Es una innovación en la geometría del Electroimán Dipolar Tipo H, que permite mayor rendimiento del campo magnético para la caracterización de materiales. Es la patente número 54 de EAFIT y tiene aplicaciones, por ejemplo, en áreas tan diversas como la construcción, la computación y la medicina.

Álvaro Andrés Velásquez Torres, docente e investigador del Departamento de Ciencias Físicas de EAFIT; y Juliana Baena Rodríguez, egresada del pregrado en Ingeniería Física de la Universidad, con el apoyo del ecosistema de Innovación de la Institución y la Fundación Educación Suiza, son los inventores de este dispositivo.

Esta patente que recibieron investigadores eafitenses tiene aplicaciones que pueden ir, por ejemplo, desde la fabricación de computadores hasta la cura de enfermedades. Es un dispositivo utilizado para la caracterización magnética de materiales por métodos estáticos e inductivos conocido como Electroimán dipolar tipo H, que genera una mayor densidad de campo magnético a través de una corriente eléctrica. Este es un desarrollo del profesor Álvaro Andrés Velásquez Torres, docente e investigador del Departamento de Ciencias Físicas de EAFIT; y Juliana Baena Rodríguez, egresada del pregrado en Ingeniería Física de la Universidad, patentado por la Superintendencia de Industria y Comercio de Colombia (SIC). 

Este tipo de instrumentos permiten estudiar las propiedades de los materiales magnéticos, los que, finalmente, pueden ser aplicados en diversos sectores de la industria como materia prima. Por ejemplo, en la fabricación de tecnologías como los discos duro de los computadores que son pequeños imanes o, incluso, avanzadas aplicaciones en nanomedicina para fabricar diminutas partículas magnéticas con el potencial de combatir enfermedades. 

La invención fue titulada Electroimán bipolar tipo H que incluye un circuito magnético paralelepípedo recto de acero con las aristas interiores redondeadas y tiene patente por la resolución número 929 del 21 de enero de 2020 de la SIC. Una de sus novedades, con respecto a las referencias comerciales similares del dispositivo, es la geometría lograda en su diseño, que evidenció una mejor respuesta en las experimentaciones hechas en laboratorio. Se trata, entonces, de la patente número 54 que logra la Universidad. 

"Se modeló de sistema con todo el conocimiento que se tenía de electromagnetismo y llegamos a algo muy interesante: con cierta geometría del electroimán, de los polos, del núcleo magnético, de las bobinas se podría llegar a un campo magnético superior al que daba el sistema comercial. Eso fue lo que predijo el modelo, los cálculos numéricos que hubo que hacer primero", dice el inventor Álvaro Andrés Velásquez Torres, doctor en Física. 

Para el desarrollo físico del electroimán se diseñaron los planos del dispositivo y se usaron materiales como el acero. Ensamblado el sistema, los investigadores observaron que se obtuvo un campo aproximadamente de 1.6 teslas, superior al modelo comercial con el que contaban en el laboratorio. 

"Vimos que teníamos una geometría y unos materiales, que a la manera que fueron diseñados, introducían una ventaja en lo que hasta el momento son los electroimanes similares. La forma como habíamos hecho el circuito magnético con bordes redondeados y no rectos, esa fue la novedad y logramos incrementar la densidad del flujo magnético", explica el investigador. 

Al medir la susceptibilidad de los materiales con estas técnicas y analizar las curvas de histéresis para identificar las propiedades magnéticas, mediante este instrumento de laboratorio es posible caracterizar las materias primas, por ejemplo, las partículas de hierro y sus aleaciones con otros materiales ferromagnéticos. 

"La investigación en materiales magnéticos ha tomado relevancia internacional en las últimas décadas dada las diversas aplicaciones industriales. Aplicaciones ampliamente extendidas como los dispositivos de Resonancia Magnética Nuclear (MRI) son un excelente exponente de la implementación del diseño de circuitos magnéticos, generadores de intensos campos magnéticos aplicados en imágenes médicas. Encontramos aplicaciones en física de partículas y confinamiento magnético de plasma para reacciones termonucleares, donde las condiciones experimentales requieren campos magnéticos en órdenes de magnitud considerables", comenta la coinventora Juliana Baena Rodríguez, que resalta el apoyo de la Fundación Educación Suiza y del ecosistema de Innovación de EAFIT para realizar la investigación. 

Aporte a la investigación universitaria 

El profesor Álvaro Velásquez, experto en física y magnetismo de EAFIT, identificó la necesidad de desarrollar un electroimán que permitiera realizar experimentos con un mejor rendimiento al que existía en ese momento en el Centro de Laboratorios de la Universidad. 

En el año 2014, cuando fue solicitada la patente, la investigadora Juliana Baena era estudiante del pregrado de Ingeniería Física y realizaba su tesis de grado. Fue ella, apasionada por el estudio del magnetismo, quien impulsó este desafío académico.  

"Este desarrollo permitió la consolidación del Laboratorio de Instrumentación y Espectroscopia, estableciendo una nueva línea en caracterización de materiales magnéticos", señala la investigadora, quien está en Estados Unidos y es una de las embajadoras de la ciencia colombiana.

Aplicando sus conocimientos en física y métodos numéricos para modelar con qué materiales y geometrías desarrollar el dispositivo, la investigadora pudo implementar el Electroimán dipolar tipo H con éxito. Para esto usó el método numérico de elementos finitos, que es muy utilizado en ingeniería para resolver numéricamente ecuaciones diferenciales complejas. 

"Nuestro dispositivo refleja la tenacidad en el desarrollo de instrumentación concebida in-house, cerrando la brecha entre la ciencia básica y la comercialización. Permitiendo así visibilizar la comunidad magnética colombiana a estándares internacionales", comenta Juliana. 

Este desarrollo tiene diversas aplicaciones científicas e industriales. Algunos sectores suelen utilizar estos electroimanes para la separación de materiales magnéticos, por ejemplo, para descontaminar materias primas con las que se hace el cemento. A su vez, el material magnético se podría recuperar y ser aplicado en otros sectores de la industria. 

"La patente exige que sea de un nivel inventivo justificado desde el punto de vista científico y la geometría que tenía nuestro sistema introduce ventajas en el desarrollo con respecto a otros sistemas similares", complementa Álvaro Velásquez, quien ha dedicado gran parte de su carrera al desarrollo de equipos de laboratorio.

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A través de la resolución 3434, del 5 de febrero de 2020, la Superintendencia de Industria y Comercio patentó el Sistema machihembrado de traba mecánica, una geometría que permite ligar este tipo de piezas sin ningún pegante y así lograr mejor desempeño sismorresistente. 

De la invención, aparte de EAFIT, también hacen parte otros aliados del proyecto como la Universidad de Medellín, Camacol, Seguros Generales Suramericana, la Ladrillera San Cristóbal y el ingeniero Víctor Manuel Aristizábal Gil. Es el registro número 55 de EAFIT.

Cuando de muros divisorios o estructuras de poca altura construidas en ladrillos se trata, preocupa que ante un evento sísmico estas puedan rajarse o, incluso, caerse ante la debilidad del cemento con el que fueron adheridos. Ese, que ha sido motivo de investigación por 20 años para Juan Diego Jaramillo Fernández, profesor de Ingeniería Civil de EAFIT —en conjunto con otros aliados—, ahora tiene una solución que fue patentada con la resolución 3434, del 5 de febrero de 2020, de la Superintendencia de Industria y Comercio de Colombia.  

De acuerdo con el investigador eafitense, la invención número 55 para EAFIT, denominada Sistema machihembrado de traba mecánica, consiste en la forma geométrica que se obtuvo para el ladrillo que ahora se puede enganchar con una pieza macho y una hembra para evitar el uso de la pega o mortero. “De esta manera los ladrillos quedan bloqueados, atrancados, sujetos y pegados”, señala el docente.  

De la invención también hacen parte la Cámara Colombiana de la Construcción (Camacol), la Universidad de Medellín, Suramericana S.A., Seguros Generales Suramericana S.A., la Ladrillera San Cristóbal y Víctor Manuel Aristizábal Gil como persona natural que en el proceso de investigación se unieron como aliados. 

“La idea inicial era entender la mampostería, saber cómo hacer muros de ladrillo más eficientes para cargas sísmicas y se nos ocurrió que una manera apropiada era eliminar el cemento porque es por allí por donde se presentan las irregularidades. Así, la patente se dirige al nuevo diseño de esas piezas para pegarlas unas con otras como si fueran rompecabezas y conservando aún el material de arcilla y el ladrillo convencional”, explica Juan Diego, quien agrega que en el proceso productivo solo sería necesario cambiar el molde con el que se fabrica el ladrillo.

Si bien en el mundo hay muchos intentos por lograr cosas similares, Víctor Aristizábal Gil, director de la Asociación de Ladrilleras Unidas de Antioquia, considera que lo importante es darles más alternativas a los productos con el fin de aumentar los beneficios para los usuarios y que los sectores de la industria tengan más posibilidades de desarrollo.  

“Continuar con innovación para un producto milenario como el ladrillo y que siga siendo vigente demuestra que la mampostería de arcilla es de interés y que tiene gran incidencia en la construcción”, apunta el ingeniero geólogo.   

De acuerdo con su apreciación, con invenciones como estas no solo los costos tienden a disminuir, sino que permitirá que los muros se construyan en menos tiempo, con menor desperdicio y así aportar al medio ambiente al no tener que usar cemento que es uno de los materiales que influye en los altos índices a la huella de gases de efecto invernadero.  

Por su parte, Marcela Morales Londoño, profesora de la Facultad de Ingenierías de la Universidad de Medellín, especifica que la mampostería convencional, a pesar de ser uno de los sistemas constructivos más antiguos, flexibles, económicos y de amplia aceptación en el mundo, posee limitaciones para su implementación en algunas zonas y países. La alta actividad sísmica y la restricción para construcciones a partir de ciertas alturas, por ejemplo, son las razones por las que se limita su uso desde la norma. 

“En el caso de Antioquia, se estima que aproximadamente el 60 por ciento de las viviendas se encuentra construida de manera informal con el sistema de mampostería no reforzada. Partiendo de esta necesidad, estamos desarrollando un programa de investigación que nos permita comprender el comportamiento de la mampostería y sus limitaciones para así encontrar alternativas que potencien el desempeño estructural y constructivo de esta técnica constructiva”.   

Y agrega que como fruto de este esfuerzo interinstitucional se ha generado el sistema machihembrado, del que se han realizado ensayos que comprueban su capacidad de resistencia sísmica en escenarios realistas. “Hemos obtenido el registro de diseño industrial por parte de la Superintendencia de Industria y Comercio, y recientemente, la patente de invención”. 

La sinergia de varios actores 

Para el profesor Juan Diego este es un proceso de largo aliento que requirió de ensayos y errores, de búsquedas sobre la fórmula correcta y de unir esfuerzos para que la pieza final contara con todas las cualidades. “Lo ideal era encontrar un producto atractivo para el mercado, que tenga un uso, que sea una opción frente a las tradicionales y que ofreciera ventajas competitivas. Allí es en donde los esfuerzos y el aporte del saber de cada una de las entidades involucradas cobra mayor relevancia”, agrega el docente.  

Por su parte, César Augusto Zambrano Osorio, coordinador del Centro de Innovación y Desarrollo Empresarial de la Universidad de Medellín, señala que esta es una manera de sumarse a la vanguardia en ciencia, tecnología e innovación en el ámbito mundial a través del desarrollo de la patente de invención.  

“Es importante todo el trabajo investigativo, de formación doctoral y el trabajo de innovación articulado entre la universidad y la empresa, en conjunto con aliados estratégicos para el desarrollo”, señala César.  Añade que el reto a seguir está en generar un proceso de transferencia para una construcción y un piloto para implementar esta idea en proyectos de vivienda en Colombia. En la actualidad se encuentran trabajando con esta iniciativa en la ciudad de Cúcuta. 

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Tres proyectos de investigación de EAFIT, y uno más en el que la Universidad participa como parte de la alianza Caoba, fueron aprobados en la convocatoria lanzada el 25 de marzo por el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación para frenar al nuevo coronavirus. 

Este martes 7 de abril se conoció que la Institución es la segunda entidad del país con más proyectos financiables en esta convocatoria. Con estos continúa generando e irradiando su conocimiento para aportar a este desafío que tenemos como sociedad. 

De los 25 proyectos financiables por el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación en la convocatoria para enfrentar el covid-19, EAFIT tiene participación en cuatro: tres como ejecutora y uno como aliada.  

Los proyectos de la Universidad que serán financiados y sus investigadores principales son: Viabilidad y validación de la aplicación de modelos de inteligencia artificial para la detección de neumonía en los servicios de radiología de hospitales de tercer y cuarto nivel de Medellín, con Olga Lucía Quintero Montoya como investigadora principal; Plataforma web para la recolección de datos, visualización, análisis, predicción y evaluación de estrategias de control de la enfermedad producida por SARS-CoV-2 mediante herramientas de modelación matemática, simulación e inteligencia artificial, de María Eugenia Puerta Yepes; Desarrollo a escala piloto de una membrana de filtración basada en nanofibras para el manejo de pacientes con infecciones agudas respirables-covid-19, a cargo de Mónica Lucía Álvarez Lainez; y, con la Universidad como coejecutora con la Alianza Caoba y otras instituciones, Desarrollo y evaluación de modelos matemáticos y epidemiológicos que apoyen la toma de decisiones en atención a la emergencia por SARS-COv-2 y otros agentes causales de IRA en Colombia utilizando Data Analytics y Machine Learning, con el profesor Edwin Montoya Múnera. 

En esta convocatoria la Universidad lidera la mitad de los proyectos aprobados en Antioquia (6), y es la segunda entidad del país con mayor cantidad de propuestas financiables después de la Pontificia Universidad Javeriana (4), con quien EAFIT comparte la ejecución de una de las iniciativas. 

Con los resultados que se obtuvieron se ven los frutos de la Institución por convertirse en una universidad de docencia con investigación. Así lo considera Juan Luis Mejía Arango, rector de EAFIT, quien resalta la participación de la mujer en la ciencia, pues tres de las propuestas radicadas son de grupos de investigación liderados por mujeres: “Eso nos llena de orgullo y de satisfacción. Es un síntoma de la gran transformación que está viviendo la Universidad y del papel cada vez más protagónico de la mujer dentro de esta”. 

Acerca de los resultados de la convocatoria 

Conexión con el entorno, pertinencia, capacidad y avance. Esa es la percepción de la investigación de EAFIT que confirma Mauricio Perfetti Del Corral, vicerrector de Descubrimiento y Creación de la Universidad, luego de la ágil respuesta institucional a la convocatoria del Gobierno que en tres días recibió 531 propuestas, 401 que cumplieron con los requisitos fueron evaluadas, de esas pasaron 157 a una fase de la que se seleccionaron 54 elegibles para definir las 25 financiables.  

Otras cifras de los resultados muestran que las 25 propuestas se distribuyen en Bogotá (13), Antioquia (6), Caldas (2), Santander (2) y Valle del Cauca (2), y fueron presentadas por 14 instituciones con la participación de 140 grupos de investigación. Los datos fueron conocidos la mañana de este martes 7 de abril, en una reunión virtual convocada por el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación. 

Tanto Mabel Torres Torres, jefa de esa cartera; como Diego Hernández Losada, viceministro de Conocimiento, Innovación y Productividad de Colombia, hicieron énfasis en que las 54 propuestas elegibles tienen las características para ser financiables y que se hará la tarea de buscarles presupuesto a las que no fueron seleccionadas en la fase final. 

EAFIT, cuenta el Vicerrector, presentó 10 proyectos de investigadores y grupos de investigación adscritos a las escuelas de Ciencias, Ingeniería y Humanidades, de los que cuatro serán financiados por Minciencias. Esas propuestas de la Universidad estuvieron asociadas a áreas como matemáticas, biología, microbiología, física e ingeniería, algunas con trabajo previo relacionado con medicina y con una capacidad construida hace desde hace varios años. 

“Los otros proyectos que no fueron aprobados tienen grandes posibilidades. Son proyectos muy bien formulados, pero en la decisión final no fueron avalados por las prioridades que definieron en términos de financiación. Pero son proyectos muy importantes y valiosos a los que les estamos buscando alternativas de financiación con otras fuentes”, explica el directivo, quien está convencido de que los resultados de esta convocatoria del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación demuestran que la investigación de EAFIT está alineada con el propósito superior de la Universidad de inspirar vidas e irradiar conocimiento para forjar humanidad y sociedad. 

Proyecto: Viabilidad y validación de la aplicación de modelos de inteligencia artificial para la detección de neumonía en los servicios de radiología de hospitales de tercer y cuarto nivel de Medellín 

Es una herramienta basada en inteligencia artificial y aprendizaje de máquinas, útil para la toma de decisiones médicas con la que se busca apoyar la labor profesional de los radiólogos en Colombia. Mediante algoritmos para la detección de alteraciones en la radiografía y tomografía de tórax, acompañados de un sistema de tele-radiología, se espera fortalecer el sistema de salud en el diagnóstico temprano de covid-19.  

Con esta investigación, que ejecutará EAFIT, se busca crear y validar una herramienta de tamizaje con impacto en las regiones más apartadas de Colombia, donde el sistema hospitalario no dispone de servicios de tele-radiología, y donde, según los expertos epidemiólogos, inminentemente también llegará la propagación de la enfermedad.  

“Es un estudio que tiene y busca la validación médica clínica, lo que es muy importante en este tipo de ayudas a la toma de decisiones basadas en inteligencia artificial. Se trata de que los expertos médicos sean los validadores con todo el formalismo de la medicina de este desarrollo”, señala Olga Lucía Quintero, doctora en Ingeniería de Sistemas de Control e investigadora principal, y quien destaca la dirección médico-científica de este estudio por parte del doctor Emmanuel Salinas Miranda, reconocido radiólogo que realiza la investigación posdoctoral en el Hospital Monte Sinaí, de Canadá.  

Instituciones participantes: Universidad EAFIT, Universidad CES y Hospital Monte Sinaí (Canadá). Intervienen, además, distintos expertos en ingeniería, física, matemática y especialistas médicos de instituciones como el Hospital Pablo Tobón Uribe, Fundación Universitaria San Vicente de Paúl, Universidad de Antioquia e Instituto Tecnológico Metropolitano.

Coinvestigador: Christian Andrés Díaz. 

Proyecto: Desarrollo a escala piloto de una membrana de filtración basada en nanofibras para el manejo de pacientes con infecciones agudas respirables-COVID 19 

Un tapabocas diseñado con membranas basadas en nanofibras y con capacidad para remover partículas en suspensión inferiores a 0.3 micrómetros es una de las innovaciones desarrolladas por integrantes del Grupo de Investigación en Ingeniería de Diseño de EAFIT, un avance que cumple con las características apropiadas para mitigar la propagación del coronavirus en la salud humana. 

El desarrollo de estas mascarillas es parte del estudio en polímeros y nanofibras que se adelanta desde hace algunos años en la Universidad, útiles para distintas aplicaciones industriales, una de estas la filtración de material contaminante. Se trata de un sistema multicapa con capacidad de filtración de hasta el 98 por ciento, mayor confort y respirabilidad que otros productos similares del mercado. 

“En el largo plazo, el desarrollo propuesto no solamente sirve para afrontar esta contingencia. Además, es un sistema que sirve para afrontar la problemática ambiental que genera la contaminación del aire por el material particulado del tipo 2.5 PM (material particulado)”, dice Mónica Lucía Álvarez Lainez, doctora en Física e investigadora principal de este proyecto. 

Esta iniciativa, apoyada por Colciencias en primera instancia, espera contribuir en la producción de mascarillas para el personal médico de Antioquia y el país, un elemento necesario en la prevención de la enfermedad. 

Instituciones participantes: EAFIT y el Hospital Pablo Tobón Uribe. 

Coinvestigador: Andrés Felipe Isaza. 

Proyecto: Plataforma web para la recolección de datos, visualización, análisis, predicción y evaluación de estrategias de control de la enfermedad producida por SARS-CoV-2 mediante herramientas de modelación matemática, simulación e inteligencia artificial 

Esta plataforma web estará dotada con herramientas de modelación matemática, simulación e inteligencia artificial que permitirán la recolección de datos masivos sobre la población expuesta al virus. Con esto se podrá visualizar, analizar, predecir y evaluar las estrategias de mitigación en relación con la propagación del covid-19.  

Esta herramienta es útil a los tomadores de decisiones públicas para el manejo de la contingencia. Algunas estrategias para aplanar la curva epidemiológica en el territorio nacional y detectar los puntos con alta densidad de individuos contagiados a nivel espacial podrán apoyarse en esta innovación. Con el análisis de los datos se podrá predecir la dinámica de propagación del virus.  

“Este proyecto tendrá impactos para el país a corto, mediano y largo plazo. A corto plazo podrá evaluar diferentes estrategias de mitigación de la pandemia y prever los efectos en las dinámicas socioeconómicas del país. Esto con el fin de permitir la toma de decisiones más informadas y respaldadas por resultados científicos simulados”, manifiesta María Eugenia Puerta Yepes, doctora en Ciencias Matemáticas e investigadora principal de este estudio. 

Instituciones participantes: EAFIT, a través de los grupos de investigación en Modelado Matemático, en Matemáticas y Aplicaciones, y Giditic. 

Coinvestigadores: Mauricio Toro, Fredy H. Marín, Paula Alejandra Escudero, José Lizandro Aguilar y Vadim Azhmyakov. 

Proyecto: Desarrollo y evaluación de modelos matemáticos y epidemiológicos que apoyen la toma de decisiones en atención a la emergencia por SARS-COv-2 y otros agentes causales de IRA en Colombia utilizando Data Analytics y Machine Learning 

Mediante el desarrollo de modelos analíticos, de aprendizaje de máquinas e inteligencia artificial se realizará un diagnóstico en tiempo real -cada 24 horas- de los contagiados por covid-19 en Colombia, lo que permitirá conocer el impacto de la pandemia en el sistema de salud para mejorar su capacidad de atención.  

Este sistema de monitoreo, útil para la toma de decisiones públicas en relación con la prevención de enfermedades causadas por agentes de Infección Respiratoria Aguda (IRA), es un proyecto del Centro de Excelencia en Big Data y Analítica (Caoba), que será desarrollado por investigadores de la alianza y de otras instituciones. EAFIT es una de las entidades coejecutoras de esta iniciativa. 

“Esto permitirá preparar mejor el sistema de salud. Será un proyecto que integrará las principales fuentes oficiales de Colombia y el mundo sobre el coronavirus para apoyar la toma de decisiones en el Instituto Nacional de Salud (INS). Permitirá contener, entender y conocer los patrones de infección y transmisión para analizar la capacidad hospitalaria del país en atención del covid-19”, dice Edwin Montoya Múnera, doctor en Telecomunicaciones, coordinador del Centro de Excelencia Caoba e investigador de la Escuela de Ingeniería de EAFIT. 

Esta investigación hace parte del eje Industrias 4.0 y NBIC Ciudades Inteligentes de la convocatoria. Por parte de EAFIT participan investigadores del Grupo de Estudios en Mantenimiento Industrial y I+D+I en Tecnologías de la Información y las Comunicaciones Gidtic. 

Instituciones participantes: Instituciones de la alianza Caoba (EAFIT, Universidad de los Andes, Pontificia Universidad Javeriana, Universidad Icesi y el Grupo Nutresa) más la Universidad del Sinú, Fundación Valle de Lili y el Instituto Nacional de Salud (INS). 

Coinvestigadora: Elizabeth Suescún Monsalve, doctora en Ciencias de la Computación. 

Este es el listado de proyectos financiables por entidad Imagen adaptada con información de MincienciasCo. 

Imagen adaptada con información de MincienciasCo.

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El Sistema machiembra de sección transversal constante fue patentado por la SIC el pasado 4 de abril con la resolución número 13590. El 5 de febrero esa entidad entregó patente al Sistema machihembrado de traba mecánica que también cumple con la función de crear muros de ladrillo sin necesidad de pegamento. 

Los titulares de ambos registros son de EAFIT (que con esta llega a 56 patentes), Cámara Colombiana de la Construcción (Camacol), Universidad de Medellín, Suramericana S.A., Seguros Generales Suramericana S.A., Ladrillera San Cristóbal y Víctor Manuel Aristizábal Gil.

Un nuevo sistema para enlazar ladrillos sin necesidad de pegamento fue patentado a EAFIT, Cámara Colombiana de la Construcción (Camacol), Universidad de Medellín, Suramericana S.A., Seguros Generales Suramericana S.A., Ladrillera San Cristóbal y Víctor Manuel Aristizábal Gil. El nuevo registro se llama Sistema machiembra de sección transversal constante y recibió patente de la Superintendencia de Industria y Comercio de Colombia (SIC) el pasado 4 de abril con la resolución número 13590. Con esta ya son 56 las patentes que recibe la Universidad. 

La patente reciente está relacionda con el mismo proyecto de investigación que también le permitió a los titulares de la invención recibir el mismo certificado de la SIC el 5 de febrero para el Sistema machihembrado de traba mecánica.  

“Las geometrías o la forma de trabar los ladrillos de las dos propuestas son completamente diferentes, pero cumplen la misma función: trabar y entrelazar las piezas de ladrillo de manera que un muro construido sea capaz de soportar las cargas a las que normalmente se somete”, comenta Juan Diego Jaramillo Fernández, profesor del Departamento de Ingeniería Civil de EAFIT y uno de los inventores de esta innovación.  

El sistema machiembra de sección transversal constante, explica el profesor Juan Diego, sirve para remplazar la función del pegamento de conectar cada unidad de ladrillo gracias a un machimbre en tres direcciones. La patente anterior, por su parte, está dirigida al diseño de esas piezas para pegarlas unas con otras como si fueran rompecabezas y conservando aún el material de arcilla y el ladrillo convencional. 

Marcela Morales Londoño, profesora de la Facultad de Ingenierías de la Universidad de Medellín, complementa que la invención “es un sistema de doble pared, en el cual se requiere de una única unidad típica para el ensamble de los muros. El arreglo que se obtiene al ensamblar las unidades hace que no sea posible el giro o el desplazamiento de las unidades en ninguna dirección. Se crea una discontinuidad en las juntas horizontales y verticales. Esto hace que este sistema tenga un mejor desempeño estructural frente a los sistemas tradicionales de mampostería”. 

Este nuevo diseño geométrico del ladrillo, que dentro de la mampostería sin mortero se conoce como interlocking system, es una tecnología que tiene el objetivo mejorar la capacidad de carga de muros ante los movimientos sísmicos. Para esta innovación se realizaron pruebas a escala real en la mesa vibradora del Centro de Laboratorios de EAFIT, donde los investigadores comprobaron la mayor capacidad de resistencia de estos sistemas de construcción, en comparación a los muros de mampostería convencional con pega de mortero. 

Según los creadores, la propuesta mejora de manera importante la capacidad de los muros de mampostería para soportar cargas, lo cual fue el motivo principal de la investigación que produjo los dos sistemas para conectar ladrillos sin pegamento. Ambas invenciones contribuyen al medio ambiente al prescindir del mortero de pega, uno de los materiales más contaminantes del sector constructor y considerado una de las debilidades de la mampostería convencional en relación con las fallas estructurales. 

Otro de los inventores de esta patente, Víctor Aristizábal Gil, director de la Asociación de Ladrilleras Unidas de Antioquia, también resalta que este “es un paso muy importante en el avance de la mampostería. Permite a la industria usar piezas interconectadas que cada vez cobran más importancia en el mundo y para lo cual se viene desarrollando normatividad en muchos países. Permiten hacer mamposterías más rápidas y más seguras desde el punto de vista sismo resistente”. 

“En la gran mayoría de proyectos, y en este es así, la unión de saberes y capacidades es esencial.  Sin la participación de cada uno de los actores, cada uno aportando su experticia, definitivamente no hubieran sido posibles los resultados que hoy tenemos”, destaca Juan Diego Jaramillo.

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Con un software desarrollado por científicos de la Universidad se podrá analizar, predecir y evaluar el comportamiento del coronavirus en el país. Esto mediante herramientas de modelación matemática, simulación e inteligencia artificial que podrán, incluso, tomar datos de las redes sociales para conocer los sentimientos de los colombianos frente al desarrollo de la pandemia. 

La investigación es uno de los proyectos financiados por el Gobierno Nacional como parte de la convocatoria para enfrentar la contingencia. La iniciativa es liderada por los grupos de investigación en Modelado Matemático, I+D+I en Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (Giditic), y Matemáticas y Aplicaciones de la Universidad.

Investigadores eafitenses desarrollan una plataforma web interactiva que mediante el modelado matemático, la simulación y la inteligencia artificial permitirá evaluar las estrategias de control del covid-19, predecir los casos de contagio en los territorios y pronosticar asuntos como la capacidad de atención de la red hospitalaria en cuanto, por ejemplo, la disponibilidad de camas de cuidados intensivos (UCI). Entre las novedades está la posibilidad de analizar, a través de las interacciones en redes socilaes, los sentimientos de los colombianos frente a la pandemia. 

En esta herramienta tecnológica -que será útil para las autoridades de salud, gobiernos y tomadores de decisiones públicas para combatir el coronavirus- trabajan integrantes de los grupos de investigación en Modelado Matemático, I+D+I en Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (Giditic), y Matemáticas y Aplicaciones de EAFIT. Se trata de uno de los cuatro proyectos de la Universidad (uno de estos como coejecutora) que el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación (Minciencias) seleccionó para financiación en una reciente convocatoria para frenar los efectos del covid-19. 

Apoyados en datos epidemiológicos globales y otros locales suministrados por la Secretaría de Salud de Medellín, los investigadores esperan construir los modelos que estarán a disposición en la plataforma interactiva, la que servirá de apoyo para las autoridades de salud pública en la toma de decisiones frente a la gestión de la pandemia. El proyecto se titula Plataforma web para la recolección de datos, visualización, análisis, predicción y evaluación de estrategias de control de la enfermedad producida por SARS-CoV-2 mediante herramientas de modelación matemática, simulación e inteligencia artificial. 

“Estamos en la validación de los modelos, antes de subirlos a la plataforma web. Para unos modelos la información que se ha generado en el ámbito mundial ha apoyado esa validación, pero para otros hacemos unos convenios con la Alcaldía de Medellín y estamos a la espera de esos datos”, comenta María Eugenia Puerta Yepes, doctora en Ciencias Matemáticas e investigadora principal del proyecto, quien está acompañada de Mauricio Toro Bermúdez, Fredy Hernán Marín Sánchez, Paula Alejandra Escudero, José Lizandro Aguilar Castro y Vadim Azhmyakov, investigadores de los departamentos de Ciencias Matemáticas y de Ingeniería de Sistemas. 

La científica eafitense destaca que esta plataforma web permitirá mantener un control más eficiente de la curva epidemiológica. A su vez, mejorar la gestión de los recursos en el sector de la salud gracias al modelado matemático aplicado a la transmisión de enfermedades. “El proyecto se presentó para ejecutarlo en ocho meses. Estaríamos entregando componentes de esta plataforma tan rápido como tengamos los datos. Hay módulos que en un mes podrían empezar a funcionar. Depende del suministro de la información epidemiológica”, sostiene María Eugenia, profesora del Departamento de Ciencias Matemáticas de la Institución. 

Inteligencia artificial para combatir el covid-19 

Uno de los componentes principales del proyecto es la creación de herramientas de inteligencia artificial para determinar asuntos como el efecto de las medidas de salud pública en los sectores sociales y económicos. Además, mediante el procesamiento del lenguaje natural y el análisis de las interacciones en redes sociales se podrá examinar los sentimientos de los colombianos respecto a la pandemia. Este análisis de información, finalmente, entregará evidencia que servirá de base para la toma de mejores decisiones públicas. 

“En el área de inteligencia artificial estamos incluyendo cosas bastante novedosas como, por ejemplo, analizar información de redes sociales como Twitter y Facebook para ver cuál es la opinión de la gente y censar como está reaccionando frente a cada noticia. Eso se llama análisis de sentimiento y opinión”, comenta Mauricio Toro Bermúdez, doctor en Informática y líder del módulo de Inteligencia Artificial. “Los modelos matemáticos van a servir para apoyar la toma de decisiones de las diferentes autoridades de salud a partir de datos, con los que podemos hacer pronósticos y simulaciones de escenarios”, complementa. 

Algunos de los investigadores que adelantan este proyecto pertenecen al grupo de estudios en Epidemiología Matemática, conformado hace ocho años por expertos en áreas como biomatemática, epidemiología y ciencias de la computación de EAFIT. Como parte de la experiencia en el desarrollo de prototipos de software para el análisis de epidemias, este grupo diseñó también un modelo matemático predictivo para el análisis de las dinámicas del dengue. 

En relación con el proyecto para enfrentar el virus, Paula Alejandra Escudero Marín, ingeniera de sistemas y coinvestigadora del proyecto, sostiene que el presente estudio tendrá un resultado muy positivo en el manejo de la salud pública del país “porque permitirá contar con una herramienta fundamentada en la modelación matemática, la simulación y la inteligencia artificial para evaluar diferentes estrategias que ayuden a mitigar la propagación del covid-19”. Estrategias relacionadas a aspectos socioeconómicos, demográficos, logísticos y sanitarios podrán ser tenidas en cuenta por las autoridades de gobierno. 

“La modelación matemática de la cantidad de contagiados diarios permitirá hacer pronósticos de corto y mediano plazo del número de contagios, muertes por el virus y, eventualmente, calcular el tiempo o las condiciones con las cuales la curva epidémica se estabilice”, comenta Fredy Marín, magíster en Ciencias Aplicadas, quien enfatiza que prever el número esperado de pacientes en casa, hospitalizados y en cuidados intensivos, permitirá una mejor planificación respaldada en resultados científicos. “Al finalizar el proyecto se podrá contar con una plataforma web interactiva que permitirá manejar otro tipo de epidemias”, concluye. 

Los otros proyectos de EAFIT que serán financiados por Minciencias para combatir el covid-19 son: 

Viabilidad y validación de la aplicación de modelos de inteligencia artificial para la detección de neumonía en los servicios de radiología de hospitales de tercer y cuarto nivel de Medellín, con Olga Lucía Quintero Montoya como investigadora principal. 

Desarrollo a escala piloto de una membrana de filtración basada en nanofibras para el manejo de pacientes con infecciones agudas respirables-covid-19, a cargo de Mónica Lucía Álvarez Lainez 

Y, con EAFIT como coejecutora con la Alianza Caoba y otras instituciones, el proyecto Desarrollo y evaluación de modelos matemáticos y epidemiológicos que apoyen la toma de decisiones en atención a la emergencia por SARS-COv-2 y otros agentes causales de IRA en Colombia utilizando Data Analytics y Machine Learning, con el profesor Edwin Montoya Múnera. 

Mayores informes para periodistas
Alejandro Gómez Valencia
Área de Información y Prensa EAFIT
Teléfono: 574 2619500 ext. 9931
Correo electrónico: jgomez97@eafit.edu.co 

Científicos desarrollan una plataforma de tele-radiografía que a través de inteligencia artificial y modelado matemático, y con el uso de celular o computador, podrá hacer diagnósticos de enfermedades respiratorias relacionadas con el covid-19. Así se busca apoyar tanto a centros de salud urbanos como rurales donde se complica el acceso a la lectura de imágenes diagnósticas. 

Gracias al liderazgo de EAFIT este proyecto es uno de las 25 financiados por Minciencias para enfrentar al nuevo coronavirus. Participan investigadores de instituciones de salud como IPS Universiaria, Hospital San Vicente de Paúl, Hospital Pablo Tobón Uribe, Clínica CES y Hospital Monte Sinaí (Canadá), así como grupos de investigación de EAFIT, Universidad de Antioquia, CES e Instituto Tecnológico Metropolitano.

Una plataforma de tele-radiología para el diagnóstico de enfermedades respiratorias por posibles casos de covid-19, basada en modelos de inteligencia artificial y que podría ser usada en los servicios de radiología de hospitales de alta y baja complejidad del país, es validada clínicamente por expertos médicos para su posible implementación en las instituciones de salud.  

Es un sistema de información que utiliza dos modelos matemáticos para el análisis de imágenes diagnósticas de rayos X (radiografía convencional) y tomografía computarizada (TC) de tórax, que servirá de apoyo a la toma de decisiones médicas y la detección temprana de neumonía. Este desarrollo, en el que participan investigadores eafitenses y que se encuentra en etapa de validación por los expertos clínicos, tendría un impacto en la prestación de servicios de salud, sobre todo en instituciones que cuentan con áreas de radiología convencionales. 

“Uno de los problemas con el diagnóstico de coronavirus es que algunos de los signos son inespecíficos. Esos signos en imagen no son tan típicos y es aquí donde sirve la inteligencia artificial. Lo que aspiramos es conseguir un examen lo suficientemente sensible y específico para que al paciente que tiene signos típicos de coronavirus, lo detectemos. Somos conscientes de que va a haber un espectro de pacientes que no vamos a poder detectar, pero es parte de la validación clínica que vamos a realizar”, dice el investigador y experto en radiología Emmanuel Salinas Miranda, quien adelanta una instancia posdoctoral en el Hospital Monte Sinaí, en Canadá, con estudios en inteligencia artificial e imágenes diagnósticas.

Este avance es resultado de un equipo interdisciplinar que reúne a expertos en medicina, ingenieros matemáticos y diseñadores de software. Participan científicos de las instituciones Hospital Pablo Tobón Uribe, Clínica CES, la IPS Universitaria y Fundación Universitaria San Vicente de Paúl. Y desde la academia, EAFIT, Universidad de Antioquia, CES e Instituto Tecnológico Metropolitano (ITM) aportan el conocimiento desde los Grupos de Investigación en Modelado Matemático (EAFIT), Radiología (CES), y Sistemas Embebidos e Inteligencia Computacional –Sistemic- (U. de A.). 

“Hay varios modelos que están avanzados, tanto para radiografías como tomografías. A la vez estamos recolectando la base de datos y tenemos una epidemiología de los pacientes que vamos a incluir. Sabemos sobre la disponibilidad de las imágenes y en ese proceso estamos en la parte clínica”, comenta el radiólogo Emmanuel Salinas, que destaca que este inciativa se realiza bajo lineamientos de trato ético de los datos de los pacientes. 

Este proyecto liderado por EAFIT es un de los 25 seleccionados para ser financiados por el Ministerio de Ciencia Tecnología e Innovación (Minciencias), a través de una convocatoria nacional para enfrentar la contingencia del covid-19. Los eafitenses Olga Lucía Quintero Montoya, doctora en Ingeniería de Sistemas de Control e investigadora principal de este proyecto; y Christian Andrés Díaz León, ingeniero biomédico, participan desde la Universidad en esta propuesta titulada Viabilidad y validación de la aplicación de modelos de inteligencia artificial para la detección de neumonía en los servicios de radiología de hospitales de tercer y cuarto nivel.

 “La idea es diagnosticar a través de Rayos X o tomografías del tórax, analizando los pulmones con el uso de métodos de inteligencia artificial y modelado matemático. El objetivo es que se pueda diagnosticar de manera temprana, viendo que las pruebas convencionales que se utilizan se demoran un tiempo en lograr el resultado”, dice Christian Andrés Díaz León, coinvestigador y quien tiene la experiencia de liderar Simdesign, un programa de innovación médica que reúne a personal de la Universidad CES, EAFIT y Hospital Pablo Tobón Uribe. 

Los modelos matemáticos aplicados a este desarrollo están basados en la experticia médica. Con los algoritmos se podrá detectar rápidamente los patrones de pacientes infectados por el nuevo coronavirus a través de las imágenes diagnósticas, un examen que es esencial dentro de los servicios de salud para detectar enfermedades pulmonares. 

"Es un proyecto de viabilidad y validación del uso de una herramienta de inteligencia artificial en la práctica médica, en este caso, para abordar un apoyo diagnóstico en el contexto del covid-19. Cuando se habla de viabilidad la pregunta es cómo en la práctica médica puede ser utilizada de manera que agregue valor. En nueve meses que hagamos una validación con todos los médicos, vamos a poner a dominio público el sistema de tele-radiología", sostiene Olga Lucía Quintero, que resalta el compromiso del equipo médico en este proceso y la confianza puesta en la Universidad para su desarrollo.  

Algoritmo para la salud

A partir de la base científica del equipo de ingenieros matemáticos y radiólogos, quienes al día de hoy han analizado alrededor de 10 mil imágenes diagnósticas para este propósito, este conocimiento podrá transferirse a un algoritmo que permita realizar dictámenes oportunos en pacientes con enfermedades respiratorias. De esta manera, sostiene la ingeniera Olga Lucía, se pone la matemática al servicio de la medicina. Con esta herramienta de tamizaje, por ejemplo, se podrá impactar las regiones de Colombia donde el sistema hospitalario no dispone de servicios de tele-radiología. 

“El objetivo es permitir a los profesionales de la salud, no solo de los centros urbanos sino los rurales, con una aplicación móvil o un computador tomar una foto a la radiografía o poner la información si tienen acceso a tomografía, y hacer un diagnóstico preliminar”, indica el ingeniero biomédico Christian Díaz. “Hay una limitante de capacidad en la elaboración de estas pruebas que se hacen en laboratorio, usando serologías o PCR. En zonas apartadas es más difícil tener este diagnóstico”. 

Esta herramienta tiene una potencial aplicación en muchos municipios de Colombia donde no tienen acceso a la lectura o interpretación de un estudio por imagen, el cual es realizado por especialistas en radiología. Con este proyecto se pretende en corto tiempo obtener una adecuada valoración de la radiografía de tórax en pacientes sospechosos y confirmados por covid-19, lo que ayudará al manejo de pacientes en su posterior recuperación. 

En estos casos, la inteligencia artificial es un área del conocimiento que experimenta actualmente un apogeo por su amplio campo de aplicación en la industria, en particular, en el sector de la salud donde experimenta grandes avances. En la ruta de atención en salud, por ejemplo, esta tecnología puede tener aplicaciones sencillas desde agendar una cita médica y enviar reportes de manera automática a los pacientes, hasta diseñar modelos de predicción a tratamientos y pronósticos médicos para diferentes tipos de cáncer.  

“Los dos modelos que se van a generar los estamos planeando para que queden en las instituciones. Además, el sistema para desplegar los modelos va hacer un sistema libre y disponible para el sector salud”, complementa el radiólogo Emmanuel Salinas. 

Voces de las entidades aliadas 

“Las instituciones incluidas son centros de referencia en la ciudad para esta enfermedad, así que el trabajo conjunto ayudará a tener una adecuada información sobre las imágenes obtenidas en estos pacientes. Destaco el esfuerzo realizado de los participantes del estudio en tan corto tiempo, para brindar una herramienta que en un futuro próximo ayude a instituciones alejadas de las principales ciudades a contar con una adecuada valoración de las imagen diagnóstica realizada a los enfermos”, Milena Alcázar Paternina, radióloga y epidemióloga clínica, e investigadora de la IPS Universitaria. 

“Este proyecto nos parece muy interesante ya que las imágenes del tórax juegan un papel muy importante en esta patología. Realizar trabajos entre varias instituciones es fundamental para hacer un trabajo investigativo adecuado. Esto refleja que cuando hablamos de la salud de la población debemos estar unidos si queremos obtener mejores resultados”, Beatriz Molinares Arévalo, coordinadora Radiología Universidad CES.  

"La importancia de este estudio en Colombia tiene al menos dos puntos a destacar, el primero y más importante es caracterizar los hallazgos por imágenes de esta enfermedad y reconocer las características propias de nuestra población, las coincidencias con otras poblaciones y la concimitancia con otras enfermedades prevalentes aquí, sobretodo las infecciosas. El segundo, es que al conocer nuestros patrones de enfermedad, podremos construir un sistema diagnóstico de apoyo para instituciones que no cuenten con la tecnología o el talento humano entrenado en este tipo de hallazgos. El poder ofrecer esta ayuda a instituciones remotas o con recursos limitados, ayudará a una rápida selección de pacientes con hallazgos sugestivos de la enfermedad o sugerir otro diagnóstico en el contexto clínico de los pacientes. Desarrollar este tipo de proyectos en Colombia demuestra la tenacidad y alto nivel científico de los profesionales en este país", Sergio Álvarez, jefe Departamento de Radiología. Hospital Pablo Tobón Uribe de Medellín.

"Este proyecto brindará herramientas que permitan realizar una detección temprana de signos de neumonías virales y bacterianas en RX y tomografías de pulmón, de tal manera que se pueda actuar de manera oportuna y lograr así una atención médica prioritaria. Esto se hace en el contexto de regiones del país que no cuentan con recursos suficientes y adecuados y, además, poseen al menos equipos de radiología convencional. Al confluir diferentes instituciones en la investigación acerca del covid-19 estamos sumando fuerzas para avanzar rápidamente y mostrar que así somos mejores y lograremos mayores resultados", Juan Guillermo Paniagua, investigador  y docente de la Facultad de Ingeniería del ITM. 

Los otros proyectos de EAFIT que serán financiados por Minciencias para combatir el covid-19 son: 

Desarrollo a escala piloto de una membrana de filtración basada en nanofibras para el manejo de pacientes con infecciones agudas respirables-covid-19, a cargo de Mónica Lucía Álvarez Lainez. 

Plataforma web para la recolección de datos, visualización, análisis, predicción y evaluación de estrategias de control de la enfermedad producida por SARS-CoV-2 mediante herramientas de modelación matemática, simulación e inteligencia artificial, liderado por la profesora María Eugenia Puerta Yepes. 

Y, con EAFIT como coejecutora con la Alianza Caoba y otras instituciones, el proyecto Desarrollo y evaluación de modelos matemáticos y epidemiológicos que apoyen la toma de decisiones en atención a la emergencia por SARS-COv-2 y otros agentes causales de IRA en Colombia utilizando Data Analytics y Machine Learning, con el profesor Edwin Montoya Múnera. 

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Una cámara de radiación ultravioleta con longitud de onda entre un rango específico de nanómetros (nm) del tipo UV-C sirve para combatir el covid-19. Esta tecnología actúa como desinfectante del virus que se porta en la ropa o la piel y cumple con aspectos de bioseguridad.

El dispositivo es diseñado para controlar la diseminación viral por contacto en superficies y puede ser instalado en lugares de tránsito masivo de personas. El estudio es liderado por investigadores de EAFIT, Universidad CES y la spin off Tezio, y cuenta con la colaboración del Center for Radiological Research de la Universidad de Columbia (Estados Unidos). 

Un dispositivo de radiación ultravioleta que sirve de escudo frente el agente biológico del covid-19 y que puede ubicarse en áreas urbanas de tráfico masivo de personas como aeropuertos, hospitales o zonas de trabajo está siendo desarrollado por investigadores de EAFIT, Universidad CES y la spin off Tezio, en colaboración científica con el Center for Radiological Research de la Universidad de Columbia (Estados Unidos). 

Según estudios recientes, el uso de la luz ultravioleta tipo UV-C, que se sitúa en intervalo de longitudes de onda de 280 a 100 nanómetros (nm), ha evidenciado efectos viricidas y bactericidas útiles para desinfectar las superficies expuestas a la contaminación del nuevo coronavirus, portado principalmente en la ropa o la piel. Se ha demostrado, además, que la exposición de estos rayos a determinada longitud de onda no afecta la salud humana.  

Basados en estos conocimientos y empleando técnicas holográficas se espera resolver el escalamiento masivo de fuentes de UV-C con una longitud de onda específica y determinada en nanómetros, que según expertos médicos como Manuela Buonanno, investigadora asociada del Center for Radiological Research, no presentan efectos secundarios en los seres humanos.

 “Se busca desarrollar unas cámaras modulares para utilizar radiación UV segura e irradiar a las personas en diferentes contextos como ambientes hospitalarios, ingresos a sistemas masivos de transporte, incluso, para considerar aplicaciones intrahospitalarias en unidades de cuidado intensivo”, explica Mauricio Arroyave Franco, investigador y jefe del Departamento de Ciencias Físicas de EAFIT, experto en el área de recubrimiento por plasma. 

“Estamos ayudando a desarrollar unos filtros de ultravioleta para lograr esa longitud de onda. Eso se hace utilizando sistemas que aplican películas delgadas para poder hacer ese filtrado. Estamos probando varias películas delgadas aplicadas con plasma en uno de los reactores que tiene la Universidad para lograr la longitud de onda específica que se sabe puede funcionar”, complementa el ingeniero físico. 

Con el dispositivo se busca controlar futuros escenarios de brotes infecciosos con virus o bacterias, pues este funcionaría como una cámara de desinfección donde las personas pueden ingresar para su descontaminación. Mediante la aplicación de inteligencia artificial, la herramienta emplea un modelo matemático que permite parametrizar el tiempo de exposición y potencia de radiación sobre las personas. 

“Es como un escudo, no solo para el covid-19, sino para las pandemias de origen bacteriano o viral. La modulación de esta frecuencia de onda, en esta longitud específica, desactiva el SARS-CoV-2. Pero si hay una mutación, la variación entre la longitud de onda nos puede garantizar la efectividad. Un dispositivo como estos se puede ubicar en hospitales y puede dar un alto grado de efectividad al personal médico, porque al menos por fómite o contagio en superficie no son portadores del virus en su ropa o piel”, comenta Rodrigo Gómez Alvis, director de la empresa de base tecnológica Tezio. 

Según los estudios biológicos hay dosis adecuadas de radiación ultravioleta UV-C, es decir, una longitud de onda mínima requerida para la actividad germicida sin efectos adversos en la salud. Algunos de las experimentaciones con estas técnicas han observado que un virus como la influenza desaparece al minuto y el SARS-CoV-2 a los dos minutos. 

“El impacto del dispositivo estará en la disminución de la propagación del virus en los profesionales de la salud, tanto al interior del hospital como al salir del mismo. Buscamos eliminar las partículas virales que se adhieren a la ropa. Con este proyecto estamos haciendo sinergia entre las dos universidades en lograr un objeto común y al final esperamos que con este dispositivo se puedan beneficiar todos los profesionales de la salud, pacientes y familiares”, señala Uriel Palacios, director del Centro de Evaluación de Tecnologías en Salud (Cetes) de la Universidad CES. 

Estas soluciones que aplican la radiación ultravioleta (UV), entre otras aplicaciones, son utilizadas en entornos hospitalarios para la esterilización de instrumentos y superficies de trabajo, siendo una alternativa de desinfección a las sustancias químicas. También en algunos casos es avalada en el tratamiento de enfermedades como Ictericia neonatal, donde se utiliza la luz a una longitud de onda de entre 420 y 500 nm.  

“Tenemos un proyecto que involucra ingeniería para el diseño e implementación de la cámara, ciencias de los materiales construyendo filtros de luz ultravioleta necesarios para garantizar la radiación desinfectante, la óptica que aporta desde la caracterización de las fuentes de luz y los filtros UV empleados y, por supuesto, las ciencias biológicas donde se aporta con el principio de desinfección”, expresa Carlos Alejandro Trujillo Anaya, doctor en física y experto en óptica de EAFIT, quien se encarga de caracterizar los filtros ultravioletas para este dispositivo.

Para los investigadores esta tecnología resulta eficaz en el control de la pandemia por la vía de la infección por contacto, principalmente, en prendas contaminadas in situ. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), una de las características de este agente biológico es su capacidad de diseminación, pues las partículas del covid-19 fácilmente se impregnan en la ropa o cualquier otra superficie. 

“Este dispositivo se encuentra en fases iniciales de diseño y pruebas. Es una herramienta de desinfección tanto para la actual pandemia como para consolidar una contramedida para futuros escenarios de brotes infecciosos”, comenta Adriana García Grasso, directora de Innovación EAFIT, área que apoya la transferencia tecnológica de estos desarrollos. 

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La analítica de datos, el machine learning y la medicina se unen para crear una plataforma tecnológica que ayudará a la prevención y atención de enfermedades causadas por agentes de infección respiratoria aguda (IRA), y específicamente en la atención a la actual pandemia causada por el covid-19.  Hay beneficiarios del proyecto como el Instituto Nacional de Salud, que apoya la investigación junto al Hospital Universitario Fundación Valle del Lili (Cali). 

Alianza Caoba está conformado por Grupo Bancolombia, Grupo Nutresa, Departamento Nacional de Planeación (DNP), IBM de Colombia, SAS Institute Colombia, EMC Information Systems Colombia, Cluster Creactic y las universidades EAFIT, Icesi, Los Andes y Pontificia Universidad Javeriana. Como producto de este convenio, en EAFIT se conformó un grupo de investigación que ejecuta proyectos e investigaciones en macrodatos y análisis de datos, desde el que se han generado distintas soluciones a problemáticas industriales y académicas. 

Un grupo de investigadores y expertos en ingeniería, analítica, estadísticos y médicos epidemiológicos de las universidades EAFIT, Javeriana, Icesi y Los Andes -adscritos al Centro de Excelencia y Apropiación en Big Data y Data Analytics, Alianza Caoba, junto con la Fundación Valle de Lili y la Universidad del Sinú- buscan la creación de una plataforma que permita conocer la diseminación de la epidemia causada por el covid-19 en Colombia y su impacto en diferentes niveles, tales como los impactos en la población, en la red de atención hospitalaria y en el sistema de salud del país. 

Este proyecto, titulado Desarrollo y evaluación de modelos matemáticos y epidemiológicos que apoyen la toma de decisiones en atención a la emergencia por SARS-COv-2 y otros agentes causales de IRA en Colombia utilizando Data Analytics y Machine Learning, fue seleccionado en la convocatoria realizada por el Ministerio de Ciencias, Tecnología e Innovación que financia iniciativas que contribuyen a la solución de problemáticas actuales de salud relacionadas con la pandemia del nuevo coronavirus en Colombia.  

Para llegar al cumplimiento de los objetivos del proyecto, Alianza Caoba cuenta con la participación de grupos de investigación de diferentes áreas científicas, donde cada uno se encargará de desarrollar un modelo especifico. A EAFIT, por ejemplo, le corresponden la creación de un modelo de segmentación para caracterizar los pacientes por covid-19 y la creación de un documento sobre el modelo de estimación de la capacidad hospitalaria en el país. La Universidad participa a través del Grupo de Estudios en Mantenimiento Industrial (Gemi) y del Grupo I+D+I en Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (Gidtic). 

Estos modelos de segmentación, explica Elizabeth Suescún Monsalve, coinvestigadora del proyecto y profesora del Departamento de Ingeniería de Sistemas de EAFIT, son los que permiten caracterizar pacientes de enfermedades respiratorias a través del uso masivo de datos que son analizados para identificar los patrones epidemiológicos. Por ejemplo, hay modelos de segmentación por edades, regiones o morbilidad, es decir, el índice de personas enfermas en un lugar y tiempo determinado.   

La profesora Elizabeth, doctora en Ciencias de la Computación e Ingeniería de Software de la Pontificia Universidad Católica de Río de Janeiro (Brasil), sostiene que la importancia de este proyecto radica en que la herramienta permitirá caracterizar pacientes para recomendar escenarios viables de intervención en políticas públicas. Así mismo, comenta que, actualmente los profesionales del proyecto se encuentran en la búsqueda de modelos existentes y fuentes de información necesarios que permitan la alimentación constante de los modelos que se desarrollarán. “Hemos identificado modelos por edades, por coexistencia de morbilidades, por movilidad entre municipios y el área metropolitana del Valle de Aburrá”, complementa.  

Edwin Montoya Múnera, Ph. D. en Telecomunicaciones, líder académico y representante de la Universidad EAFIT en Alianza Caoba, destaca los avances que comenzarán a entregar en los próximos meses los distintos equipos. “La toma de decisiones basadas en los datos está causando mucho impacto a nivel mundial y nacional, políticas públicas se están tomado con base en esto. El aporte principal de la Universidad es apoyar en el desarrollo de modelos matemáticos, estadísticos, de aprendizaje de máquinas e inteligencia artificial que ayuden a las entidades nacionales, regionales o locales a tener información de los efectos del covid-19 y sus enfermedades colaterales”, expresa.  

La parte médica del proyecto está liderada por expertos epidemiólogos de la Pontificia Universidad Javeriana y la Universidad del Sinú. Magda Cristina Cepeda Gil, profesora del Departamento de Epidemiología Clínica y Bioestadística de la Javeriana, manifiesta que en este proceso investigativo el principal reto epidemiológico para generar modelos que realmente reflejen la condición de salud de la población y se puedan plantear intervenciones efectivas, es el acceso a información no sesgada y real del estado de salud de la población “Por ejemplo, información de la prevalencia del virus SARS-CoV-2 en población asintomática, de la cantidad de personas sintomáticas en quienes no se confirma covid-19, además, de las otras condiciones en salud de la población”, explica la científica. 

Por su parte, el doctor Ángel Paternina Caicedo, profesor de la Universidad del Sinú, destaca los impactos que estos avances tecnológicos y herramientas pueden causar en la práctica médica ya que la optimización adecuada de la atención de los pacientes permitirá planear los recursos en salud necesarios para la atención del nuevo coronavirus en Colombia. “En este momento es muy difícil predecir el número de casos, nuestro proyecto busca optimizar las estrategias y proveer evidencia e información de tal forma que los contagios y muertes se reduzcan a su mínima expresión”, señala el epidemiólogo. 

El Big Data y la analítica al servicio de la salud y el país 

Uno de los objetivos de la investigación es pronosticar en tiempo real (cada 24 horas) el número de contagios y monitorear la capacidad de atención hospitalaria, a partir de modelos analíticos, alimentados por información local de las entidades de salud e instituciones gubernamentales. Esta herramienta permitirá caracterizar pacientes con el fin de priorizar la atención y recomendar escenarios viables de intervención en políticas públicas. 

Como parte del desarrollo, son varios los modelos que paralelamente están siendo creados por expertos en analítica de las distintas universidades de la Alianza Caoba. Desde la Pontificia Universidad Javeriana, por ejemplo, se diseñan modelos estadísticos predictivos útiles para estimar la capacidad hospitalaria requerida a partir de espacios multivariados. Mientras que desde la Universidad Icesi se construye un modelo de optimización para definición de configuración óptima para atención a pacientes. E

Estos modelos analíticos, que deben ser evaluados por los expertos médicos, se podrán integrar en una plataforma tecnológica basada en el análisis de datos que permita representar el comportamiento de la propagación pandémica en el país, como lo hace el Instituto John Hopkins, en Estados Unidos, donde a través de un tablero de instrumentos -o interfaz gráfica- se visualizan indicadores en tiempo real en materia de salud pública. 

“La idea del modelo de simulación y optimización es determinar y proyectar la cantidad de recursos del sistema de salud disponibles para atender la emergencia, en los diferentes escenarios de apertura, de forma que los tomadores de decisiones dispongan de un tablero de control que les permita tomar decisiones con mayor información a la que tienen actualmente. En principio, estos recursos son: camas, UCI, respiradores, personal de salud, entre otros que se están revisando”, comenta Andrés Navarro Cadavid, director del Centro de Investigación Cenit e investigador del grupo de Informática y Telecomunicaciones (i2t) de la Facultad de Ingeniería en la Universidad Icesi. 

Según explica María del Pilar Villamil Giraldo, investigadora del Grupo Comunicaciones y Tecnologías de Información (Comit) de la Universidad de los Andes, son dos tipos de modelos: descriptivos y predictivos. El descriptivo permite comparar el número de casos presentados en un conjunto de tipos de enfermedades a lo largo del tiempo (no transmisibles, algunas enfermedades infecciosas y parasitarias, entre otras), con lo que se reporta actualmente desde marzo de este año a causa del nuevo coronavirus.  

“Esto permitirá generar una serie de alarmas que deben llevar a la preparación de las distintas entidades involucradas en la prestación del servicio de salud a tomar medidas para atender los casos que pueden estar represados y ajustar las prioridades en la atención. Estas acciones estarán acompañadas de modelos predictivos, para entender el número de casos que deberían presentarse según la historia, pero que no coinciden con los que están registrados en los datos oficiales”, explica la investigadora de los Andes. 

Los datos que alimentan estos modelos son suministrados por parte de autoridades públicas y entidades de salud.  Hay beneficiarios del proyecto como el Instituto Nacional de Salud (INS), una de las organizaciones que apoya la investigación junto al Hospital Universitario Fundación Valle del Lili (Cali).  

Camilo Rocha, decano de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Pontificia Universidad Javeriana (sede Cali), quien participa como coinvestigador en la Alianza Caoba, destaca la experiencia del equipo de trabajo en el análisis de redes desde diferentes perspectivas, incluyendo la generación probabilística de grafos, los algoritmos eficientes para calcular propiedades topológicas, las técnicas de aprendizaje automático para detectar patrones y el acceso a expertos en logística hospitalaria. “Nuestro enfoque está basado en modelar la capacidad hospitalaria dentro del marco de una red compleja, en la que se puedan capturar las características propias de cada centro hospitalario, las relaciones entre estos (distancia, tiempo, convenios) y un mecanismo de variación de su configuración en el tiempo con base en la propagación del contagio”, manifiesta el decano Rocha. 

Centro de Excelencia y Apropiación en Big Data y Data Analitycs, Alianza Caoba 

Esta alianza entre universidad, empresa y Estado surgió en el año 2016 como una invitación del Ministerio de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (MinTIC) y el Departamento Administrativo de Ciencia, Tecnología e Innovación (Colciencias) a entidades del sector público y privado de Colombia para fortalecer la generación de soluciones con el uso de macrodatos (big data) y análisis de datos (data analytics).  

Alianza Caoba está conformado por Grupo Bancolombia, Grupo Nutresa, Departamento Nacional de Planeación (DNP), IBM de Colombia, SAS Institute Colombia, EMC Information Systems Colombia, Cluster Creactic y las universidades EAFIT, Icesi, los Andes y Pontificia Universidad Javeriana. Como producto de este convenio, en EAFIT se conformó un grupo de investigación que ejecuta proyectos y adelanta investigaciones en macrodatos y análisis de datos, desde el que se han generado distintas soluciones a problemáticas industriales y académicas.  

Con relación al proyecto financiado por el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación, Edgar Efraín Castrillón Peña, director de la Alianza Caoba, ejecutora del proyecto, expresa que “este avance es importante porque habilita la toma de decisiones de manera oportuna, permitiendo optimizar el uso de los recursos y mitigando riesgos para la población en general, más allá de la pandemia actual, generar la capacidad de analizar datos en el contexto de salud pública, permitirá a futuro tener mayor control sobre los recursos públicos y mejorar la distribución de los mismos para atender a poblaciones vulnerables”. 

Objetivos del proyecto financiado por MinCiencias: 

1. Integrar fuentes de información para el análisis y construir modelos matemáticos para identificar patrones de diseminación de la infección por covid-19 en Colombia, lo cual permita mejorar la toma de decisiones públicas respecto a las acciones de mitigación adecuadas. (Responsable: Equipo epidemiología y analítica Universidad Javeriana de Bogotá).
2. Construir modelos analíticos para pronosticar en tiempo real, cada 24 horas, el número de casos y la capacidad hospitalaria requerida para la atención de pacientes por covid-19. Y caracterizar los pacientes con el fin de priorizar la atención y recomendar escenarios viables que permitan generar acciones de intervención por parte de los tomadores de decisión. (Responsable: equipos de analítica Universidad EAFIT, Javeriana de Cali e Icesi). 
3. Evaluar el impacto del covid-19 en otras atenciones y programas de salud para hacer recomendaciones de política que prevengan la mortalidad por otras causas debido a la saturación del sistema. (Responsable: equipo de analítica Universidad de los Andes).

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Intubar un paciente es un procedimiento médico de alta complejidad que se requiere para suministrar oxígeno en quienes por sus condiciones médicas (neumonías, infecciones por covid-19, trauma, entre otras) no pueden respirar por sí mismos y requieren un apoyo ventilatorio. Con los videolaringoscopios esa tarea se puede hacer con mayor seguridad porque disminuye el riesgo de exposición del personal médico a los aerosoles generados por el paciente durante este tipo de procedimientos.

Gracias al apoyo de Postobón y Ruta N, a través de la iniciativa InnspiraMED, de Leonisa y de Dynacad, será posible la producción de videolaringoscopios de origen nacional creados por la alianza Simdesign conformada por el Hospital Pablo Tobón Uribe, el grupo de investigación en Bioingeniería (GIB) de EAFIT y Universidad CES, y el grupo de investigación I+D+I en Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (Giditic) de EAFIT. 

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Con la producción de 650 videolaringoscopios, un dispositivo biomédico diseñado por la alianza Simdesign -que reúne a investigadores del Hospital Pablo Tobón Uribe de Medellín (HPTU), EAFIT y CES- se espera mejorar la atención en la red hospitalaria del país y reducir el riesgo de los profesionales de salud que atienden a pacientes infectados con covid-19. La producción es respaldada por aliados como Dynacad, Leonisa y Postobón a través de InnspiraMED -iniciativa que de la mano de Ruta N reúne a instituciones públicas y privadas para el desarrollo de equipamientos médicos que ayuden a enfrentar la pandemia-. 

El videolaringoscopio es un dispositivo biomédico utilizado en el proceso de intubación endotraqueal en personas que necesitan suministro de oxígeno o anestesia a causa de enfermedades graves como neumonía, enfermedades neurológicas, infecciones o traumatismos. La tecnología permite visualizar en tiempo real la vía aérea por medio de una cámara conectada a un computador. Este desarrollo fue diseñado con base en la anatomía de la vía aérea de un adulto. Algunas características de su diseño son la cámara de video CCD y luz LED, puerto para tubo traqueal, la posibilidad de conexión a varios monitores y puede ser sometido a procesos de alta desinfección hasta 20 veces. Además, su ensamble y desensamble no requieren de herramientas.  

“Quien se enfrente a la vía aérea de un paciente o va a entubar a alguien que está en una dificultad respiratoria debe ser la persona con más experiencia del equipo. Las intubaciones endotraqueales están entre las actividades que generan más secreciones y más riesgo de contacto en el personal de salud. Si se tiene un videolaringoscopio es ideal utilizarlo”, explica José Fernando Arango, anestesiólogo del Hospital Pablo Tobón Uribe y líder de este desarrollo desde el campo médico. 

La fabricación de este instrumento, que cuenta con un diseño anatómico estándar y está hecho con materiales biocompatibles, tiene un bajo costo en relación con sus similares del mercado. “El videolaringoscopio y otras tecnologías se venían trabajando en la Universidad, la mayoría de estas con patentes. La situación de la pandemia lo que ha hecho es acelerar mucho más el proceso, en la etapa final de los proyectos, para poner el producto en el medio”, comenta Adriana García Grasso, directora de Innovación EAFIT, área encargada de liderar la transferencia de esta tecnología al contexto local.

La propuesta de producir en Medellín estos dispositivos nació de la investigación aplicada en dispositivos biomédicos que la alianza Simdesign realiza desde el año 2014, gracias al acuerdo firmado entre EAFIT, CES y Hospital Pablo Tobón Uribe para el desarrollo de tecnologías con alto impacto en el área de la salud y asequibles económicamente para nuestro sistema de salud. Los investigadores creadores del videolaringoscopio son José Fernando Arango Aramburo, Juan Felipe Isaza Saldarriaga, Helmut Trefftz Gómez, Christian Andrés Díaz León, David Carmona Zapata y Tatiana Sierra Montoya.  

"Lo más importante es el trabajo interdisciplinario y lo que cada integrante e institución aporta al proyecto con su conocimiento y con su infraestructura. Cuando diferentes conocimientos y competencias se juntan, los resultados son mejores y las iniciativas avanzan más rápido”, manifiesta Juan Felipe Isaza Saldarriaga, profesor del Departamento de Ingeniería de Diseño de Producto e investigador del GIB de EAFIT. 

La apreciación del profesor Juan Felipe Isaza coincide con la de Carolina Londoño Peláez, jefe del programa de Ingeniería Biomédica de la Universidad CES, quien considera que “esta investigación demuestra el trabajo multidisciplinario del personal del área de salud, ingenieros biomédicos, mecánicos y de diseño de producto. Esta situación que estamos viviendo del covid-19 nos demuestra que el trabajo colaborativo, en donde se unen esfuerzos, conocimientos y fortalezas, logra resolver necesidades reales del sector salud”, expresa. 

Los videolaringoscopios se suman a un kit para la dotación de las UCI de Antioquia.  “Estamos cerca de entregar equipos destinados a salvar vidas. Ese es el compromiso que tenemos desde InnspiraMED y le estamos cumpliendo a Colombia con este trabajo colaborativo destinado a salvar vidas por medio de la ciencia, la tecnología e innovación”, sostiene Gabriel Sánchez, gerente de InnspiraMED.  

Esfuerzo conjunto 

Con recursos de Postobón y la donación de 1300 cámaras por parte de Leonisa será posible la producción de los 650 videolaringoscopios que serán entregados a diferentes hospitales en Colombia, según criterios establecidos. La alianza Simdesign, una vez entregados los videolaringoscopios, ofrecerá seminarios web (capacitaciones virtuales) en el uso del dispositivo.

“Desde el momento en que el virus llegó a nuestro país, supimos que como compañía tenemos el compromiso social de apoyar al personal de la salud, que es protagonista en la superación de esta situación. Vemos en esta alianza una oportunidad para potenciar la capacidad local que tenemos que desarrollar soluciones. Representa poner el talento, la creatividad y el espíritu emprendedor de los antioqueños al servicio de un gran propósito: la protección de la vida”, comenta Samuel David López Alzate, director de Soporte Técnico de Leonisa. 

También la compañía de base tecnológica Dynacad, que desde el año 2008 se dedica al desarrollo de soluciones plásticas y metalmecánicas en industrias como las energías renovables y la automotriz, se vincula con la fabricación de las herramientas para la producción del dispositivo médico. “Nos conectamos ayudando en el rediseño del producto para que fuera manofacturable y se pudiera producir en serie. Ese trabajo lo hicimos como donación, colaborando en la parte de ingeniería. Ahora somos proveedores del proyecto, donde nos encargamos del escalamiento productivo y la fabricación de las piezas para los videolaringoscopios”, manifiesta Mario Betancur Rodríguez, líder de esta empresa en investigación industrial aplicada. 

Valor para la salud 

El videolaringoscopio ha cobrado vital importancia durante la actual contingencia de salud pública. Por sus características de tecnología agremiaciones como la Federación Mundial de Anestesiólogos han recomendado su uso en la atención de enfermos por el virus, pues de esta manera pueden mitigar el riesgo de contagio durante el proceso de intubación. El procedimiento de la videolaringoscopía permite asegurar no solo una intubación exitosa, sino evitar la exposición cercana del personal médico con la vía aérea del paciente. 

“Es un dispositivo desarrollado por el ingenio local y con la rigurosidad técnica que facilita la atención de los pacientes, velando por la seguridad de estos y del personal asistencial que lo manipula a costo asequible”, señala Juan David Ángel, jefe del Departamento de Especialidades Quirúrgicas y Cirugía del Hospital Pablo Tobón Uribe. 

El videolaringoscopio es un dispositivo médico vital no disponible, conforme a la resolución 522 de 2020, y fue aprobado para la fabricación, comercialización y utilización en pacientes, según acta del Instituto Nacional de Vigilancia de Medicamentos y Alimentos (Invima) número 4 del 18 de abril de 2020.  

Aunque los videolaringoscopios se encuentran desde hace mucho tiempo en el mercado, estos dispositivos no han logrado posicionarse adecuadamente dentro del sistema de salud por su alto costo, lo que hace que solo hospitales de alta complejidad puedan acceder a estos. Actualmente, esta innovación tiene una patente otorgada a nivel nacional por la Superintendencia de Industria y Comercio de Colombia (SIC) y otras solicitudes en trámite para la protección en países como Brasil, Ecuador, Chile y Perú. 

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Alejandro Gómez Valencia
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El martes 30 de junio se realizó por primera vez la Cumbre Mincienciatón: Innovación disruptiva frente al covid-19, impulsada por MinCiencias para socializar los avances de los proyectos de investigación que fueron seleccionados el 7 de abril por el Gobierno Nacional para combatir los efectos del coronavirus. 

Cuatro proyectos de investigación donde intervienen investigadores de EAFIT -tres ejecutados por la Universidad y uno como aliado del programa Caoba- fueron presentados en esta cumbre que convocó a las 32 iniciativas elegidas para recibir financiación.

Con la exposición de los 32 proyectos avalados por el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación de Colombia (MinCiencias), seleccionados dentro de una convocatoria pública que pretende aplicar conocimiento en campos de vanguardia como la epidemiología matemática, la nanotecnología, los macrodatos (big data) y la inteligencia artificial, se realizó el martes 30 de junio la primera Cumbre Mincienciatón: Innovación disruptiva frente al covid-19. 

Este encuentro virtual fue promovido por el Gobierno de Colombia para socializar los avances de la producción científica del país, como parte de la iniciativa que destinó recursos por cerca de 26 mil millones de pesos y fue lanzada el pasado 25 de marzo para fomentar soluciones útiles que combatan los efectos de la pandemia. Con este espacio, según los promotores de la Mincienciatón, se fortalecen las redes del Sistema Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación y se proyecta el desarrollo tecnológico colombiano. 

“Los expertos han sido convocados para trabajar con un solo propósito, el de construir conjuntamente un camino a partir del cual protejamos la vida y la salud. También proteger la vida de los trabajadores, del empleo y de la micro, pequeña, mediana y gran empresa”, dijo Iván Duque Márquez, presidente de Colombia, quien destacó el papel de la ciencia para el desarrollo del país y el aporte de los distintos grupos de investigación en momentos de contingencia, durante la clausura de esta primera cumbre de proyectos de innovación. 

Dentro de las propuestas presentadas -25 apoyadas por Minciencias y 7 en convenio con el Sena- en cuatro se involucran investigadores eafitenses, proyectos que se enmarcan dentro de algunas de las cinco temáticas planteadas por la convocatoria: salud pública, sistemas de diagnóstico, estrategias de prevención y tratamiento, equipos y dispositivos, y sistemas de monitoreo. 

Los proyectos ejecutados por la Universidad en esta Mincienciatón son: Viabilidad y validación de la aplicación de modelos de inteligencia artificial para la detección de neumonía en los servicios de radiología de hospitales de 3 y 4 nivel de Medellín, liderado por Olga Lucía Quintero Montoya, doctora en Ingeniería de Sistemas de Control y profesora del Departamento de Ciencias Matemáticas; Desarrollo a escala piloto de una membrana de filtración basada en nanofibras para el manejo de pacientes con infecciones respiratorias agudas-COVID 19, a cargo der Mónica Lucía Álvarez Láinez, doctora en Física y profesora del Departamento de Ingeniería de Diseño de Producto; y Plataforma web para la recolección de datos, visualización, análisis, predicción y evaluación de estrategias de control de la enfermedad producida por SARS-CoV-2 mediante herramientas de modelación matemática, simulación e inteligencia artificial, liderado por María Eugenia Puerta Yepes, doctora en Ciencias Matemáticas y profesora del Departamento de Ciencias Matemáticas. 

Por su parte, Desarrollo y evaluación de modelos matemáticos y epidemiológicos que apoyen la toma de decisiones en atención a la emergencia por SARS-Cov-2 y otros agentes causales de IRA en Colombia utilizando Data Analytics y Machine Learning, que coordina el docente Edwin Nelson Montoya Múnera, doctor en Ingeniería de Telecomunicación y profesor del Departamento de Informática y Sistemas, es otro de los proyectos donde interviene EAFIT como parte del Programa Caoba, un convenio que lidera la Pontificia Universidad Javeriana para el desarrollo de la analítica de datos y el big data. 

En la apertura de este evento también participaron Marta Lucía Ramírez, vicepresidenta de la República; y Mabel Gisella Torres, ministra de Ciencia, Tecnología e Innovación, quien durante la jornada moderó un panel junto a otros ministros frente a los nuevos retos del país en los distintos campos de conocimiento.  

“Es muy importante que el conocimiento esté al servicio de una mejor institucionalidad y del progreso de una mejor sociedad. El conocimiento no puede ser privilegio de pocos, por esa razón con la tecnología de esta cuarta revolución industrial se pone mucho más fácil el acceso del conocimiento a todas las personas. Este proceso tenemos que llevarlo de la mano del sector público, privado, la sociedad civil y desde el Estado, cuatro pilares indispensables para que Colombia esté en la frontera del conocimiento”, señaló Marta Lucía Ramírez. 

Por su parte, la ministra Mabel Gisella Torres manifestó la importancia del desarrollo científico frente a los desafíos globales generados por el coronavirus, además del aporte de la comunidad científica para el crecimiento social y económico del país. “Todos los proyectos son muy interesantes e inéditos, y están dirigidos específicamente para este objetivo. Gracias al equipo de MinCiencias que ha estado al pie de esta gran apuesta y propósito. Es una oportunidad también para que podamos generar conocimiento y valor agregado”, mencionó la Ministra. 

Como parte de la programación se presentaron también conferencias con especialistas en ciencias básicas como Juan Roberto Perilla, experto en biofísica molecular de la Universidad de Johns Hopkins, quien estudia a partir de simulaciones computacionales las diferentes partículas patógenas. Y Marco Muñoz, director de la Oficina de Iniciativas Estratégicas del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), quien habló sobre las perspectivas de la investigación científica para dar respuesta a la pandemia y compartió algunas lecciones internacionales frente al manejo del covid-19. 

A través de esta cumbre se espera fortalecer las ideas disruptivas con impacto en la salud pública, las cuales cuentan con el acompañamiento del Consejo Nacional en Bioética y de la Misión Internacional de Sabios, quienes valoran las distintas propuestas que contribuirán a la solución de la problemática sanitaria del país. Dentro de los proyectos seleccionados se destaca la vinculación de 75 grupos de investigación y la participación de más de 270 investigadores.

La Expomincienciatón 

Uno de los espacios principales de la Cumbre Mincienciatón: Innovación disruptiva frente al covid-19, estuvo enfocado a la exposición de los 32 proyectos propuestos por los científicos que integran los grupos de investigación pertenecientes a las distintas universidades del país. 

Seis salas virtuales fueron habilitadas durante esta cumbre de manera paralela, donde se realizó la exhibición de los diferentes proyectos de acuerdo con las líneas de investigación trazadas en la convocatoria: 1. Perspectivas de la investigación científica para dar respuesta al covid-19 desde la salud pública. 2. Quinta revolución industrial: Integración de la computación, la ciencia básica y la nanotecnología aplicados al diagnóstico del covid-19. 3. Estrategias de prevención, diagnóstico y tratamiento desarrolladas por colombianos para Colombia. 4. Innovación hecha en Colombia: Equipos y dispositivos que salvan vidas. 5. Coronavida: Sistemas de monitoreo de datos en tiempo real. 6. Tecnología e innovación para monitoreo, mitigación y atención en la pandemia covid-19 (Proyectos MinCiencias-Sena). 

Proyectos eafitenses 

Sala 2: Quinta revolución industrial: Integración de la computación, la ciencia básica y la nanotecnología aplicados al diagnóstico del covid-19. 

Como parte de esta sala se presentó la iniciativa VivaMed, un sistema de telemedicina que busca convertirse en un importante apoyo para la práctica médica y el diagnóstico de pacientes con morbilidades asociadas al coronavirus. Además, es una plataforma basada en la evidencia científica para el diseño de estrategias de salud pública por parte de los tomadores de decisión. 

Este equipo médico hace parte de la línea propuesta por MinCiencias para la creación de dispositivos diagnósticos, y se desarrolla como parte del proyecto Viabilidad y validación de la aplicación de modelos de inteligencia artificial para la detección de neumonía en los servicios de radiología de hospitales de 3 y 4 nivel de Medellín, liderado por la profesora eafitense Olga Lucía Quintero Montoya, quien fue una de las moderadoras de esta cumbre. 

“La inteligencia artificial no es magia, es el conjunto de matemáticas y técnicas de ingeniería que hacen que podamos reproducir conocimiento experto. Decidimos unirnos a médicos expertos para poder desarrollar una herramienta. Por eso razón nació VivaMed, la viabilidad y validación de una herramienta de inteligencia artificial que pueda apoyar la toma de decisiones médicas en el contexto de la pandemia. Esto no es nuevo, llevamos muchos años investigando y haciendo ciencia, lo que nos permitió responder rápidamente a las necesidades del país”, apuntó la investigadora, quien presentó los cinco proyectos de investigación que hacen parte de esta sala. 

En este desarrollo científico y tecnológico participan como instituciones aliadas EAFIT, Universidad CES, Hospital Monte Sinaí (Canadá), Hospital Pablo Tobón Uribe, Fundación Universitaria San Vicente de Paúl, Universidad de Antioquia e Instituto Tecnológico Metropolitano. Christian Andrés Díaz León, coinvestigador de EAFIT, resalta la aplicación de los modelos matemáticos para el estudio de imágenes radiológicas. 

“El desarrollo de dispositivos médicos es un problema multifactorial. Hay que considerar varios factores, no solo la funcionalidad del diseño dentro del desarrollo de la solución, también elementos regulatorios y de contexto de viabilidad del estudio médico antes de abordar algún concepto inventivo y entrar en la parte más costosa de un proyecto que es el desarrollo”, comentó el investigador.   

Esta sala participó María Andrea Godoy Casadiego, viceministra de Protección Social, quien destacó los esfuerzos científicos por superar la pandemia por parte de los distintos proyectos que apuntan a mejorar la atención en salud en todo el territorio colombiano. “Es muy importante que la ciencia y la tecnología se unan en torno a las necesidades de salud de las personas, para poder facilitar la labor que tienen nuestros profesionales de la salud en temas tan sensibles como el diagnóstico de las enfermedades y el manejo adecuado de las mismas. Sobre todo ese diagnóstico oportuno y confiable que se requiere para efectos de dar alternativas de solución efectivas”, expresó. 

Sala 4: Innovación hecha en Colombia: Equipos y dispositivos que salvan vidas 

Los equipos y dispositivos desarrollados por alianzas entre universidades, empresas y hospitales colombianos, cuyo principal objetivo es generar productos innovadores para proteger a los profesionales de la salud que brindan atención y cuidado a pacientes con covid-19, fueron exhibidos en esta sala. 

Uno de estos es el proyecto titulado Desarrollo a escala piloto de una membrana de filtración basada en nanofibras para el manejo de pacientes con infecciones respiratorias agudas-covid-19, a cargo de la investigadora Mónica Álvarez Laínez, doctora en Física y profesora del Departamento de Ingeniería de Diseño de Producto de EAFIT. El desarrollo tiene a instituciones aliadas como el Hospital Pablo Tobón Uribe. 

“Desde la nanotecnología se ofrecen soluciones para el desarrollo de productos que ayudan al abastecimiento de equipos de protección respiratoria de alto desempeño. En este caso se desarrolla un sistema de filtración con características mejoradas. Hemos trabajado en la Universidad con una técnica que permite fabricar fibras desde escalas nanométricas hasta escalas micrométricas. Nuestro interés ha sido, particularmente, en nanofibras con tamaños inferiores a los 500 nanómetros”, dijo la investigadora. 

En esta área tecnológica, desde el año 2013, la Universidad ha venido desarrollando sistemas de filtración basados en nonofibras. Inicialmente, con la creación de membranas de base polimérica se buscaba desarrollar soluciones para contrarrestar los efectos de la mala calidad del aire en las ciudades, ahora esta aplicación, con una eficacia de filtración superior al 98%, es útil también para mitigar el covid-19.  

De esta manera, el objetivo principal del proyecto es escalar la producción de las membranas y así poder fabricar implementos como tapabocas que sirvan de dotación para el personal médico y de salud de las distintas instituciones colombianas. La idea con la financiación es conseguir un equipo de electro-hilado que permita generar alrededor de 100 metros de membrana al día, siendo este el primer equipo en el país destinado para generar industrialmente estos sistemas basados en nanofibras. 

“A partir de los 2.5 micrómetros hacia abajo nos encontramos con tamaños de 300 o 500 nanómetros. En estos valores es donde, además, se pueden encontrar aerosoles y los tamaños, por ejemplo, en los que podemos encontrar al virus del covid-19”, mencionó Mónica Álvarez.  

Sala 5: Coronavida: Sistemas de monitoreo de datos en tiempo real 

Bajo esta línea de investigación se pretende incentivar la creación de sistemas de monitoreo de datos, que funcionen en tiempo real en relación con las enfermedades producidas por SarsCov-2 y otros agentes causales de Infecciones Respiratorias Agudas (IRA), con los cuales se pueda modelar escenarios epidemiológicos.  

Como parte de la Mincienciatón se aprobaron cinco proyectos desarrollados por equipos interdisciplinares de distintas universidades del país, donde se reúnen desde matemáticos expertos en simulaciones computacionales hasta físicos, biólogos, economistas, ingenieros, epidemiólogos, entre otros expertos. 

Uno de los proyectos presentados es la plataforma web Math Covid, desarrollada por la investigadora María Eugenia Puerta con el apoyo de los grupos de investigación en Modelado Matemático, en Matemáticas y Aplicaciones, y en I+D+I en Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (Giditic) de EAFIT. Este avance hace parte del proyecto Plataforma web para la recolección de datos, visualización, análisis, predicción y evaluación de estrategias de control de la enfermedad producida por SARS-CoV-2 mediante herramientas de modelación matemática, simulación e inteligencia artificial. 

“Estamos trabajando bajo la premisa de que los sistemas de monitoreo y análisis de los datos nos permiten entender y enfrentar las epidemias y, por lo tanto, son una oportunidad para superar la situación actual. En el proyecto estamos desarrollando una plataforma que integra no solo distintas herramientas de la matemática, la simulación y la inteligencia artificial, sino distintas áreas del conocimiento. Somos un grupo interdisciplinario asumiendo el reto generado por el covid-19”, dijo María Eugenia, quien tiene una amplia trayectoria en investigación, optimización y epidemiologia matemática para la prevención y control de enfermedades como dengue, zika y chikungunya.  

Esta plataforma web es versátil y se ajusta al contexto colombiano. Se piensa como una herramienta útil para tomadores de decisiones públicas, basado en un modelo epidemiológico que considera migraciones, red de infecciones y que es validado con información de diferentes regiones para evaluar los efectos de políticas sobre la curva epidémica y la propagación de la enfermedad.  

Otros componentes de la plataforma están relacionados con el pronóstico de casos y un modelo holístico que dimensiona los efectos de las medidas tomadas en aspectos económicos y sociales, así como de la capacidad de respuesta del sistema de salud. Con el uso de algoritmos de inteligencia artificial, además, esta plataforma permitirá analizar la percepción de los ciudadanos frente a las medidas tomadas para contener la pandemia.

EAFIT, aliado científico 

Basados en algoritmos de analítica avanzada y usando el aprendizaje de máquinas se pueden integrar diferentes fuentes de información con datos georreferenciados e identificar patrones de propagación del contagio del virus. De esta manera, destacan los investigadores, es posible planear la logística en atención de pacientes graves por covid-19, teniendo en cuenta la demanda de Unidad de Cuidados Intensivos (UCI) en el país. 

A este objetivo espera contribuir el proyecto Desarrollo y evaluación de modelos matemáticos y epidemiológicos que apoyen la toma de decisiones en atención a la emergencia por SARS-Cov-2 y otros agentes causales de IRA en Colombia utilizando Data Analytics y Machine Learning, liderado por Magda Cristina Cepeda Gil, profesora del Departamento de Epidemiología Clínica y Bioestadística de la Universidad Javeriana (Bogotá), el cual cuenta con la participación de investigadores del Centro de Excelencia y Apropiación en Big Data y Data Analytics de EAFIT, de la Alianza Caoba. 

“Uno de los objetivos es evaluar el impacto de la pandemia del covid-19 sobre la cobertura del Programa Ampliado de Inmunización (PAI) y la carga de enfermedades prevenibles por vacunación en Colombia. Para eso se emplearán modelos descriptivos y predictivos de carga de enfermedad y de costo-efectividad de programas de enfermedades prevenibles por vacunación durante y posterior a la pandemia. El impacto principal estará en conocer el efecto real del covid-19 en estos programas y apoyar la toma de decisiones y políticas públicas en salud”, manifestó Edwin Montoya Múnera, investigador principal de EAFIT en esta iniciativa que tiene como beneficiarios al Instituto Nacional de Salud (INS) y al Hospital Universitario Fundación Valle del Lili (Cali). 

La Alianza Caoba, que ejecuta esta iniciativa, está conformada por las universidades EAFIT, Icesi, los Andes y Pontificia Universidad Javeriana, quien coordina este programa que fue impulsado en el año 2016 por el Ministerio de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (MinTIC) y el Departamento Administrativo de Ciencia, Tecnología e Innovación (Colciencias). En este se promueve la participación del sector público y privado con el objetivo de fortalecer la generación de soluciones con el uso de macrodatos (big data) y análisis de datos (data analytics). 

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