SEPARATA ESPECIAL DE GRUPOS DE INVESTIGACIÓN EDICIÓN 41 . OCTUBRE DE 2019 . MEDELLÍN - COLOMBIA DISTRIBUCIÓN GRATUITA
Por: Maria Paula Colorado Vargas Practicante Unidad de Comunicaciones
El Grupo de Investigaciones Pirometalúrgicas y de Materiales – Gipimme– nació en 1988 como una iniciativa de dos profesores de Ingeniería Metalúrgica que trabajaban en el área de fundición de materiales metálicos.
Gipimme: El grupo detrás del Sembrador de Estrellas En el periodo 2014-2019 el grupo ejecutó 16 proyectos de investigación, algunos con participación de empresas, y en 2016 obtuvo el Premio a la Investigación Universitaria Facultad de Ingeniería de la Universidad de Antioquia. Así mismo, el 11 de mayo de 2018 le fue otorgada una patente en el área de materiales cerámicos llamada “Proceso para proporcionar un recubrimiento duro para retardar perforaciones ilícitas en líneas de transporte de hidrocarburos”, con apoyo de Ecopetrol y la Universidad de Limoges (de Francia).
Con dicha técnica se fundió la escultura “Sembrador de Estrellas” (obra del maestro Alonso Ríos Vanegas), ícono de la Facultad de Ingeniería que se encuentra entre los bloques 19, 20 y 21, y es motivo de orgullo para el grupo, pues para su elaboración se utilizó el proceso de fundición a la cera perdida, que generalmente se usa para la fabricación de piezas pequeñas. Para diciembre de 1990 el grupo Gipimme es oficializado y reconocido por el Sistema Universitario de Investigaciones (SUI), mediante la Resolución Rectoral Nº 1.161 de la Universidad de Antioquia. El propósito de los integrantes de Gipimme es desarrollar soluciones innovadoras relacionadas con el control del procesamiento de materiales metálicos y cerámicos, fundamentalmente cuando estos son sometidos a altas temperaturas, a través del análisis de las diferentes transformaciones que ocurren. Dentro de los materiales metálicos se encuentra la determinación de composición química, fundición, tratamientos térmicos, caracterización microestructural y propiedades mecánicas. Y dentro de los materiales cerámicos están la determinación, composición química y propiedades requeridas, la síntesis a alta temperatura y proyección térmica para recubrimientos y, por último, la caracterización estructural, propiedades mecánicas y desempeño tribológico. Las líneas de investigación que actualmente se desarrollan en el grupo Gipimme son tres: Diseño, síntesis, evaluación y prototipaje de materiales; Procesamiento
de materiales: altas y bajas temperaturas; y Reciclaje de materiales: recuperación, reaprovechamiento y reconversión. En la primera línea se desarrollan nuevos materiales cerámicos y metálicos, como alternativas a materiales industriales, se identifican sus características microestructurales y sus propiedades mecánicas, químicas y físicas para adecuarse a aplicaciones específicas. En la segunda línea, que es donde buscan fortalecimiento, se trabaja el control y optimización de procesos a altas temperaturas. Y en la tercera línea se busca aprovechar los materiales que son desechos para reinsertarlos en las cadenas productivas. Actualmente, el grupo de investigación está conformado por cinco profesores, ocho estudiantes de maestría, 11 de
doctorado y siete de pregrado. También ha formado seis doctores, 27 magísteres y ha tenido 6 jóvenes investigadores de la Universidad de Antioquia. Ya son 31 años de existencia formando profesionales a nivel de pregrado, maestría y doctorado en el área de materiales. La profesora Claudia Patricia Serna Giraldo, Coordinadora de Gipimme, expresa que “el grupo realmente se ha mantenido en un alto nivel, según la clasificación de Colciencias, pues desde el año 2014 está en Categoría A1; pero más que ese alto nivel, lo primero es la calidad humana de las personas que estamos en el grupo, tanto profesores como estudiantes nos destacamos por el compañerismo, respeto por el otro y por el quehacer investigativo. Trabajamos realmente con rigor en lo que hacemos”.
Dentro de la Facultad de Ingeniería el grupo cuenta con laboratorios, modelos y prototipos de fundición, tratamientos térmicos, proyección térmica y extracción. “El grupo ha tenido importantes contribuciones a la Facultad de Ingeniería. Por ejemplo, en el apoyo a los programas de posgrado, pues Gipimme lideró la creación del doctorado y la maestría en Ingeniería de Materiales, que son programas activos y que aportan a la Facultad”, añade la ingeniera Claudia Serna. Finalmente, este grupo desarrolla diferentes proyectos en las líneas de investigación, con la intención de “aportar en el área de ingeniería de materiales resultados que sean realmente tangibles, y que se puedan utilizar nuestras investigaciones para el mejoramiento de procesos y materiales aplicados en la industria”, afirma la profesora Serna, quien agrega que “todo lo anterior se hace buscando resaltar el conocimiento, la creatividad y la rigurosidad, enmarcado en los materiales y líneas de investigación en las que trabajamos”.
ESPECIAL
Por: Camilo Posada Múnera Estudiante de Periodismo Universidad de Antioquia
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El GEA y su apuesta por la energía renovable
El Grupo de Energía Alternativa –GEA– es uno de los grupos de investigación maduros de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Antioquia, pues cuenta con 26 años de trayectoria. En julio de 1993, en el marco de la primera feria Expouniversidad, varios integrantes del Departamento de Ingeniería Mecánica instalaron un sistema piloto que demostraba cómo se obtenía energía a través de fuentes no convencionales como la solar y la hidráulica.
Actualmente, y según la Convocatoria 781 de 2017, el grupo se encuentra clasificado en la categoría C de Colciencias; sin embargo, de acuerdo con los resultados preliminares de la Convocatoria 833 de 2018, el grupo se ubicó en categoría A gracias a la producción y generación de nuevo conocimiento y a las actividades de formación realizadas; aunque esta, según el profesor Chica Arrieta, es aún una categoría preliminar y el grupo aguarda los resultados finales.
A partir de dicha feria se construyó el Laboratorio de Energía Alternativa y se formalizó la creación de un grupo de investigación bajo la dirección del profesor Luis Javier Chamorro Rendón. Desde 1994, y según su coordinador Edwin Lenin Chica Arrieta: “el grupo ha contribuido a la generación de nuevo conocimiento y al desarrollo de tecnologías que aprovechan los recursos naturales renovables para la generación de energía, con el fin de ayudar a la diversificación de la canasta energética y a mejorar la calidad de vida de los colombianos, sobre todo en las zonas no interconectadas del país”.
El GEA cuenta con siete líneas de investigación, entre ellas: Automatización y control, Diseño y simulación de sistemas técnicos y Soldadura; en las cuales se desarrollan distintos proyectos enfocados a la producción de energía a través de fuentes no convencionales como: el aprovechamiento de la energía solar, la energía eólica, la biomasa y de la energía minihidráulica e hidrocinética.
El profesor Edwin Lenin Chica Arrieta es ingeniero mecánico de la Universidad de Antioquia, especialista en Diseño Mecánico y magíster en Ingeniería de la Universidad EAFIT, doctor en Ingeniería Industrial de la Universidad de Valladolid y profesor titular del Departamento de Ingeniería Mecánica, es el coordinador del GEA desde el 5 de octubre de 2015. El anterior coordinador era el profesor Sergio Agudelo Flórez, actual Vicedecano de la Facultad, y le encomendó las riendas al profesor Lenin, quien ya hacía parte de este como investigador desde que cursaba sus estudios de pregrado en la Alma Máter.
De ahí que el profesor Edwin Lenin destaque como fortalezas del grupo: la caracterización experimental de sistemas energéticos, principalmente de turbinas hidráulicas; y el diseño, simulación, fabricación, caracterización
y control de equipos y sistemas técnicos de generación de energía. Por otro lado, en el año 2018 el GEA recibió por parte de la Superintendencia de Industria y Comercio de Colombia el reconocimiento de una patente de invención, gracias al desarrollo de un equipo sonoquímico para la descontaminación de aguas; creación que estuvo a cargo de los profesores Gustavo Antonio Peñuela Mesa, Ainhoa Rubio Clemente y Edwin Lenin Chica Arrieta. La patente entró en vigencia desde el 30 de enero de 2017 hasta el 30 de enero de 2027, y aunque en este momento no cuentan con un contrato de licenciamiento de la misma, el Grupo de Energía Alternativa y el Grupo de Diagnóstico y Control de la Contaminación –GDCON– realizan exploraciones con empresas para validar esta tecnología a escala industrial y, por ende, conocer su potencial uso a gran escala. Actualmente los proyectos más importantes en los que trabaja el GEA tienen que ver con su participación en el programa de la Alianza Sostenibilidad
Energética para Colombia, SÉNECA, la cual está conformada por 15 proyectos, de los cuales, cuatro cuentan con la participación del GEA. Los proyectos son: Generación de energía eléctrica a pequeña escala mediante turbinas hidráulicas e hidrocinéticas; Desarrollo y evaluación de un paquete tecnológico para la valorización energética del contenido ruminal en frigoríficos de exportación y mataderos municipales; Diseño, simulación y construcción de un prototipo de generador eólico para bajas velocidades de viento utilizando un material biocompuesto a partir de fibras naturales colombianas, y Desarrollo de un sistema “power to gas” (PTG) en el contexto de las fuentes de energía renovables y convencionales disponible en La Guajira. A la par de estos y de anteriores proyectos, el GEA apoya las maestrías en Ingeniería e Ingeniería Mecánica y los doctorados en Ingeniería Ambiental e Ingeniería de Materiales. Adicionalmente, asiste el proceso de creación del Doctorado en Ingeniería Mecánica y Aeroespacial. A la fecha el GEA cuenta con 33 miembros: siete (7) profesores, 12 estudiantes de pregrado y 14 de posgrado. Los estudiantes, además de enriquecerse como profesionales con un alto sentido ingenieril, ambiental y social, respaldan el desarrollo de los proyectos de investigación. Así mismo, el grupo no es exclusivo para el pregrado de Ingeniería Mecánica y, por el contrario, se encuentra abierto a recibir estudiantes de otros programas que demuestren interés en pertenecer a él y, prueba de ello, son los numerosos estudiantes de diferentes pregrados con los que el grupo ha contado en años anteriores.
ESPECIAL
Ingeniería y salud se integran gracias al GIBIC
Por: Camilo Posada Múnera Estudiante de Periodismo Universidad de Antioquia
En el año 2006, gracias al interés de los estudiantes del programa de Bioingeniería, y no como una iniciativa o imposición de sus profesores, nació el Grupo de Investigación en Bioinstrumentación e Ingeniería Clínica –GIBIC–. Éste surgió originalmente como un semillero, debido a que por esa época el programa de Bioingeniería contaba con muy pocos profesores vinculados. Juan Diego Lemos Duque, hoy coordinador del Programa de Bioingeniería, fue quien se hizo cargo de esta iniciativa. Las primeras experiencias de investigación fueron impulsadas por los profesores Juan Diego Lemos Duque y Javier Hernando García Ramos. Por otro lado, el profesor Alher Mauricio Hernández Valdivieso, ingeniero electrónico de la Universidad de Antioquia, doctor en Ingeniería Biomédica de la Universidad Politécnica de Cataluña, y quien actualmente se desempeña como profesor titular del programa de Bioingeniería, ingresó al grupo y se decidió que, al ser el único miembro con un doctorado en ese entonces, fuera quien lo liderara. Pasado un año, ya en 2007, el grupo fue inscrito ante Colciencias para considerarse como un grupo de investigación formalmente constituido. El avance ha sido tal, que incluso está clasificado en la categoría A1 de Colciencias: “Fuimos A1 desde el año 2014 y, por imprecisiones consignadas en la plataforma, bajamos a la categoría B; pero ahora volvimos a subir a la A1, todo gracias a las patentes, publicaciones, y estudiantes de doctorado y maestría con los que contamos”, señala el profesor Mauricio Hernández, actual coordinador del GIBIC. Según el profesor Alher Mauricio, GIBIC se considera como: “un grupo de ingeniería, en el que desarrollamos soluciones exclusivamente para el área de la salud, en lugar de apostarle de manera abierta a diversos campos”. Enfocados exclusivamente en el desarrollo de temas dirigidos al área de la salud, el GIBIC cuenta con seis líneas de investigación: • Desarrollo de dispositivos médicos: consiste en el diseño, implementación y validación de dispositivos utilizados por los médicos para el diagnóstico y tratamiento de pacientes. • Gestión de tecnología en salud: incluye el desarrollo de software de apoyo a la administración de la tecnología en los hospitales y tiene que ver con los procesos de ingeniería utilizados en estos lugares para gestionar personal, equipos y recursos. • Rehabilitación física y biomecánica deportiva: se enfoca en el diseño, implementación y adecuación de dispositivos biomecánicos para pacientes con discapacidades o para medir y mejorar el desempeño deportivo. • Herramientas para el entrenamiento y la formación: es una de las líneas más fuertes del grupo, consiste en crear simuladores para entrenar a los profesionales del área de la salud:
médicos, enfermeros, odontólogos, terapeutas y veterinarios. •
Modelado y simulación de sistemas biomédicos: estudia procesos cardiovasculares, cerebrales y respiratorios, pero desde el punto de vista matemático.
• Computación y procesamiento de datos biomédicos: es el desarrollo de estrategias diagnósticas y terapéuticas a partir del procesamiento de datos biomédicos y señales fisiológicas. En el grupo consideran la interdisciplinariedad y el personal humano como una de sus fortalezas, dado que cuentan con bioingenieros, médicos e ingenieros de diferentes áreas como electrónica, mecánica e informática. Según el profesor Hernández Valdivieso: “además del excelente personal, recientemente contamos con unos laboratorios muy bien dotados. Cuando diseñamos un dispositivo, nosotros hacemos tanto la parte electrónica como la funcionalidad mecánica; tenemos también impresoras 3D, escáneres, inyectoras de plástico y demás herramientas que permiten un excelente desarrollo de prototipos”. Por otra parte, el GIBIC ha desarrollado cuatro patentes, una de ellas con contrato de licencia, otra en trámite de dicho contrato con una empresa, y dos nuevas que también se encuentran en trámite. Además, el grupo trabaja en seis proyectos, dos de los cuales cuentan con financiación de Colciencias, uno de Ruta N y los restantes por parte de la Universidad de Antioquia. El más grande de los proyectos, en términos financieros, está enfocado en el desarrollo de aplicaciones para la universidad virtual; entre ellas, versiones para dispositivos móviles y simuladores web, con el objetivo de entrenar personal médico en el área respiratoria. Otro de los proyectos mencionados se da con el apoyo de Ruta N y tiene que ver con la elevación del estado de alistamiento tecnológico
de uno de los dispositivos que el mismo GIBIC desarrolló, el cual consiste en una sábana inteligente que mide la presión de contacto en las camas de los pacientes internados en unidades de cuidados intensivos.
Ciencias Biomédicas (de la Facultad de Medicina) y el programa de Tecnología Biomédica en El Carmen de Viboral, que surgió por iniciativa del mismo grupo.
El Grupo GIBIC apoya a varios de los pregrados y posgrados de la Facultad de Ingeniería y de la Universidad en general; muestra de ello es su vinculación a los programas de Bioingeniería, Maestría en Ingeniería, Doctorado en Ingeniería Electrónica y de Computación, Doctorado en
De ahí que hoy en día el GIBIC cuente con más de 40 miembros, nueve de ellos, profesores de tiempo completo del Programa de Bioingeniería, quienes están acompañados por un nutrido grupo de estudiantes de pregrado y posgrado de Bioingeniería y Tecnología Biomédica.
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ESPECIAL
GIMEL: 23 años de investigaciones en manejo eficiente de la energía
Por: Juan Pablo González Castaño Practicante de Comunicaciones Departamento de Ingeniería Eléctrica
En el año 2008, el Grupo de Investigación de Manejo Eficiente de la Energía -GIMEL- de la Facultad de Ingeniería, alcanzó por primera vez, la máxima calificación que Colciencias concede a los grupos de investigación. Este equipo académico, que nace en el seno del Departamento de Ingeniería Eléctrica, fue impulsado por el profesor Germán Moreno Ospina. “El GIMEL se constituye formalmente en la segunda mitad de 1996 y va definiendo sus líneas de investigación a lo largo de una década. Hacia el año 1998 se establece también una actividad de extensión, que adquiere un carácter sostenido y en ascenso, principalmente desde que Carlos Cárdenas asume un liderazgo”, afirma el profesor Germán Moreno en el prefacio del libro Fundamentos e ingeniería de las puestas a tierra, del cual es coautor. Al hablar sobre la idea que engendró GIMEL, el profesor Germán Moreno Ospina afirma que, desde su inicio, el
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grupo de investigación se pensó como un “mecanismo mediante el cual se puede apropiar la labor de investigación al interior del Departamento de Ingeniería Eléctrica, y de generar una actitud favorable hacia el quehacer investigativo que involucre tanto a profesores como a estudiantes. Se trata, a fin de cuentas, de tener un espacio cuyo objetivo es poner la investigación en el campo de la ingeniería al servicio de la sociedad y no de priorizar únicamente en lo empresarial”. Este grupo académico desarrolla sus investigaciones en siete líneas de profundización: gestión de la energía eléctrica, compatibilidad electromagnética, optimización de sistemas eléctricos, movilidad eléctrica, máquinas térmicas y biocombustibles, mercados energéticos, uso racional de la energía, energías renovables y electrónica de potencia. La lista de proyectos ejecutados y de investigaciones realizadas en el campo de Proyectos de Investigación, Desarrollo e Innovación,
suma más de 50, entre los cuales se cuentan: “Implementación de aplicaciones de sistemas de almacenamiento de energía basados en baterías para el desarrollo de nuevos servicios de valor agregado en las diferentes actividades del sector eléctrico colombiano”, que fue ejecutado para la empresa CELSIA y que incluyó el dimensionamiento de sistemas de almacenamiento BESS de última generación. Por otra parte, en el área de Proyectos de extensión y responsabilidad social: Ciencia, Tecnología e Información, se cuentan más de 15 iniciativas académicas que buscan impactar directamente a la sociedad en general. Algunos de estos proyectos son: Articulación universidad-empresaestado para establecer los factores de emisión reales de fuentes móviles en el valle de Aburrá. Dichos proyectos bien podrían aplicarse en el contexto medellinense, a propósito de las crisis ambientales de los últimos años y de la necesidad de explorar alternativas que reduzcan el nivel de material particulado en el aire. Para Nicolás Muñoz Galeano, coordinador del grupo GIMEL, “la alianza Sostenibilidad Energética para Colombia (SÉNECA) representa para el grupo uno de los retos más importantes de los próximos años. La alianza SÉNECA tiene como objetivo diversificar las fuentes de energía del país, fortalecer el sector transporte e industrial y mitigar los efectos del calentamiento global a través de la generación de suministros energéticos sostenibles y eficientes”. Además, destaca el hecho de que el grupo GIMEL es líder de dos de los quince macroproyectos de la alianza SÉNECA. Uno de ellos consiste en la Integración y Gestión Inteligente de las Fuentes de Energía Renovable para
propiciar la sostenibilidad energética, “en el cual se va a implementar una micro-red eléctrica en la Seccional Oriente de la Universidad de Antioquia y se van a desarrollar dispositivos que permitirán la integración de las fuentes de energía renovable al sistema eléctrico de potencia”. El otro macroproyecto consiste en el autoaprendizaje autónomo (prototipo electrónico), basado en inteligencia computacional, para inyectar etanol hidratado en un motor diésel que opere bajo condiciones estacionarias y transitorias, estimando en línea los tiempos de inyección de etanol y las emisiones de NOx (óxidos de nitrógeno) y PM (material particulado). Por su parte, en la opinión de Noé Alejandro Mesa Quintero, jefe del Departamento de Ingeniería Eléctrica, “el grupo de investigación GIMEL se ha convertido en la columna vertebral de Ingeniería Eléctrica, puesto que la mayoría de los profesores hacen parte de este grupo y es a través de las investigaciones, extensiones y desarrollos que el pregrado se viene permeando y actualizando desde hace muchos años. Por otro lado, ha sido la oportunidad para que los estudiantes se familiaricen con la investigación, la innovación y el desarrollo. Es por eso que muchos actores de la comunidad académica toman la decisión de permanecer en nuestra Universidad, buscando un posgrado, o bien deciden ir a la industria a aplicar lo aprendido”. El grupo GIMEL ha apoyado, desde la parte investigativa, a docentes y estudiantes que han conseguido profundizar sus conocimientos dentro de su formación académica; en los últimos cuatro años se cuenta la graduación de tres doctores, 10 magísteres y 29 ingenieros electricistas y mecánicos.