• El artículo recoge detalles asociados a cómo afecta al flujo sanguíneo cerebral de una persona la exposición al dióxido de carbono. Los antecedentes fueron proporcionados por pacientes ingleses experimentales, todo gracias a un trabajo de colaboración con la Universidad de Leicester.

El Dr. Max Chacón, académico del Departamento de Ingeniería Informática de la Facultad de Ingeniería, fue galardonado con el Premio Jack Perkins 2011, que otorga el Institute of Physics and Engineering in Medicine (IPEM) de Inglaterra, debido a la publicación “Non-linear multivariate modeling of cerebral hemodynamics with autoregressive Support Vector Machines”.

El reconocimiento se entrega anualmente al mejor trabajo publicado durante el año en la Revista Medical Engineering & Physics, previa revisión de un comité especializado que evalúa aspectos como la novedad e impacto de la pesquisa.

El Dr. Chacón agradeció la distinción y resaltó que este tipo de reconocimientos ratifica el buen trabajo investigativo que se realiza en el Plantel. “Para nosotros es un reconocimiento muy importante, sobre todo, porque se premió un artículo que no era en la línea de investigación más fuerte de esta revista, que se pensaba sería la ganadora, como lo es la biomecánica, sino en el área de autorregulación cerebral”, indicó.

El galardonado agregó que “todas las ganancias por este reconocimiento son indirectas: por ejemplo, aumentar los lazos de cooperación no sólo con la universidad con la que trabajamos (Leicester), sino que con otras instituciones extranjeras”, sentenció el académico.

Aporte relevante a la medicina
El artículo premiado forma parte de un área específica denominada hemodinámica cerebral, en la que se encuentra trabajando con dos investigadores más: Claudio Araya ex estudiante de Magíster de la U. de Santiago, y Ronney Panerai de la Universidad de Leicester (Inglaterra).

 La hemodinámica cerebral cobra vital importancia, pues las estimaciones de organismos internacionales relacionados con el ámbito de la salud, indican que en Chile el año 2025 morirán más personas por ataques cerebrales que por ataques al corazón. Se cree que el flujo sanguíneo estaría fuertemente vinculado con los accidentes vasculares, además de una serie de enfermedades, como el Alzheimer, arterosclerosis (principalmente carótida), traumatismos craneanos, demencia vascular y diabetes, entre otras.

“Los ataques cerebrales están aumentando muy fuertemente en el país y las causas no se saben. Una de las cosas que causa daño en el cerebro es el fuerte flujo en las arterias y se sabe que el cerebro tiene un sistema de control de flujo, lo que significa que a pesar de que la presión en el cuerpo varíe en el cerebro, el flujo es casi constante. Si hay poco flujo uno pierde la consciencia y, por el contrario, si hay mucho flujo se produce una ruptura de las arterias”, explicó Chacón.

Ese mecanismo, que genera el flujo sanguíneo al interior del cerebro de forma constante, es lo que los investigadores tratan de modelar a través de un sistema no lineal basado en datos. En esta publicación se aborda uno de los tópicos relacionados con la hemodinámica cerebral, gracias a los datos proporcionados por el investigador inglés, quien proporcionó la información de 16 pacientes sanos que inspiraron aire con una pequeña fracción (5 por ciento) de dióxido de carbono (CO2) a través de una mascarilla. Esto, tuvo por finalidad saber cómo afecta la inhalación de este gas a la regulación del flujo sanguíneo del cerebro.

“Nosotros probamos que con este modelo no lineal es posible representar mucho mejor los cambios de la inspiración del CO2 en una persona y eso tiene, por ejemplo, implicaciones metabólicas. Sabemos que al aspirar una fracción de CO2 se producen cambios equivalentes a los que sufren las personas con diabetes, es decir, un problema metabólico, y los problemas metabólicos afectan el flujo sanguíneo tal como lo hace el CO2”, indicó el investigador.

Premio
El IPEM es una institución que se dedica a reunir a los profesionales del área de las ciencias físicas, ingeniería clínica y el mundo académico, además, de los servicios de salud y la industria, para compartir conocimientos y avances de la ciencia y la tecnología; y desde el año 2000 entrega el galardón bajo el nombre de Jack Perkins, primer editor de la revista, quien falleció el año 2000.
 

• El aumento de enfermedades cardiovasculares y la falta de información fidedigna sobre la capacidad mecánica de las arterias, se constituyó en el motor de una promisoria investigación liderada por el académico del Departamento de Ingeniería Mecánica, Claudio García.
• "Normalmente los ingenieros trabajamos con acero, hormigón, materiales industriales, dejando de lado este tipo de materiales de los cuales se desconocen sus comportamientos”, sostiene el experto, quien afirma que su estudio sobre la arteria aorta, se puede convertir en una herramienta para “predecir estados de peligrosidad en pacientes. Queremos ayudar a los médicos en la toma de decisiones  a la hora de hacer una operación”, remarca.

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), la principal causa de muerte en el mundo está relacionada con enfermedades cardiovasculares, patologías que no hacen distinción de género y que afectan en mayor medida a personas de países pobres o en vías de desarrollo.

En tal contexto estima que en 2030 morirán cerca de 23,6 millones de personas por complicaciones cardiovascualres, por lo que resulta muy pertinente el estudio que lidera el Dr. Claudio García, académico del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad, quien busca cuantificar los efectos de las enfermedades y la edad en las arterias, específicamente de la arteria aorta, una de las principales del cuerpo humano.

Este año adelantó parte de sus hallazgos en una publicación ISI, titulada “Mechanical behaviour and rupture of normal and pathological human ascending aortic wall” (“Comportamiento mecánico y rotura de la pared aórtica ascendente humana en condiciones normales y patológicas”), que apareció en junio en la revista Medical & Biological Engineering & Computing.

Según explica, la mecánica arterial define la capacidad estructural y funcional de las arterias, la que al ser estudiada permite obtener nueva información sobre el comportamiento de éstas y cómo afectan las propiedades mecánicas las enfermedades o la edad de los pacientes.

“Nuestra idea fue identificar y ponderar las propiedades de los materiales que conforman a este vaso sanguíneo y tratar de diferenciar cómo se ve afectado por la edad o diversas enfermedades. Quisimos saber cómo estos factores alteran las propiedades del material que constituyen la arteria aorta”, sostiene el Dr. García, quien inició esta investigación en su tesis doctoral, al estudiar las propiedades del biomaterial en la Universidad Politécnica de Madrid, entidad que ha entregado recursos para su investigación, la que también cuenta con ayuda de Fondecyt.

Según relata el profesional, la inquietud por ahondar en esta temática de salud surgió durante su estadía en el país europeo, motivado “por la interacción permanente con médicos que estaban interesados en saber cómo afectaban las enfermedades a este tipo de materiales biológicos. Para ellos, contar con un índice para predecir estados de rotura es importante, pues la mayoría del tiempo, los criterios que usan los médicos son sólo de tamaño o diámetro de las arterias”.
 
“Normalmente los ingenieros trabajamos con acero, hormigón, materiales industriales, dejando de lado este tipo de materiales de los cuales se desconocen sus comportamientos. Recién se están estudiando o realizando investigaciones para establecer cómo se comportan”, precisa el experto, para luego ahondar en una de las conclusiones principales de su estudio, que dio a conocer las propiedades mecánicas de materiales que se desconocían. Según puntualiza, las principales diferencias entre los pacientes es la edad. Mientras más años tenga una persona, sus arterias se vuelven menos elásticas y su resistencia mecánica disminuye notablemente, por tanto es más propensa a una rotura.

La importancia de haber logrado esta información, radica en “predecir estados de peligrosidad en pacientes. Queremos ayudar a los médicos en la toma de decisiones  a la hora de hacer una operación”, remarca, finalmente, el Dr. García.

• Así califica el Dr Rodolfo Madrid, de la Facultad de Química y Biología, la adjudicación de fondos Conicyt para poner en ejecución un anillo de investigación que reunirá a científicos de excelencia. El desafío es estudiar el papel fisiológico de los canales iónicos TRP, implicados en la detección de estímulos térmicos y del dolor, entre muchos otros procesos fisiológicos. Conocer cómo operan estos canales podría permitir el desarrollo de tratamientos para combatir enfermedades relacionadas con su mal funcionamiento.

Tres grupos de investigación y una apuesta en común: entender el papel de los canales TRP en la termosensibilidad, el dolor y la plasticidad sináptica, definen al proyecto dirigido por el investigador de la Facultad de Química y Biología, Dr. Rodolfo Madrid, iniciativa que logró recientemente financiamiento en el “Cuarto Concurso de Anillos de Investigación en Ciencia y Tecnología 2011”, organizado por la Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica, Conicyt. (Ver nota relacionada).

“Estudio del Papel Fisiológico de los Canales TRP en la Termotransducción y la Plasticidad Sináptica”, se trata de un proyecto de investigación asociativa que reúne a tres grupos de investigación: dos corresponden al laboratorio de neurociencias de la Facultad de Química y Biología de la Universidad -uno dirigido por el Dr. Rodolfo Madrid y el otro por el Dr. Bernardo Morales-; el tercero, es el  Centro Interdisciplinario de Neurociencia de Valparaíso, encabezado por el Dr. Patricio Orio. El desafío conjunto es estudiar el papel fisiológico de varios miembros de un grupo de proteínas de membrana: los canales iónicos polimodales de la superfamilia TRP (Transient Receptor Potential) en diversos procesos fisiológicos. Para ello contarán con el financiamiento anual de 150 millones de pesos, por tres años.

“Buscamos estudiar el papel de diversos canales TRP en la respuesta eléctrica de los termorreceptores de frío y nociceptores frente a diversas situaciones fisiológicas y fisiopatológicas, para desarrollar un modelo matemático que sirva de herramienta para predecir el comportamiento eléctrico de estas neuronas frente a modificaciones que pueden resultar -por ejemplo, de un proceso inflamatorio o de una lesión-, y determinar el papel de los canales de iones en la regulación de la comunicación neuronal en regiones particulares del sistema nervioso central”, explica el Dr. Rodolfo Madrid.

“Los canales TRP  forman parte de un amplio grupo de proteínas implicados en la detección de estímulos térmicos y la nocicepción, entre muchos otros procesos fisiológicos, y que recientemente han sido asociados a procesos de memoria y aprendizaje”, agrega el especialista.

Capital humano avanzado
Esta investigación asociativa, atraerá y formará a nuevo capital humano de alto nivel, incorporando estudiantes de doctorado y postdoctorado; fortaleciéndose, de esta manera, el grupo de neurocientistas de la Facultad de Química y Biología de la Universidad.

“Trabajaremos además con la colaboración de laboratorios pertenecientes a algunos de los mejores centros del mundo en el área, como el Instituto de Neurociencias de Alicante, de la Universidad de Cambridge y de la Universidad John Hopkins, referentes mundiales en el estudio de la neurociencia, lo que ayudará no sólo a hacer crecer y consolidar a nuestro grupo, sino que permitirá a nuestros estudiantes acceder directamente a estadías en dichos centros”, sostiene el investigador.

El Doctor Madrid valora, además, la adjudicación de este proyecto anillo “como un reconocimiento que debe extenderse no solo a los miembros de nuestro grupo, sino que a todo los neurocientistas de la Universidad. Desde nuestro punto de vista es el proyecto de neurociencia más importante que se ha adjudicado el plantel y un espaldarazo que significa que lo que hemos hecho no es casualidad”, puntualiza, finalmente, el académico.
 

• Por segundo año consecutivo, nuestro plantel se posicionó en el tercer lugar del ranking de solicitud de patentes nacionales elaborado por el Instituto Nacional de Propiedad Industrial (Inapi). A la ceremonia de premiación asistió el director del Departamento de Gestión Tecnológica, Dr. Luis Magne, quien destacó el esfuerzUniversidad destaca en ranking de patentamiento de Inapio de la Universidad por generar innovaciones tecnológicas.

Nuestro plantel ha logrado incrementar gradualmente la protección de la propiedad industrial e intelectual de las tecnologías que ha generado a través de sus proyectos de investigación y desarrollo. El año 2011, presentó un total de 28 solicitudes a nivel nacional, internacional y a través del Tratado de Cooperación en materia de Patentes (PCT).

La cifra de nueve registros nacionales de patentes requeridos durante el año 2011, posicionó a la Universidad en el tercer lugar de acuerdo al “Reporte Inapi 2012”, ranking liderado por la U. de Concepción y la P. Universidad Católica, que suman trece solicitudes de invención cada una.

La ceremonia de premiación por este importante logro, se realizó el jueves pasado en las nuevas dependencias de Inapi y fue presidida por el subsecretario de Economía, Tomás Flores y el director de Inapi, Maximiliano Santa Cruz. Representando a nuestro plantel, asistió el Dr. Luis Magne, director del Departamento de Gestión Tecnológica de la Vicerrectoría de Investigación y Desarrollo, quien destacó que el patentamiento es un tema prioritario para la Institución.

“En la Universidad hay un verdadero levantamiento de investigaciones con potencial de nuevos negocios, lo que ha permitido identificar los resultados que son patentables y que son la base de tecnologías innovadoras transferibles al sector productivo”, señaló el directivo.

En toda su historia, la U. de Santiago ha presentado 63 solicitudes de patentes nacionales. A nivel internacional ha propuesto 50 solicitudes en diversos países, mayoritariamente en Estados Unidos. Del total de solicitudes, 28 patentes han sido concedidas, 11 en territorio chileno, tres en EE.UU., y el resto en otros países.

“Actualmente se está trabajando para que estas patentes logren generar licencias y posteriormente royalties, respondiendo al desafío que tiene Chile de transformarse en generador de tecnología”, explicó Magne.

¿Qué significa patentar?
Una patente es un derecho exclusivo que concede el Estado para la protección de una invención, de esta forma le reconoce y asegura la explotación comercial exclusiva de la invención a su titular, evitando así que otros se apropien de los beneficios que supone su explotación.

La obtención de estas patentes dentro de la Universidad resulta primordial ya que demuestra la capacidad de generar conocimiento apropiable, y forjar la base de productos tecnológicos que tienen futuro para contribuir al país e insertarse en el mercado nacional e internacional.

Para lograrlo, el Departamento de Gestión Tecnológica se encarga de estimular a los investigadores a realizar proyectos de investigación aplicada, cuyos resultados pasan a ser evaluados en su apropiabilidad y su posterior desarrollo, hasta la generación de la patente.

Las patentes solicitadas son de propiedad de la Universidad, con el reconocimiento de la autoría para los inventores. Si es que se llega a comercializar el invento, se distribuye el 50 por ciento para el grupo de investigadores que generan la patente y el 50 por ciento restante para la Universidad.

 

• El sustrato de la semilla serviría de base para generar alimentos especiales para diabéticos y enfermos celíacos.

La especie originaria del oeste de Australia, corresponde a una exótica leguminosa muy tolerante a la sequía, ello explica que en Chile, en la Región de Coquimbo, existan más 16 mil hectáreas cultivadas de este producto que se utiliza -hasta ahora- como alimento complementario (forraje) del ganado caprino.

La industria alimentaria chilena está en constante búsqueda de la incorporación de nuevas semillas que sirvan para la producción de alimentos. Por ello, abundan en el mercado actual, una gran variedad de productos compuestos en base a quínoa, linaza y otras semillas.
 
En esta búsqueda por evaluar el potencial alimentario en otras semillas, Patricio Rojas, Ingeniero Forestal y Magíster en Gestión Tecnológica con mención en Biotecnología de la Universidad, indagó en su proyecto de  tesis, el potencial alimenticio de las semillas de Acacia Saligna, especie originaria del oeste de Australia y que corresponde a una exótica leguminosa muy tolerante a la sequía. En Chile  es posible encontrar más de 16 mil hectáreas cultivadas de este producto en las comunidades campesinas de la región de Coquimbo (El Tangue, Cuz Cuz, Higuertitas), utilizándose como alimento complementario (forraje) del ganado caprino.
 
Este uso productivo es “marginal como fuente de ingreso económico para los campesinos y para la región. La especie tiene una alta tolerancia a la sequía y se encuentra adaptada a las condiciones de la zona, con lo cual su cultivo es sostenible”, sostiene Patricio Rojas.
 
Beneficios   
En Chile, el Instituto Forestal y otras instituciones del agro como Conaf e Indap que han fomentado este  tipo de plantación entre los campesinos, han sostenido que la forestación con Acacia saligna ha sido un factor muy importante para frenar la desertificación y recuperar los suelos degradados de la Cuarta Región.
 
Por ello y motivado por la situación agroalimentaria en otras regiones donde se cultiva esta semilla, Patricio Rojas hace referencia del caso de Australia donde “existen 10 especies del género, cuyas semillas son comestibles desde tiempos ancestrales por las comunidades indígenas y, actualmente, son procesadas como alimentos funcionales en forma de harinas y otros (bizcochos, saborizantes, pastas, etc.) para un nicho de mercado llamado ‘bushfood’”.
 
Ricardo Muñoz, profesor que guió la tesis de Rojas, destaca que las bondades de las simientes están a la vista. “Las semillas son de bajo índice glicémico y carente de gluten, por lo que pudiera ser parte importante de un mix base para preparar productos para diabéticos y enfermos celíacos. Este resultado, es una innovación dentro del desarrollo agroindustrial alimentario”, sostiene el especialista.
 
Acacia Saligna en la industria chilena
Pese a los avances en fomento e innovación, para el Magíster de la Universidad, Patricio Rojas, la industria chilena en este ámbito “no está preparada para el procesamiento de las semillas de Acacia Saligna como materia prima”, sine mabrgo, destaca que “al incorporar la producción de semillas como un insumo para la industria de la elaboración de harinas con propiedades benéficas para la salud”, se podría mejorar la rentabilidad actual de las plantaciones de Acacia Saligna en la región de Coquimbo.
 
“Hay que hacer la investigación y desarrollo del producto para tener la validación a escala experimental de manera de hacer ajustes tecnológicos y probar la propensión de consumir que tendría el mercado. La industria panificadora que tiene las competencias y tiene la preocupación en el tema, tiene que invertir y desarrollar para validar lo que nosotros en estos momentos estamos avizorando”, sentencia el profesor Ricardo Muñoz.

El producto, un particular tipo de arroz originado mediante un proyecto de la Facultad Tecnológica en 2008, con el apoyo de la Fundación de Innovación Agraria (FIA), se encuentra en proceso de obtener su respectiva patente.

Alto impacto, a nivel nacional e internacional, generó en mayo de 2008 la obtención de un nuevo tipo de arroz reconstituido a partir de subproductos del proceso de pulido de este cereal, como puntas, fragmentos defectuosos, harinas y harinillas. La gracia es que necesita menos tiempo y sólo una cuarta parte de agua de la que usualmente utiliza el arroz tradicional para su cocción. Además, se ha desarrollado con diversidad de sabores, nutrientes y fibras para hacerlo más competitivo.

Lideró este proyecto la investigadora del Departamento de Ciencia y Tecnología de los Alimentos de la Facultad Tecnológica, Laura Almendares, quien contó con apoyo de la Fundación de Innovación Agraria (FIA) y la colaboración de otros investigadores de la Universidad y de productores arroceros de Parral, en la Región del Maule; y de El Huique, de la Región de O’Higgins.

A cuatro años de esa fase de la investigación, la académica Almendares trabaja ahora activamente en la obtención de la respectiva patente de su creación y en la generación de proyectos para lograr la comercialización de este innovador producto.

En este contexto, la académica expuso recientemente en Brasil en el workshop “Potencialidades y Cualidades del Arroz de la zona Frontera Oeste”, instancia que reunió a investigadores, agricultores y empresarios arroceros de Santa Marta, -donde se produce el 80 por ciento del arroz en Brasil-, y que fue organizada por la Universidad Federal de Pampa, con el financiamiento del Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Nacional.

“Con el apoyo de Unipampa logramos generar contactos con empresarios en la perspectiva de consolidar el modelo de negocio de nuestro arroz, para que pueda producirse a nivel industrial e ingresar al mercado”, comentó la especialista Almendares sobre su visita a Brasil.

Las gestiones también se realizan en Chile. En ese sentido, la investigadora de la Facultad Tecnológica explora distintos instrumentos que permitan comercializar su producto a nivel de consumo masivo, incluso a nivel de la Corfo.

“No ha sido fácil porque no es común que una universidad genere una patente para un producto que se vaya a comercializar (a nivel masivo)”, sostiene la investigadora Almendares. No obstante, reconoce que hay una gran empresa arrocera chilena interesada en producir y distribuir el arroz creado en los laboratorios de nuestra Universidad. De esta forma, prontamente podría estar en las góndolas de supermercados chilenos y extranjeros.

El Centro de Excelencia de Medicina de Precisión Pfizer Chile y la Universidad de Santiago de Chile, a través de la Dirección de Gestión Tecnológica de la Vicerrectoría de Investigación, Desarrollo e Innovación, se encuentran desarrollando acciones ejecutivas para identificar dentro de las líneas de investigación de la Universidad, aquellas  tecnologías que puedan ser escalables junto al Centro de Pfizer,  estas acciones ejecutivas se formalizaran a través de un convenio de colaboración que permita a esta Casa de Estudios fortalecer el desarrollo y la investigación en el área de la biotecnología y las  temáticas en las que este centro se especializa.

El pasado jueves 19 de enero, investigadores, representantes de Pfizer y directivos de la DGT se reunieron para conocer las fortalezas y aportes de las partes involucradas, permitiendo al Centro conocer un conjunto de investigaciones que lideran académicos de esta Universidad en áreas centradas en el “core business” del Centro y otras funcionales al ecosistema con quienes el Centro mantiene relaciones. Las investigaciones presentadas por investigadores USACH se orientaron a soluciones en cáncer, dolor, biosíntesis de nano-estructuras, neurociencias, A/B y técnicas de atomización ultrasónicas y complementos nutricionales.

Los académicos que expusieron sus investigaciones en esta oportunidad fueron: Claudio Acuña, Luis Constandil, Claudio Vásquez, Andrea.Mahn, Eduardo.Morales, Felipe Arenas, Patricio Rojas y Renato Galleguillos.

Por el Centro Pfizer, Ricardo Ávila Galindo, Director Ejecutivo del Centro, señaló que, “sin excepción, las presentaciones fueron inspiradoras con muy buen soporte científico y estamos dentro del próximo mes comenzando a decidir cuales investigaciones apoyaremos directamente y cuáles serán referenciadas a la red de Pfizer”.

“Desde el Centro de Excelencia, buscamos contribuir a mejorar las capacidades en investigación e innovación en el campo de la biomedicina en Chile. Como lo mencionamos en la reunión, creemos en la colaboración como pieza clave para el avance en el campo del conocimiento biomédico”, expresó Ávila.

Según indicó la colaboración entre ambas instituciones puede darse de diferentes maneras. Desde el desarrollo de actividades académicas, hasta en desarrollo de proyectos de investigación conjuntos, agregando que “esto requiere de trabajo y dedicación. No se obtienen resultados de un día para otro”.

Los próximos pasos es que las dos entidades trabajen en el marco de referencia que sirva de base para colaboraciones futuras. Labor que desde la DGT está siendo liderada por el Ingeniero Comercial, Osvaldo Quiroz Leyton, Gestor de Transferencia Tecnológica y Redes, quien indica: “ una forma de potenciar la transferencia tecnológica es fortalecer la vinculación con entidades internacionales como este Centro, por cuanto, las tecnologías USACH requieren fortalecer vínculos activos dentro de un ecosistema de innovación que permita escalar las tecnologías de la Universidad lo más rápido posible, por lo tanto, este es un paso que se sumara a otras acciones donde se van focalizando los esfuerzos de gestión tanto, agrupando una cartera de tecnologías para un sector industrial, como en acciones ejecutivas que promueven tecnologías específicas para empresas individuales”.

Centro de vanguardia en Biomedicina

El Centro de Excelencia de Medicina de Precisión Pfizer Chile, ubicado en Santiago, es el primero que la reconocida empresa instala en Latinoamérica gracias a fondos adjudicados por Corfo.

Utilizando tecnología de última generación, su trabajo está orientado a la investigación de diagnósticos más eficientes y menos invasivos del cáncer, además de hacerlos más precisos.

La investigación que se desarrolla en el centro de Pfizer Chile contribuirá a la consolidación de Chile y la región como un polo de investigación en biomedicina para el resto del mundo.

En su fase final se encuentra el proyecto “Síntesis de materiales zeolíticos a partir de cenizas volantes” de las profesoras del Departamento de Ingeniería Química de la Facultad de Ingeniería de nuestra Universidad, Dra. Luisa Sepúlveda Cuevas, María Luisa Saavedra Quintana y Elsa Contreras Villacura.

La iniciativa, que comenzó a ejecutarse a fines de 2014, busca entregar soluciones concretas a las empresas termoeléctricas a carbón para que reduzcan los pasivos ambientales provocados por los residuos de las cenizas volantes que son generadas en las plantas ubicadas principalmente en las regiones de Atacama y Antofagasta.

En nuestro país, la generación eléctrica a carbón continúa siendo relevante dentro de la matriz energética. A febrero de este año, la participación del mineral alcanzaba en el Sistema Interconectado Central un 24 por ciento mientras que en el del Norte Grande un 79 por ciento.

Además, se estima que en Chile dentro de los próximos ocho años la producción de cenizas volantes que son lanzadas por las chimeneas de las termoeléctricas a carbón se empinará desde 1,1 millón de toneladas hasta 1,6 millón de toneladas.

Es por ello, que las académicas del Departamento de Ingeniería Química plantearon usar las cenizas como materia prima para la producción de materiales zeóliticos, altamente captadores de humedad, para ser aplicados en el sector agrícola y en el tratamiento de las aguas.

El proyecto, que es parte de la Línea 2 de I+D Aplicada de la Corfo, y que cuenta con la colaboración de la eléctrica Engie, es la continuidad del trabajo “Valorización de cenizas volantes de termoeléctricas para la fabricación de zeolitas” de 2013, también financiado por la Corfo, que estableció las bases y las ideas para la concreción de esta nueva investigación.

La Dra. Luisa Sepúlveda Cuevas, directora del proyecto, explica que el proceso de transformación de las cenizas o residuos generados por las termoeléctricas a carbón es posible por sus componentes.

“Las cenizas volantes de carbón bituminoso, que es el que se utiliza en estas centrales termoeléctricas, contienen óxido de sílice, óxido de aluminio y fierro en altas proporciones, es decir, superior al 70 por ciento, denominadas cenizas tipo F, y estas son factibles de ser transformadas desde un material amorfo hacia un material cristalino”, señala.

De acuerdo con la académica, este proceso de transformación se define como hidrotermal, puesto que es “una síntesis en fase acuosa, en condiciones térmicas superiores a las ambientales”.

En estas condiciones térmicas hidrotermales en un medio alcalino, es posible solidificar la sílice y el aluminio, materiales que posteriormente formarán los cristales que constituirán las zeolitas.

“Como la sílice y el aluminio están en fase sólida, porque son cenizas, se disuelven y luego entran en un proceso de recristalización, y por la alta proporción de estos minerales, se favorece la formación del material zeolítico”, recalca.

Las investigadoras ya realizaron las primeras pruebas a nivel de laboratorio cuyos resultados confirmaron la factibilidad de uso.

Cabe destacar que las zeolitas son minerales microporosos tanto naturales como sintéticos, con una gran capacidad de adsorber líquidos.

Termoeléctricas del norte

En tanto, la profesora María Luisa Saavedra Quintana comenta que escogieron las plantas termoeléctricas a carbón del norte del país para el proyecto debido a las condiciones del suelo de esa zona. En el norte, son casi inexistentes los valles agrícolas, por ello originalmente la idea de las académicas era potenciar el uso de los materiales zeolíticos e intentar incrementaran el uso del suelo en Atacama como en Antofagasta.

“En el norte hay suelos semiáridos que tienen poca capacidad de retención de agua y las temperaturas también evaporan el agua. Las zeolitas mejoran el suelo desde esas dos características, porque es un material poroso con alta capacidad de intercambio de cationes”, argumenta la académica.

Por tanto, agrega, “eso significa que tiene la capacidad de retener bastante agua y de retener nutrientes que se mantienen en el suelo, evitando que se pierdan en la agricultura por los riegos, o por evaporación por las temperaturas”.

En esta etapa de la investigación, las profesoras de Ingeniería Química realizan justamente los estudios de cultivo para determinar cuál es el impacto de la zeolita sobre estos suelos categorizados como semiarenosos o francoarenosos.

A modo de ensayo, instalaron en el Plantel un invernadero con cultivos como acelgas y tomates cherry, humedecidos con zeolitas naturales y sintéticas, resultados que son comparados con otros anteriores.

Asimismo, la profesora Elsa Contreras precisa que como la mayoría de la energía proviene de plantas termoeléctricas a carbón una cantidad importante del total de las cenizas se concentran en esa zona del país.

“Ese considerable residuo de cenizas constituye pasivos ambientales y esa zona requiere mucha agua y energía, pero el recurso hídrico se concentra en el sur del país, entonces para ellos es importante que esos pasivos ambientales se transformen en zeolitas y se aprovechen en la agricultura y en el tratamiento de los residuos industriales líquidos (Riles) mineros ubicados en la misma zona”, subraya.

Por otro lado, aclara la académica, las empresas operadoras de termoeléctricas también resultan favorecidas con el proyecto porque en su totalidad han planteado dirigirse hacia una gestión integral o de sustentabilidad del punto de vista de la producción energética, por lo que “la búsqueda de usos de cenizas volantes les permite reducir sustancialmente sus pasivos ambientales y la disposición de las cenizas”.

Durante este año, el último del proyecto, las académicas realizarán los estudios de mercado correspondientes y en una nueva investigación esperan ampliar las indagaciones hacia otro tipo de cenizas, y de profundizar la aplicabilidad del material zeolítico resultante en el tratamiento de las aguas por su vasto espectro.

Otros proyectos

Las investigadoras también tienen en carpeta la posibilidad de fabricar con zeolitas materiales absorbentes con fines comerciales, mientras se estudia la aplicación del material zeolítico como catalizador de combustión, principalmente en los biocombustibles como el biogás y el biodiesel.

Junto con ello, esperan instalar en el corto plazo una planta piloto al interior del Plantel, además de iniciar una nueva investigación centrada en zeolitas naturales.

“Estamos en la fase de desarrollo de una planta piloto definiendo las condiciones de operación. Esperamos finalizar pronto el diseño y que pueda ser instalada pronto en la Universidad, probablemente encapsulada dentro de un conteiner para que tenga movilidad”, concluye la Dra. Luisa Sepúlveda.

Una tesis que derriba el mito del inmigrante europeo como fundador de la industria vitivinívola en Chile y Argentina propone el doctor en Estudios Americanos e investigador del Instituto de Estudios Avanzados de nuestro Plantel, Pablo Lacoste, quien lideró la investigación en el marco del proyecto Fondecyt “Denominación de Origen de productos agroalimentarios chilenos”, cuyos resultados fueron publicados recientemente en un artículo indexado en la prestigiosa revista Scielo y que contó con colaboración de la investigadora argentina, Marcela Aranda.

El tema cobra especial relevancia en Chile y Argentina, por tratarse de los principales productores en América. En Chile, la vitivinicultura es la industria emblemática nacional y principal exportación industrial; y en Argentina el vino ha sido declarado "bebida nacional". Como exportador, Chile es el primero de América y el cuarto del mundo; como productor, Argentina es el primero de América Latina y uno de los seis mayores a nivel internacional.

En palabras del también académico de la Universidad de Santiago, “la evidencia documental muestra cómo, desde mediados del siglo XVII hasta comienzos del XIX, los afroamericanos aportaron una parte significativa en las diversas tareas culturales necesarias para cultivar la viña, elaborar el vino y el aguardiente, envasarlo, transportarlo a los mercados y comercializarlo”.

Principales conclusiones

El investigador plantea que los africanos y sus descendientes tuvieron un papel relevante en el espacio vitivinícola de Chile y Argentina, cuyos sistemas eran similares al peruano, por el hecho de componerse de dos modelos: las grandes haciendas, por lo general en manos de las órdenes religiosas, con numerosos esclavos; y por otra parte, estaban las pequeñas propiedades laicas, que tenían un acotado número de esclavos.

Según el investigador, los afroamericanos aportaron una parte significativa en las diversas tareas culturales necesarias para elaborar el vino, pero “la industria construyó un relato muy blanqueado, muy europeizado sobre la identidad de este sector productivo. Lo que descubrimos, gracias a documentos originales e inéditos, es que hay una identidad propia, en donde los vinos del cono sur cuentan con un enorme protagonismo de los afroamericanos, quienes desarrollaban desde antes esta actividad económica”, explica el académico.

El investigador agrega que "la glamorosa industria del vino de Argentina y Chile, muchas veces asociada a las élites y a la gente rica, en realidad fue moldeada y surgió gracias al trabajo de los afroamericanos".

La primera prueba de su importancia data de 1807, cuando, según relata el estudio, se produjo una rebelión de esclavos en el Convento de San Agustín, en Mendoza, principal polo vitivinícola de la actual Argentina, y hasta poco tiempo antes, capital de la provincia de Cuyo del Reino de Chile.

“Los afroamericanos enfrentaron al convento, lo asaltaron y terminaron en la cárcel. La ciudad se vio sacudida por las tensiones, y la justicia solicitó declaraciones de los afectados. Un referente de la industria del vino manifestó su preocupación, pues los esclavos del convento eran los únicos que fabrican tinajas y botijas, y la necesidad nos pone en la precisión de tratar con ellos”, afirma el artículo.

Origen de la investigación

La nueva tesis del investigador de la U. de Santiago, surge a raíz de una serie de proyectos Fondecyt, realizados en los últimos 13 años, en donde se ha propuesto descubrir los orígenes e identidad de la industria vitivinícola en el Cono Sur de América.

Esta línea de investigación ha permitido desarrollar trabajos emblemáticos para Chile y con alta recepción. Tal es el caso de la comprobación que el pisco es chileno; o las investigaciones sobre productos de origen nacional, como la chicha, el queso chanco, el pajarete, el jamón de Chiloé, entre otros, que según el investigador tienen una profunda identidad chilena, al ser elaborados por los campesinos de nuestro país.

Entre ellos, el Dr. Lacoste, quiso ampliar el rango de investigación, averiguando sobre los protagonistas que dieron origen al vino; quienes trabajaban todo el día en la Viña, cultivaban, cosechaban, filtraban la uva, seleccionaban el vino, fabricaban las tinajas de greda, entre otros. “Haciendo el trabajo real y efectivo con sus manos, surgiendo así el notable protagonismo de los afroamericanos, los esclavos, negros, mulatos”, sostiene el académico.

La investigación se basa en documentos originales inéditos del Archivo Nacional de Santiago, y los archivos de Mendoza y San Juan, y a raíz de ellos, el investigador propone que los nuevos antecedentes implican “recuperar y resignificar el aporte del afroamericano, para lograr elevarlo a la altura de cofundador de esta industria”, sostiene.

Para conocer el detalle de la investigación, puede acceder al artículo indexado publicado en noviembre del 2016 en Estudios Atacameños de la Revista Scielo: Los Afroamericanos como cofundadores de la viticultura de Argentina y Chile.

Ante diversos cuestionamientos realizados por investigadores a nivel mundial respecto a la teoría propuesta por el epistemólogo y psicólogo suizo Jean Piaget, quien propone que para desarrollar el pensamiento lógico–matemático en estudiantes, éstos deben desarrollar diversas nociones (seriación, clasificación, correspondencia uno a uno y de conservación de cantidad) como requisito para ver el número como objeto más que como una herramienta para contar, el profesor José Meza se encuentra analizando su uso en los sistemas curriculares.

“La teoría de Piaget,  es un poco cuestionada hoy por algunas líneas de investigación, dicen que en el fondo no es necesaria. No obstante, las bases curriculares la tienen presente, y además hay algunos planteamientos que dicen que Piaget necesita reinterpretar ciertas cosas para que sus postulados tengan sentido”, sostiene el profesor del Departamento de Educación de la U. de Santiago.

Tras adjudicarse en junio del año pasado un Fondo de Apoyo a la Investigación, otorgado por la Unidad Académica, el profesor comenzó una revisión bibliográfica de las propuestas editoriales existentes en el currículum nacional. Asimismo, consultó investigaciones nacionales e internacionales respecto a la formación del concepto de número en el párvulo y sobre el desarrollo de las nociones prenuméricas, para luego dar paso a estudios experimentales que comenzarán en esta nueva etapa.

Trabajo experimental en aulas

Con el objetivo de que el uso de ingeniería didáctica sea utilizado de manera correcta en las aulas, el profesor realizará trabajos experimentales con estudiantes. Para ello, analizará juegos junto a educadoras de párvulo en ejercicio, quienes colaborarán realizando propuestas y determinando posibles errores y conductas que podrían tener los párvulos durante el juego.

Meza explica que su investigación se enmarca en el campo de la enseñanza de la matemática en el nivel preescolar a través de dos juegos. “Específicamente, observaremos cómo se comporta el aprendizaje de las nociones de clasificación en los criterios de tamaño y forma, y el de la seriación por el criterio de tamaño, bajo una metodología de investigación llamada ingeniería didáctica, la cual modela la situación de aula en un juego para cada noción”, dice.

El primer juego que se utilizará, se denomina “Piratas y Tesoros”. Según explica el investigador, “trata sobre el mundo simbólico, en donde los niños son un grupo de piratas y deben encontrar el tesoro, para lo cual deben ordenar los juguetes dentro de sus cajas clasificándolos por tamaño y forma. Cuando tienen todo ordenado se hace un ciclo de preguntas que les permite reflexionar, con lo que se espera poco a poco construyan conocimiento colectivo”, explica.

El segundo juego, llamado “Puzzle”, trata de una misión secreta: deben armar un puzzle bajo el criterio de seriación y de manera colectiva, sin posibilidades de hablar durante el armado, etapa en la que cada integrante del equipo tendrá cinco piezas.

Finalmente se compara lo observado con lo previsto, junto al grupo de educadoras que participaron en la primera fase. “He observado que los textos escolares sugieren una actividad que si bien es lúdica, está basada en una exploración guiada, lo que evita que los párvulos se comporten como verdaderos investigadores y matemáticos frente a ciertos problemas”, asegura el profesor.

Agrega que “la investigación chilena, por otra parte, ha dado cuenta de ciertos avances en la formación inicial de educadoras de párvulo tanto en matemática como en otras áreas, lo que hace necesario precisar en experiencias de aula que sean analizadas y observadas”.

Trayectoria del investigador

El profesor José Meza es licenciado en Pedagogía en Educación Básica de la Universidad Arturo Prat y Magíster en Didáctica de la Matemática de la Universidad Católica del Maule.

La investigación se titula “Microingenierías didácticas sobre las nociones prenuméricas de seriación y clasificación por dos criterios” y surge a raíz de la experiencia del profesor, después  detrabajar con niños en educación inicial.

El investigador afirma que “según la ley vigente, parte de los procesos curriculares establecen lo que se debe enseñar en los diferentes ciclos. Uno de los contenidos es la seriación y la clasificación, por lo tanto, existe algo que ver y entender, comprender desde dónde las bases curriculares lo toman y  velar por éstas se ejecuten de manera correcta en las aulas”.

En cuanto al Fondo de Apoyo de la Investigación del Departamento de Educación de la U. de Santiago, surge con la finalidad de fortalecer y consolidar su quehacer en el área de investigación, incrementando tanto el número de estudios llevados a cabo por sus académicos (de jornada completa y parcial) como las publicaciones a ellos asociadas, inserto en su Plan de Desarrollo Estratégico del Departamento de Educación (2014 -2017).