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Investigadores del Plantel logran modelar con GPS coordenadas de la corteza terrestre en Chile

Investigadores del Plantel logran modelar con GPS coordenadas de la corteza terrestre en Chile

La Geodesia es la ciencia encargada de medir la forma, dimensiones y campo de gravedad de la tierra o un planeta. Sin embargo, su dificultad radica en medir la superficie de un planeta que se encuentra en constante movimiento y, por ende, cambiando diariamente, complejizando su medición.

Por ello, los doctores José Antonio Tarrío y Marcelo Caverlotti de la carrera de Ingeniería en Ejecución en Geomensura de la Universidad de Santiago de Chile, con la ayuda de Dicyt Regular han logrado monitorear la deformación de la corteza terrestre con el fin de determinar la localización exacta de un punto en la tierra.

“El casco de la tierra está cortado en diferentes partes que se mueven con el paso del tiempo, y más aún cuando ocurren sismos o fenómenos de esta naturaleza. Entonces, a las estaciones fijas (puntos de referencia) que fueron calculadas hace un tiempo, se les deben aplicar una gran cantidad de ajustes, dificultando la exactitud de las mediciones”, afirma el Dr. Borcosque.

El académico señala, además, como ejemplo de estos cambios de superficie aquel sucedido durante el terremoto del 27 de febrero de 2010, “que provocó un desplazamiento de la corteza terrestre que incluso afecta a nuestros problemas limítrofes por el levantamiento de la Placa de Nazca”.

El proyecto adjudicado por los investigadores de nuestra casa de estudios durante el año 2016,  titulado como “Cálculo de superficie de referencia altimétrica para proyectos de ingeniería de detalle, en la Región Metropolitana (Santiago), a partir de un modelo geoidal de optimo ajuste a la altimetría oficial de Chile”, busca precisar las coordenadas en tiempo real, considerando sus constantes cambios y variaciones por los fenómenos naturales, para así, homogenizar la información a través de una medición exacta y constante.

De esta forma, y gracias al apoyo de la Dirección Nacional de Fronteras y Limites del Estado (DIFROL), y del ex director de Departamento de ingeniería  Geográfica, Dr. Belfor Portal, se llevó a cabo la instalación de una antena GPS en el Edificio de Investigación Rector Eduardo Morales Santos, ubicado en el campus de la Universidad de Santiago de Chile, que recibe datos geodésicos de los satélites y monitorea la deformación de la corteza terrestre para determinar la localización precisa de los objetos en la tierra.

“Esta antena realiza mediciones constantes de los cambios que se desarrollan en la corteza, entregando las coordenadas válidas y ajustándose a los cambios del cuerpo terrestre”, explica el Dr. Borcosque.

Por su parte, la antena, que además se encuentra adherida al organismo geodésico continental denominado Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas (SIRGAS), logra “generar las coordenadas, marcos de referencia y la deformación de la corteza en toda Sudamérica”, señala Dr. Tarrío, mientras agrega que “las coordenadas deben ser medidas continuamente debido a que funcionan como un yogurt, si se dejan estáticas caducan, por lo que hay que actualizarlas constantemente”.

Centro de Procesamiento y Análisis Geodésico

Con el fin de buscar una forma para predecir la manera en que se deforma la corteza terrestre, es que surge, gracias al apoyo de la Dirección Nacional de Fronteras y Limites del Estado (DIFROL), el Sistema Nacional de Información Territorial (SNIT), el Servicio Nacional de Geología y Minería (SERNAGEOMIN) y el Instituto Geográfico Militar (IGM) del actual decano de la Facultad de Ingeniería señor Juan Carlos Espinoza, y del Director del Departamento Dr. Jaime Pizarro; el Centro de Procesamiento y Análisis Geodésico USC de la Universidad de Santiago de Chile, en donde los doctores Tarrío, Carverlotti y Borcosque, en conjunto a un funcionario y  7 alumnos de pre y postgrado, procesan y analizan los datos de más de 200 equipos GPS ubicados alrededor de Sudamérica, permitiendo la actualización de los modelos y coordenadas actuales.

Este trabajo repercute en el desarrollo y cotidianidad de las personas y, principalmente, en quienes toman decisiones a nivel regional, porque permite una mayor precisión en los trabajos de minería, ingeniería, sistemas de información, cartografías y planes reguladores, entre otros.

Para el Dr. Carvelotti, “la nueva forma en la que se está viendo la geodesia está colocando en el tapete y generando reflexiones en los diferentes organismos, tanto nacionales como internacionales”, agregando que “los datos que recolectamos son enviados a todo el mundo. Además, no solo esperamos aportar con mediciones geodésicas, sino que también con predicciones atmosféricas”.

Actualmente, el proyecto se encuentra trabajando en la apertura de un servidor a través de Segic, con el fin de que los datos recopilados puedan estar abiertos a todo público, para que puedan ser utilizados en la toma de decisiones en temas país, como la minería, la planificación regional y los espacios limítrofes con otros países.

Investigadores crean compuesto capaz de aumentar en más de 30 días la durabilidad de frutas y hortalizas

Investigadores crean compuesto capaz de aumentar en más de 30 días la durabilidad de frutas y hortalizas

Tras un proyecto de tres años, la Dra. Laura Almendares del Departamento de Ciencia y Tecnología de los Alimentos de nuestra Casa de Estudios buscó la fórmula perfecta para proteger a la tuna de las alteraciones organolépticas, con el fin de que pudiese ser comercializada de mejor forma, originalmente en base a las necesidades de los agricultores del sector de Tiltil, en la Región Metropolitana.

Con el fin de entregarle un valor agregado a la zona y una mejor calidad de vida a las personas, la Dra. Almendares, con el apoyo de la de la Fundación de Innovación Agraria (FIA) y la Sociedad de Desarrollo Tecnológico de la Universidad de Santiago, se contactó con uno de los destacados productores de tunas del sector, para llevar a cabo la investigación científica.

De esta forma, y con el objetivo de generar un producto que pudiera ser comercializado de mejor manera, la Dra. Almendares, en conjunto con su equipo de trabajo, logró la creación de un compuesto que evita la deshidratación y oxidación de la tuna, sin generar alteraciones microbiológicas.

"Nuestra idea fue buscar una fórmula para que este fruto se pudiera vender pelado y listo para servírselo, pero su inestabilidad era un tema muy complejo", indicó la Dra. Almendares.

Luego de realizar variados experimentos, la investigadora se percató que el compuesto desarrollado no solo era beneficioso para la tuna, pues podía ser utilizado en otras frutas u hortalizas, tal como sucede con la palta, arándanos y manzanas, entre otros.
Así, se comprobó que, al aplicar el compuesto incoloro a la palta pelada y cortada, se lograba potenciar su durabilidad por más de 30 días, revolucionando al sector alimenticio internacional. Pues, al ser mantenida en un espacio de refrigeración óptimo, no solo beneficiará a los empresarios agrícolas, pues se espera que, luego de culminar el proceso de patentamiento a través de la Universidad, el producto sea comercializado a la población civil.

Según la Dra. Almendares, el compuesto desarrollado con antioxidantes, sin olor, color ni sabor y 100% comestible, aspira a poder ser introducirlo concretamente en el mercado, por lo que agrega que “nos hemos reunido con una destacada empresa biotecnológica que se encuentra interesada en realizarlo, pues no existe nada igual disponible.

Si bien, el producto cuenta con una base común, éste tiene cualidades particulares para poder ser aplicado a diferentes frutas y hortalizas.

Científicos trabajan en la creación de la primera cerveza con identidad nacional

Científicos trabajan en la creación de la primera cerveza con identidad nacional

Un promedio de 46 litros de cerveza por persona consumen los chilenos anualmente, según datos de la Asociación de Cerveceros de Chile (Acechi). Cifras de las cuales un número importante corresponde al consumo de productos artesanales, que han logrado irrumpir en el mercado nacional por su variedad de tipos y sabores.

Es por ello que para las microcervecerías se ha vuelto un reto innovar. Allí es donde la investigación con levaduras ha cobrado especial relevancia por su potencial impacto para aportar métodos innovadores de fermentación del milenario brebaje.

Estos hongos microscópicos unicelulares son los encargados de convertir el azúcar en alcohol etílico y dióxido de carbono, y, dependiendo de su fermentación, entregarles características propias a cada cerveza, además del uso de agua, malta y lúpulo.

En ese contexto, un grupo de investigadores del Instituto de Biología Integrativa (iBio) liderado por el biotecnólogo Dr. Francisco Cubillos, académico de la Facultad de Química y Biología, se encuentra estudiando cómo las diversas levaduras existentes a lo largo de nuestro territorio pueden entregar una identidad única a la cerveza nacional.

Para ello, los investigadores recolectaron 500 cepas de levaduras desde Maule a Tierra del Fuego con las cuales con las cuales están experimentando junto a la reconocida empresa valdiviana Bundor. El propósito es averiguar si las levaduras responden exitosamente al proceso, y poder desarrollar productos del tipo Ale y Lager para comenzar a posicionarlos en el mercado nacional durante enero de 2019.

El Dr. Cubillos asegura que “nuestra investigación tiene varios intereses, uno de ellos es proteger el patrimonio genético chileno, determinando con qué contamos en términos de levaduras. Pero además, nos hemos propuesto trabajar mano a mano con productores locales y regionales que estén interesados en lograr una identidad distintiva a nivel de producción de cerveza”.

Estudios

IBIO es un Instituto Milenio adjudicado por el equipo de investigadores de la U. de Santiago, U. Católica, U. Mayor y U. Andrés Bello a fines del año 2017, quienes se asociaron para trabajar en la interacción planta, hongo y levadura, y para ver cómo responden a estímulos ambientales, desde una perspectiva molecular. Cuenta además con el apoyo de investigadores de otras Instituciones, como la U. Austral.

La investigación en torno a la cerveza surge cuando el equipo a cargo del Dr. Cubillos  -que trabajaba en la línea de patrimonio genético nacional de levaduras- comenzó a aislar cepas de distintos bosques andinos y patagónicos del centro y sur de Chile. Fue en ese momento cuando descubrieron la capacidad de varias levaduras de fermentar en frío, mecanismo utilizado en la industria cervecera.

“Debido a factores climáticos y a lo extenso de sus bosques, los que cubren el 23,3% de la superficie del territorio nacional, Chile cuenta con un importante reservorio natural de levaduras cerveceras. Es decir, tenemos la materia prima y ahora lo que falta es encontrar una identidad única que nos distinga de las cervezas alemanas, belgas o inglesas. Eso es lo que podemos lograr estudiando las levaduras”, afirma el Dr. Francisco Cubillos.

Este proyecto también busca comprender cuáles son las bases genéticas que explican las diferencias en los perfiles de fermentación y en el producto fermentado.

Por la parte aplicada, en tanto, busca seleccionar aquellas levaduras que entreguen una cerveza atractiva para el consumidor, las que podrían ser de tipo Ale o Lager, dependiendo de la levadura y proceso de fermentación.

Hoy los científicos de iBio han realizado fermentaciones de cerveza en pequeñas cantidades, escalando a volúmenes de 5 litros con el propósito de averiguar si las levaduras responden exitosamente al proceso. El siguiente paso es realizar ensayos en estanques de 20 y 30 litros en la cervecería Bundor de Valdivia, esperando salir al mercado el próximo verano con característicos aromas y sabores frutales y a bosques.

Si la tendencia se mantiene, en el mediano plazo esperan continuar trabajando con la cervecería valdiviana y apoyarlos en la producción industrial, sumándose este proyecto a otros similares que buscan desarrollar una cerveza con identidad chilena a partir de ingredientes originales.

Académicas presentan avances de investigación sobre madera contralaminada en conferencia internacional

Académicas presentan avances de investigación sobre madera contralaminada en conferencia internacional

Una connotada participación tuvieron en el país asiático las académicas de la Facultad de Ingeniería y Tecnológica, la ingeniera Paulina González Soto y la Dra. en Tecnología de la Arquitectura, Camila Burgos Leiva, quienes en el marco de la XV versión de la Conferencia Mundial de Ingeniería en Madera, fueron invitadas a presentar sus avances en investigación en el uso de madera contralaminada.

El evento realizado entre el 20 al 23 de agosto en el Instituto Nacional de Ciencias Forestales (NFoS) de Seúl, Corea del Sur, reunió a 744 expertos en diseño, arquitectura e ingeniería de 39 países, quienes discutieron sobre las nuevas aplicaciones, tecnologías y desafíos en torno a la construcción con madera.

Respecto al evento, la académica Paulina González, quien también fue invitada como miembro del Comité Científico Internacional y moderadora, sostuvo que la instancia “da la oportunidad de interactuar con expertos de primer nivel mundial, que nos permite realizar en Chile trabajos que están en la frontera del conocimiento en lo que se refiere a edificación de mediana altura en madera”, afirma.

Durante el encuentro, las académicas presentaron tres trabajos técnicos que elaboraron previamente junto a otros co-autores asociados al uso de madera contralaminada para la construcción en mediana altura, en simulaciones térmicas y en ensayos cíclicos de edificios ante actividad sísmica.

Dos de ellos fueron presentados en modalidad de póster y uno en presentación oral, los cuales serán indexados en SCOPUS.

Presentaciones

En la nueva versión de la conferencia bianual, considerada la más importante en torno a la madera, la instancia buscó complementar el enfoque tradicional de ingeniería en madera con temáticas relacionadas a arquitectura, diseño, métodos de evaluación, entre otros.

En ese contexto, las investigadoras presentaron las ventajas e innovaciones que se están desarrollando en nuestra Universidad con la incorporación del CLT (Madera contralaminada, por sus siglas en inglés).

Sobre la instancia, la Dra. Camila Burgos indica que las investigaciones nacionales “están en un muy buen nivel respecto a las que conocimos, pero creo que falta investigación respecto al CLT, que es un material nuevo que todavía no se ha podido introducir en Chile como sistema constructivo porque hay poca producción”.

En la oportunidad las investigadoras presentaron el trabajo titulado “Safety evaluation in face of fire of three solutions in timber fronts in buildings”.

El proyecto, que se enmarca en la tesis doctoral de la Dra. Camila Burgos, y que realizaron junto a otros investigadores, analiza cómo reaccionan distintas fachadas de madera ante el fuego, e incorpora distintos espesores de cámara ventilada entre la fachada y el muro estructural.

Otro de los trabajos presentados fue “CLT building’s thermal behaviour simulation using design builder software”, donde el equipo estudió el comportamiento térmico del CLT en edificios de mediana altura en relación a otros materiales.

Enmarcado en un proyecto Corfo recién finalizado, las académicas presentaron el paper “Experimental analysis of wall joints in cross laminated timber panels requested by cyclic load”.

Se trata de un estudio experimental realizado en el Laboratorio de Madera de nuestro Plantel, donde el equipo realizó ensayos cíclicos en probetas y conectores de acero, simulando la fuerza que genera un terremoto en las conexiones de los edificios.

En las conclusiones, obtuvieron curvas de comportamiento entre la fuerza y la deformación, que luego simularon computacionalmente para revisar el edificio, obteniendo resultados que les permitió proponer a la Asociación Chilena de Sismología e Ingeniería Antisísmica, modificaciones a la norma de diseño sísmico de edificios

Investigación busca descontaminar aguas y obtener energía eléctrica a bajo costo utilizando luz solar

Investigación busca descontaminar aguas y obtener energía eléctrica a bajo costo utilizando luz solar

Considerando la constante exposición a contaminación presente en ríos, lagos y océanos, debido al desarrollo de actividades industriales, agrícolas o domésticas, el Dr. Eduardo Pino López, académico del Departamento de Ciencias del Ambiente, se propuso incentivar el uso de nuevos catalizadores para “atrapar o absorber” la luz solar que llega a la superficie terrestre de manera inocua, económica y con un mayor rango que el tradicional, que pueda ser utilizada posteriormente en remediación ambiental.

Para ello, en el marco de la línea de investigación en fotocatálisis heterogénea que lidera desde el año 2009 en nuestro Plantel, se encuentra ejecutando el proyecto DICYT 2018-2020 "modificación de la actividad fotocatalítica mediante nanopartículas y doping metálico para sistemas complejos”, que considera el uso nuevos catalizadores basados en dióxido de titanio y nanopartículas de up-conversion (compuestos inorgánicos basados en tierras raras de la tabla periódica).

Según explica el científico, la interacción entre la luz con estos catalizadores permitiría que se genere “un fenómeno que puede ser usado para convertir la luz en energía eléctrica, promover reacciones fotoquímicas y químicas que permita sintetizar algún sustrato de interés o degradar algún contaminante como un colorante, un fármaco, entre otros”.

Proceso y nuevos catalizadores

El investigador, quien también preside el Colegio Chileno Químico A.G., se reincorporó al Plantel el año 2009 gracias a un Proyecto de Inserción en la Academia para avanzar en la línea de investigación en Fotocatálisis enfocada a la aplicación medioambiental.

Desde entonces comenzó a dirigir el área de investigación en el Laboratorio de Cinética y Fotoquímica, donde también realizó su tesis de pregrado y doctorado.

Según explica, el campo de estudio se enfoca principalmente en el fenómeno de fotocatálisis, es decir “se usa luz en combinación con un catalizador -un semiconductor- que permite inducir alguna reacción química”.

En ese contexto, el Dr. Pino junto a su equipo de colaboradores, se encuentra trabajando con dióxido de titanio (TiO2), dado que “permite un proceso de oxidación avanzada, es barato, fácil de sintetizar, muy resistente a la corrosión, estable y puede ser utilizado en distintos rangos de pH”, indica.

Agrega que la función de estos catalizadores –como el TiO2- modificados con nanopartículas metálicas, por ejemplo de oro o dopados con molibdeno, “es disminuir los procesos de recombinación y extender el rango de absorción del catalizador”.
En términos concretos, la modificación permite ampliar el espectro de los fotones que pueden ser atrapados por el catalizador y promover reacciones fotoquímicas controladas.

El material obtenido posteriormente permitiría la mineralización de contaminantes orgánicos o bien la transformación a sustratos biodegradables presentes en el medio, presentándose como una promisoria herramienta de remediación medioambiental o estrategia sintética.

El proyecto de ciencia básica en tanto, no contempla escalamiento. Sin embargo, según explica el investigador responsable “nos acerca un poco más a implementar soluciones tecnológicas a los procesos que ya existen, porque no se puede pretender cambiar los procesos productivos o la industria, pero si apuntar a mejorar, y tratar de disminuir el impacto ambiental o costos de estas actividades”, puntualiza.

Investigador optimiza procesos industriales con innovadoras simulaciones computacionales

Investigador optimiza procesos industriales con innovadoras simulaciones computacionales

Optimizar equipos y procesos en los cuales se transfiere energía por medio de fluidos no newtonianos utilizando simulaciones numéricas computacionales, es el desafío en que trabaja el Dr. Ernesto Castillo Del Barrio, quien busca apuntar a un desarrollo eficaz de la industria chilena.

Para ello, gracias a un proyecto FONDECYT de Iniciación en Investigación y al apoyo del Centro Internacional de Métodos Numéricos en Ingeniería (CIMNE) de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) en Barcelona y de la Universidad de Strathclyde en Glasgow, el académico del Departamento de Ingeniería Mecánica (DIMEC) junto a su equipo, trabajan desde el año 2016 con tecnología computacional de última generación.

Las simulaciones, dirigidas por ejemplo a la industria minera para ventilar o transportar material o en aerodinámica para disminuir el consumo de combustible, buscan hacer más eficientes los procesos industriales, sin incurrir en los elevados costos derivados de hacer pruebas experimentales, lo cual se logra gracias a esta tecnología de punta.

Sobre el trabajo, el Dr. Castillo que se enmarca en la línea de mecánica de fluidos y transferencia computacional, indica que “podemos orientar a la industria, ya sea cambiando los fluidos de trabajo y/o modificando aspectos de diseño, ya sea geométrico u operacional, influyendo en la eficiencia de los equipo analizados”.

Vínculos internacionales y tecnología de punta

Si bien, el área de transferencia computacional se ha desarrollado en el DIMEC desde hace 20 años, ahora cuenta con grandes proyecciones para desarrollar métodos innovadores, rápidos, económicos y eficientes.

En tanto, el vínculo con el prestigioso CIMNE, surge gracias a la investigación pre-doctoral del Dr. Castillo, donde obtuvo el premio a la “mejor tesis doctoral del 2016” en mecánica computacional, otorgado por la Sociedad Española de Métodos Numéricos en Ingeniería.

Según explica el investigador, la principal ventaja de esta tecnología radica en que “el método es general y puede usarse en diferentes aplicaciones, ya sean laminares o turbulentas de fluidos simples o complejos, lo cual permite rediseñar disminuyendo el número de ensayos experimentales al mínimo, que suelen ser costosos y complejos”.

El experto agrega que “al diseñar nuestros propios métodos, somos innovadores desde la herramienta utilizada hasta la aplicación propiamente tal, en donde podemos cambiar las condiciones de trabajo, la geometría, fluidos, para encontrar la mejor configuración”.

El proyecto de tres años de duración considera dos etapas. En la primera, el equipo desarrolla las herramientas matemáticas o numéricas para resolver problemas de la industria, para lo cual trabajan directamente con el Dr. Ramón Codina Rovira del CIMNE, investigador reconocido a nivel internacional en mecánica computacional.

Mientras que en la segunda etapa, a realizarse el último año del proyecto, el equipo realizará aplicaciones que esperan abarcar diferentes áreas de ingeniería que incluyan mecánica de fluidos y transferencia de calor.

En palabras del investigador principal, el desarrollo del proyecto “se plantea como una herramienta con perspectiva”, concluye.

Sustituyen contaminantes y cancerígenos presentes en el transporte terrestre y aéreo

Sustituyen contaminantes y cancerígenos presentes en el transporte terrestre y aéreo

Sustituir materiales contaminantes y cancerígenos presentes en el transporte terrestre y aéreo es el principal objetivo de la línea de investigación que dirige la Dra. Maritza Páez Collio, académica del Departamento de Química de los Materiales de la Facultad de Química y Biología.

En ese contexto, la Doctora en Ciencias e Ingeniería de la Corrosión, que ha impulsado y dirigido numerosas investigaciones en torno a la corrosión metálica y el anodizado de aluminio desde el año 1992, dirige un nuevo Fondecyt Regular adjudicado el 2018: “New approaches for corrosion protection of magnesium alloys”.

El nuevo proyecto se centra específicamente en proteger las aleaciones de magnesio, que son los nuevos materiales livianos utilizados en el transporte, para reducir el consumo de combustible y la contaminación.

“Estas aleaciones son las que se están utilizando en transporte aéreo y terrestre, donde el cambio de materiales está íntimamente relacionado con la emisión de dióxido de carbono. Mientras más livianos son los vehículos, menos emiten y contaminan”, señala.

Sin embargo, el cambio de materiales supone, a su vez, nuevas metodologías para protegerlos, y evitar su corrosión y descomposición.

Actualmente, se utilizan pre-tratamientos para la posterior aplicación de pinturas o tratamientos completos que, en algunos casos, necesita Cromo VI, compuesto químico altamente carcinogénico que se encuentra prohibido, excepto en la industria aeronáutica.

En ese sentido uno de los desafíos del proyecto es erradicar su uso. En palabras de la Dra. Páez, “aún no ha podido ser eliminado por el riesgo asociado a que algún elemento no cumpla el rol de proteger el metal, que puede significar un accidente severo en rutas entre continentes”.

Para ello desarrollan un tratamiento superficial que incluye radicales hidroxilo, y funcionalizaciones subsecuentes de grafeno y otros compuestos, que permitan mejorar la adhesión, y el crecimiento de un polímero en la superficie de éste.

Investigación

Según explica la científica, actualmente todos los laboratorios que trabajan en corrosión están preocupados de aumentar la protección de los nuevos materiales que se utiliza en superficies de aleaciones de aluminio y magnesio, debido a que las metodologías existentes son muy contaminantes.

Al respecto, la Dra. Páez sostiene que cada nuevo descubrimiento es susceptible de ser patentable, implicando “todo un desafío desarrollar tratamientos superficiales y poder anclar recubrimientos, para que no haya problemas de adhesión y, por lo tanto, no ocurra desprendimiento de la película en el tiempo”, indica.

La investigadora responsable destaca, además, la unión de distintas disciplinas en el proyecto, tales como microbiología, electroquímica, física, química y polímeros.

“Soy una convencida que uniendo distintas líneas de trabajo se puede dar solución a problemas complejos y asegurar, en un mediano plazo, el desarrollo sustentable de la industria chilena”, puntualiza.

En tanto, respecto a la línea de investigación en corrosión y protección de materiales, asegura que “no nos podemos dar lujos cuando se trata de un reactor nuclear, una pieza de una tubería que lleva material muy contaminante. Son situaciones donde debe haber protección sí o sí, ya que el costo asociado a riesgos de derrame de fluidos puede ser muy alto en vidas humanas y medio ambiente”.

Científicos innovan con implante para arterias que busca prevenir generación de trombos

Científicos innovan con implante para arterias que busca prevenir generación de trombos

“¿Por qué el interior de una tubería industrial transportando sedimentos con frecuencia está sucio, mientras que la superficie interna de una arteria está limpia?”, fue una de las interrogantes que se planteó un equipo de investigadores compuesto por el Físico, Dr. Enrique Cerda Villablanca, de la U. de Santiago y Médicos Cirujanos e Ingenieros Químicos de la U. de Pittsburgh, EE.UU.

Intrigados por resolver la interrogante, y tras años de estudios en superficies rugosas, los científicos propusieron que “parte de la respuesta podría estar en la elasticidad de las superficies naturales y su capacidad para arrugarse dinámicamente”.

Con este antecedente, el equipo comenzó a trabajar desde el año 2015 en un implante para arterias que previniera la adhesión de plaquetas y su consecuente generación de trombos, obteniendo un prototipo idóneo en los estudios preclínicos que cuenta con una solicitud de patente de invención.

La hipótesis del equipo fue publicada recientemente en la prestigiosa revista “Nature Physics”, de factor de impacto 22.7 (2018) dada su innovación, donde plantean que “las arrugas en arterias y venas, además de dar extensibilidad, tienen otra ventaja: permitir la anti-adhesión gracias a su capacidad de inyectar energía elástica en contaminantes”.

Según explica el Dr. Cerda,  la publicación en esta revista, que contó con un riguroso proceso de referato, “nos significa prestigio, ya que se trata de una publicación de alto impacto, en la que el artículo fue revisado por especialistas quienes dieron cuenta que no existen estudios similares”, puntualiza.

Renovación automática de superficies

Según explica el investigador del Departamento de Física de nuestro Plantel, Dr. Cerda, el mecanismo estudiado es posible gracias al sistema rugoso epitelial creado sobre el material interior más blando de arterias y venas, que permite bombear sangre y limpiar las superficies internas a través del movimiento y elasticidad que permiten las arrugas.

En la práctica, significa que cuando las plaquetas comienzan a adherirse a la pared de una arteria ante un contaminante, éste comienza, a despegarse por el movimiento de las paredes, gracias a la energía que provocan las arrugas.

En ese sentido, el prototipo, diseñado sobre una silicona muy blanda -que considera una película arrugada- imita a las arterias, inflándose y contrayéndose, acción que libera energía y provoca el mismo efecto con una adhesión de plaquetas mucho menor, según se comprobó en los estudios preclínicos.

Según explica el Dr. Cerda, la investigación, que continúa en curso buscando materiales inocuos para ser comercializada a futuro, cuenta con “una receta única”, en donde es clave la longitud de ondas (cuánto mide la distancia entre pliegues), lo que dice qué tipo de adhesión se puede eliminar.

En tanto, la tecnología podría ser aplicada en los catéteres utilizados en hospitales, para evitar la proliferación de bacterias y su cambio diario; en mangueras utilizadas en industrias, que deben ser limpiadas constantemente; y en barriles utilizados en la industria del vino, entre otros.

En el estudio publicado en la revista participaron el Dr. Enrique Cerda, en representación de nuestro Plantel, y los investigadores de la Universidad de Pittsburgh, EE. UU., Luka Pocivavsek, Sang-Ho Ye, William Wagner,  Edith Tzeng, del Departamento de Cirugía y del Centro Médico de dicha Institución; y, Joseph Pugar, Robert O'Dea y Sachin Velankar, del Departamento de Ingeniería Química.

La ejecución de esta investigación es posible gracias al Fondecyt “Folding & Creasing: Localization phenomena in low dimensional systems”, además de fondos otorgados por Estados Unidos.

Investigadores del Plantel crean novedosa metodología para medir vulnerabilidad social

Investigadores del Plantel crean novedosa metodología para medir vulnerabilidad social

Con el desafío de fortalecer la articulación del sistema de protección social a nivel regional y local, el Estado de Chile, a través del Observatorio Social del Ministerio de Desarrollo Social, solicitó a académicos de nuestro Plantel identificar de forma integral la localización de los pobladores más Vulnerables Social, Ambiental y Económicamente.

El proyecto, liderado por la investigadora del Departamento de Ingeniería Geográfica, Verónica Yáñez Romo y ejecutado inicialmente gracias a fondos Dicyt 2013-2015, derivó en una serie de publicaciones, informes, libros, obteniendo en primera instancia una “Propuesta Metodológica para identificar la Vulnerabilidad Social – Territorial en la VI Región”, que más tarde continuó siendo aplicado de manera independiente en otras regiones del país, en un proyecto sin fines de lucro.

Su ejecución cuenta además con la participación del Arquitecto, Dr. Carlos Muñoz Parra, como co-investigador, y estudiantes memoristas de Ingeniería Geográfica, quienes aportaron con sus estudios realizados de manera paralela al proyecto.

La herramienta busca propender medidas de mejoramiento con el fin de optimizar la gestión del desarrollo y política social, consistente en una cartografía que se obtiene con los datos otorgados por el Gobierno y trabajo en terreno.

Al respecto, la investigadora principal enfatiza que “cuando se tienen los datos asociados y actualizados, el modelo es absolutamente representativo de la realidad y va a permitir -a través de nuevas medidas de política de gobierno- incluir estas variables en los nuevos programas”.

Estudio socio-territorial

Posterior a la ejecución del Proyecto inicial, esta propuesta metodológica, se probó empíricamente en la Región de Antofagasta y en la Región de O’Higgins, apoyada por una red de investigadores pertenecientes a la Fundación Superación de la Pobreza, obteniendo el Modelo “Construcción metodológica para determinar la vulnerabilidad socio-territorial frente a la pobreza”.

Los resultados del informe fueron publicados en el volumen 78-2017 de la prestigiosa Revista de Estudios Geográficos de la Agencia Estatal Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), de España, donde los investigadores trabajaron sobre el concepto de vulnerabilidad social, relacionada estrechamente con los territorios urbanos y las problemáticas que estos presentan.

“Muchas veces medimos la vulnerabilidad social en términos económicos, pero acá analizamos respecto a los impedimentos que tenían las personas para desarrollarse en términos educacionales, de infraestructura básica y otras variables presentes en los territorios, que de algún modo afectan a las familias de menores recursos”, puntualiza la investigadora principal.

Por su parte, el Dr. Muñoz, indica que al no existir en Chile un instrumento de planificación territorial rural estructurado, esta herramienta presenta una gran oportunidad y ventaja.

“Establecer parámetros que identifiquen la vulnerabilidad, específicamente a nivel socio-territorial, da al país una herramienta nueva que ha sido validada de manera consistente, siendo un aporte en la identificación de situaciones complejas en la sociedad y una base que nos permite recoger antecedentes para poder mitigar, atender y solucionar estos problemas”, explica el arquitecto.

En la Región de Antofagasta se obtuvo un modelo piloto a nivel de macrozona, que permitió analizar cuáles son los sectores más vulnerables, evidenciando debilidades en movilidad, distancia y desplazamiento.

“Los paraderos no eran cercanos a sectores residenciales de menores recursos, lo que implicaba que muchas veces los estudiantes no llegaban a la hora o no podían ir a clases”, explica la Ing. Yánez.

En la Región de O´Higgins en tanto, se está trabajando en una actualización de la cartografía existente, para analizar cuáles son las comunas más deprimidas y las variables que la afectan.

Respecto a la investigación aplicada, la académica Yáñez indica que “queremos ahondar en cómo operan, cuales son las debilidades, cuáles son las vulnerabilidades presentes en el territorio, siendo nuestro deber -inserto en el sello social del Plantel- de contribuir a mejorar la calidad de vida de nuestros ciudadanos”, concluye.

Investigan momias prehispánicas mediante análisis químico

Investigan momias prehispánicas mediante análisis químico

Utilizando biomarcadores químicos arqueológicos (elementos y moléculas diagnósticos resistentes al paso del tiempo), un equipo de investigadores liderados por el Dr. en Química Javier Echeverría Morgado, profesor del Departamento de Ciencias del Ambiente, de la Facultad de Química y Biología de nuestro Plantel, buscan establecer las prácticas dietéticas, patrones de intercambio, procesos culturales y movilidad en poblaciones prehispánicas del norte de Chile. 

El proyecto, financiado por el Fondecyt de Iniciación a la investigación 11160877 “Diet of pre-Hispanic populations of northern Chile: an approach using archaeological chemical biomarkers”, considera el estudio a  un número importante de individuos momificados prehispánicos naturales, presentes entre el año 500 antes de nuestra era hasta el año 1200 después de nuestra era.

Según explica el líder del proyecto, Dr. Echeverría, se trata de un estudio inédito para la zona de estudio, ya que “Hasta ahora solo se conocía arsenicismo en poblaciones arcaicas y precerámicas de Arica, Iquique y Camarones (extremo norte de Chile)”, afirma.

Respecto a los avances de la investigación, que recientemente fueron publicados en la prestigiosa revista Journal of Archaeological Science: Reports, el Dr. Echeverría propone que el arsénico, en conjunto a estudios isotópicos y genéticos, puede ser utilizado como un marcador dietario que tiene el potencial de también evaluar patrones de movilidad de estas poblaciones.

“El arsénico (As) está muy presente en cuencas hidrográficas del norte de Chile, por lo tanto, a través de la ingesta directa de esta agua, al consumo de cultivos o plantas silvestres irrigados o el consumo de animales terrestres y/o marinos que fijaron As en su tejidos, podían estar incorporando de forma importante este nocivo elemento en su cuerpo, lo que mermaba significativamente su calidad de vida”, puntualiza.

Avances de la investigación

El Dr. Echeverría ingresó el año 2017 a la Universidad gracias a un proyecto de inserción a la academia de CONICYT, que le ha permitido desarrollar las líneas de investigación en etnofarmacología y adicionalmente en Química Arqueológica.

Según explica el científico, esta última línea de investigación enmarcada en su proyecto FONDECYT, le ha permitido utilizar técnicas cromatográficas y espectrométricas de última generación para indagar sobre cuáles eran los recursos alimentarios que se utilizaban en tiempos prehispánicos en el norte del país.

Para ello, analizaron materiales arqueológicos (cerámicas) y restos bioarqueológicos (cabello humano y tártaro dental), que le han permitido reconstruir los patrones dietarios y reconstruir las condiciones de vida de estos individuos.

Actualmente, el equipo se encuentra trabajando en elaboración de una base de datos de perfiles moleculares de más de un centenar de posibles fuentes alimentarias animales y vegetales de la zona, que les permitirá comparar los resultados de los análisis de los materiales arqueológicos, y de estar forma identificar biomoléculas diagnosticas de la fuente de origen.

En esta reciente publicación han colaborado también el Dr. Hermann M. Niemeyer, académico del Departamento de Ciencias Ecológicas de la U. de Chile; Luis Muñoz, de la Sección Metrología Química en la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN); y, Mauricio Uribe, académico del Departamento de Antropología, de la U. de Chile.

Cabe destacar que, parte de los análisis químicos desarrollados en este proyecto han sido realizado en colaboración con la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN) mediante un proyecto de Acuerdo Regional de Cooperación para la Promoción de la Ciencia y la Tecnología Nucleares en América Latina y el Caribe (ARCAL) del Organismo Internacional de Energía Atómica (IAEA).

En tanto, el último artículo publicado por el equipo se encuentra en la Revista Journal of Archaeological Science: Reports,  bajo el título “Arsénico en el cabello de momias de épocas agro-cerámicas del norte de Chile (500 a.C.-1200 d.C)”.

La publicación se encuentra online en: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352409X18302712?via%3Dihub. Mientras que en octubre del 2018 estará disponible en la versión impresa de esta prestigiosa edición, en las páginas 175 a 182.

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