes-Universidad de Antioquia-Cadena aeroespacial

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)| [email protected]

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. 

Laboratorio de Investigación en Bioeconomía Regional - Colibri

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. 

 

José Fernando Jiménez, profesor Asociado Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica

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. 

UN VIAJE AL CENTRO DE MARTE mision_marte_especial_general_1280x720

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| [email protected]

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. 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 [email protected]

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.