• Dos académicos UOH, apoyados por estudiantes de Ingeniería de la misma casa de estudios, realizan monitoreos para entender la composición del aire que se respira en la capital regional de O’Higgins.

Entre el 1 de mayo y hasta fines de agosto, en el Valle Central de la Región de O’Higgins, se desarrolla la Gestión de Episodios Críticos (GEC) por parte de la autoridad ambiental en las 17 comunas adscritas a este territorio. El objetivo es conocer la calidad del aire y de acuerdo a ello tomar medidas para la salud de la población. Cuando existen entre 80 y 109 µg/m³ de material particulado MP2,5 es declarada la alerta ambiental, iniciando la prohibición -por ejemplo- de calderas de calefacción para uso domiciliario o calefactores a leña.

Pero ¿qué contienen esas micro partículas qué respiramos? Más allá de su concentración, ¿qué elementos químicos podrían estar presentes? Es parte de las preguntas que se plantearon los académicos Raúl Valenzuela y Daniele Tardani, ambos del Instituto de Ciencias de la Ingeniería (ICI) de la Universidad de O’Higgins (UOH), al momento de iniciar un proyecto para medir la calidad del aire de la ciudad de Rancagua y adentrarse en los componentes de esas partículas que se respiran en la capital regional.

Captador de aire

Raúl Valenzuela, PhD en Ciencias Atmosféricas, aclara que esto se inicia a partir de la colaboración del académico Cristóbal Galván de la Universidad Mayor, quien facilita a modo de préstamo a la UOH un captador de aire de alto volumen que      permite realizar mediciones de calidad del aire. “Partió como una inquietud personal junto a Daniele Tardani para entender la composición del aire que respiramos. Con la ayuda de la gente de infraestructura de la UOH, pudimos instalar con energía eléctrica este aparato y además darle altura para que pueda capturar el aire que pasa cerca del edificio B del Campus Rancagua”.

El Dr. Valenzuela explica que se trata -en simples palabras- de una aspiradora conectada a un computador (internamente), donde se puede programar el flujo de aire en metros cúbicos por hora que debe capturar el equipo. “Se programa y el instrumento toma el aire y lo pasa por un filtro que instalamos dentro. Ese filtro captura todas las partículas que vienen en el aire, en tamaños alrededor de 10 micrones, pueden ser menores o un poco mayores también. Luego son llevadas al laboratorio para ver de qué están compuestas”, resume el académico UOH.

Lo que respiramos

El Dr. Valenzuela explica que esperan –inicialmente- hacer muestreos con cierta frecuencia, dos o tres veces a la semana, para construir un archivo de observaciones del aire rancagüino. Las muestras de estos filtros serán posteriormente analizadas química y biológicamente; en el primer caso, para ver la composición inorgánica, si existen metales, y en el segundo caso, para saber si existe carbono negro o restos de bacterias

“La idea es hacer un trabajo relativamente novedoso para la región. Hasta el momento conocemos la masa de particulado atmosférico que tenemos en nuestro aire. Sin embargo, lo que nosotros queremos ver es su composición y tratar de determinar su origen a través de un estudio multidisciplinario, entre la geoquímica ambiental, encargada de ver la composición química inorgánica y orgánica del material particulado, y la ciencia de la atmósfera, encargada de ver los vientos dominantes y la dinámica de transporte de ese material en la atmósfera”, señala el Doctor en Ciencias Geológicas, Daniele Tardani.

El académico agrega que conocer la composición mineralógica y elemental permitirá entender el origen de ese material particulado y su potencial riesgo para la salud humana. “Idealmente vamos a hacer un muestreo entre agosto y octubre, al menos, y posteriormente analizar las muestras, con un análisis químico y mineralógico por microscopía óptica y electrónica, además de trabajo estadístico sobre esos datos”, explica el experto.

En el trabajo de campo también participan dos estudiantes de Ingeniería Civil Industrial de UOH, Julio Sepúlveda e Isaías Vallejos, quienes ayudarán de las labores prácticas, como cambiar filtros, catalogarlos y almacenarlos. “La idea es que, si ellos están interesados, sigan con una memoria de título para trabajar sobre los resultados de la investigación”, explica el Dr. Tardani.

Durante la primera mitad del 2024 esperan tener los primeros resultados de este trabajo.

• El investigador postdoctoral UOH, Jorge Romero, analizó que los derrumbes o colapsos de volcanes y su posterior deslizamiento, podría desencadenar reacciones al interior del volcán.

En 1980 ocurrió uno de los más famosos eventos en materia de derrumbes y colapsos de volcanes. Se trató del monte Mt. Saint Helens, en el estado de Washington. En una dramática erupción su cono perdió 2,5 kilómetros cúbicos de cima. Fue una de las erupciones volcánicas más devastadoras en la historia norteamericana, que incluyó la muerte de 57 personas, la destrucción de vastas áreas forestales y la alteración del paisaje circundante.

Y aunque es impactante, no ha sido el más grande. Ejemplo de ello es el derrumbe del volcán Antuco en Chile, hace unos 7 mil años, que fue considerablemente mayor: 6,4 kilómetros cúbicos desplegados.

Fue justamente este último episodio el que llevó al Dr. Jorge Romero, PhD en Ciencias de la Tierra e investigador postdoctoral del Instituto de Ciencias de la Ingeniería (ICI) de la Universidad de O’Higgins (UOH), a analizar el fenómeno.

“Los volcanes poseen, en su interior, conductos y cuerpos de roca fundida que abastecen sus erupciones. Estos se extienden incluso decenas de kilómetros bajo la superficie, como profundas raíces. Por esta razón, normalmente se visualiza a los volcanes como entes cuya actividad se controla por procesos del interior de la Tierra. Sin embargo, cuando un volcán se derrumba o colapsa (como fue el caso del Antuco) toda la roca que se remueve en forma de un deslizamiento podría desencadenar una reacción al interior del volcán”, explica el geólogo.

“Un factor externo cambiando el sistema interno del volcán”, señala el Dr. Romero, quien publicó recientemente, en la prestigiosa Revista Nature, la investigación “Evolución volcánica a largo plazo controlada por colapso lateral en el volcán Antuco, sur de los Andes, Chile”, donde junto a otros 12 investigadores del área estudió el derrumbe del volcán Antuco.

“Se observó que, al derrumbarse el volcán, hace casi 7 mil años, su actividad cambió considerablemente por los siguientes 3 mil años, debido a que se ‘despertó’ un reservorio de roca fundida que estaba ‘dormido’ debajo del volcán”, explica el experto.

Se trata de un descubrimiento muy relevante para la ciencia de los volcanes y sus peligros, “pues sienta los precedentes para imaginar las consecuencias del derrumbe de un volcán en su propio comportamiento”, puntualiza el geólogo.

El Estudio

Junto al Dr. Jorge Romero participaron en el trabajo los investigadores Margherita Polacci (U. de Machester), Fabio Arzilli (U. de Camerino), C. Ian Schipper (U. Victoria de Wellington), Giuseppe La Spina (Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Italia), Mike Burton (U. de Machester), Miguel A. Parada (U. de Chile), Juan Norambuena (Chile), Alicia Guevara (Escuela Politécnica Nacional, Ecuador), Sebastián Watt (University of Birmingham), Hugo Moreno (Chile), Luis Franco (Sernageomin) y Jonathan Fellowes (U. de Machester).

El investigador postdoctoral UOH explica que estudiaron en detalle las rocas volcánicas del volcán Antuco (muestras de lava, escorias y pómez), antes y después del colapso, que cubren un rango de edades de entre 17 mil años y la actividad histórica.

“Se analizaron los cristales y las condiciones en las que se formaron, como la temperatura y presión. Luego realizamos simulaciones numéricas de cómo afectó el derrumbe del edificio al sistema interno, particularmente a la roca fundida almacenada bajo el volcán. De esta forma, determinamos que el colapso pudo permitir la erupción de rocas composicionalmente anormales para el volcán Antuco, que ya estaban disponibles, pero que no pudieron salir a la superficie sin este último evento desencadenante”, detalla el investigador.

Agrega que gracias a los registros de más de mil sismos localizados bajo el volcán desde el año 2010, “mostramos que los reservorios que abastecieron dichas erupciones composicionalmente anómalas, están probablemente todavía activos”.

El experto aclara que es importante leer estos resultados obtenidos para proyectar escenarios complejos de actividad volcánica, especialmente en volcanes colapsados recientemente o por colapsar en el futuro.

“Nos permite considerar tipos de erupciones tal vez diferentes a las esperadas y con alcances e impactos también inesperados. Todo eso puede incluirse en la evaluación de peligros realizada por las instituciones competentes. Por otro lado, también estos antecedentes nos permiten leer el pasado de los volcanes, que alguna vez colapsaron y comprender los procesos que controlan los cambios en la composición de sus rocas. Ahora tenemos una causa externa que también podría explicar estas variaciones”, finaliza el investigador UOH.

El volcán Antuco, ubicado en la Región del Biobío al interior del Parque Nacional Laguna del Laja, tiene casi 3 mil metros de altura y un registro histórico de 27 erupciones, la última en 1939.

• La académica del Instituto de Ciencias de la Ingeniería (ICI) de la Universidad de O’Higgins (UOH), Laura Becerril, explica que la clasificación se elabora considerando superficie y número de volcanes que tiene un país.

Cuando pensamos en un volcán, la imagen que se nos viene a la mente es el icónico volcán Osorno de Chile o el volcán Fuji de Japón, con su cónica y clásica imagen perfecta; sin embargo, la geóloga y académica del Instituto de Ciencias de la Ingeniería de la Universidad de O’Higgins, Laura Becerril, precisa que un volcán es mucho más que una morfología. “Es un conjunto de procesos que tienen lugar a lo largo de cientos de miles e incluso millones de años; que van desde la generación del magma en profundidad, continuando con una serie de procesos en el interior de la tierra, que culminan con la expulsión de material volcánico en la superficie y la generación de una o varias erupciones y la formación de un volcán”.

Los chilenos no sólo vivimos en una tierra en la que tiembla, también es uno de los lugares con mayor número de volcanes activos del mundo. “Chile es un país de volcanes, es el segundo país con mayor número de volcanes activos, si tenemos en cuenta la pequeña superficie que tiene el país (figura 1). Hay otros países con mayor número de volcanes, como Estados Unidos, Japón, Indonesia e incluso Rusia, pero también tienen mayor superficie”, asegura la Dra. Becerril.

Si se tiene en cuenta el número de volcanes versus el área del país, Chile sería el 2° país con mayor número de volcanes después de Japón.

Actualmente, existen 92 volcanes activos en el país, según establece el ranking de riesgo específico que elaboró el Servicio Nacional de Geología y Minería (Sernageomin), el año 2019, y que está en actualización.

En la Región de O’Higgins se encuentran dos volcanes: el Tinguiririca y el Cerro Palomo que ocupan el puesto 56 y 67, respectivamente, en el ranking del riesgo volcánico.

Peligros y pronóstico

Consultada sobre la peligrosidad de los volcanes, la Dra. Becerril asegura que “son potencialmente peligrosos” y detalla que el peligro hace referencia al “proceso geológico, por tanto, sin son activos van a tener procesos volcánicos o eruptivos futuros, lo que varía, en cada caso, es la frecuencia de estos procesos”.

En el caso de los volcanes de la Región de O’Higgins, la recurrencia de un “proceso eruptivo es menor que, por ejemplo, la ocurrencia que tienen los volcanes que están arriba del ranking como es el caso del Villarrica y del Llaima, asimismo, el nivel de exposición que existe alrededor de los volcanes es distinto. Los de nuestra región no presentan un gran número de comunidades aledañas como puede ser el caso del Volcán Villarrica”, explica Laura Becerril.

Agrega que la peligrosidad de los volcanes depende de “cuán activos están, lo que a su vez está relacionado con el contexto geodinámico en el que se encuentran. Por ejemplo, hay volcanes que están en contextos donde las erupciones son menos explosivas y tienden a ser menos violentas (ej. erupciones en Hawaii), por lo tanto, suponen generalmente, menor riesgo para la población”. Laura Becerril precisa que los volcanes de la Cordillera de Los Andes son, potencialmente, más peligrosos ya que “sus erupciones tienden a ser más violentas”.

Respecto a si es posible pronosticar la erupción de un volcán, la geóloga es clara en señalar que “con la herramientas y conocimientos actuales, no se puede pronosticar al 100% dónde y cuándo va a ocurrir una erupción”. Por ello, su trabajo se enfoca en evaluar la peligrosidad volcánica y elaborar escenarios y mapas de peligros que forman parte de la etapa de mitigación dentro del ciclo de la gestión del riesgo. Estos insumos son base para la gestión de la emergencia y la reducción del riesgo de desastres, así como para el ordenamiento territorial, la confección de planes de emergencia comunales y regionales y para el conocimiento (educación) de quienes viven cerca de los volcanes.

Laura Becerril

Académica ICI.

• En la jornada final de la Semana de las Escuelas, los/as creadores del proyecto #ReciclaColillasUOH compartieron con alumnos/as de tres colegios de la región.

Generar instancias de trabajo en equipo es trascendental para la formación de alumnos/as de la Universidad Estatal de O’Higgins (UOH). Esto bien lo saben los/as estudiantes que hoy en día conforman #ReciclaColillasUOH, uno de los equipos que se adjudicaron el Fondo Incuba 2023 y que se encarga de complementar el desarrollo académico de futuras generaciones. Lo mejor de todo es que lo hacen compartiendo sus conocimientos y experiencia a quienes están a un paso de entrar a la educación superior.

Quienes forman parte de este proyecto son los/as estudiantes de tercer año de Ingeniería Civil Industrial, Paula Figueroa, coordinadora y encargada del proceso biotecnológico; Javiera Arévalo, subcoordinadora que también se encarga del proceso biotecnológico; Maximiliano Bolbarán, quien trabaja en Finanzas y modificación de contenedores; Matías Cifras; responsable de Marketing y difusión del proyecto; junto a Yesenia González, estudiante de tercer año de Pedagogía en Lenguaje y Comunicación, quien ve el área de Comunicaciones. Con su trabajo buscan concientizar a la comunidad UOH sobre los desechos que generan las colillas de cigarros y cómo afectan negativamente al medioambiente.

Y es que en medio de la realización de la Semana de las Escuelas 2023, el equipo de trabajo realizó una entretenida charla a estudiantes de enseñanza media del Instituto Politécnico Santa Cruz, el Liceo Técnico Municipal Juan Hoppe Gantz y el Instituto Tecnológico Minero Bernardo O’Higgins. El foco estuvo en dar a conocer el proyecto y motivarlos/as a atreverse a generar iniciativas transformadoras que puedan ser un aporte y que la UOH les invita a desarrollar.

Para que la motivación nunca se perdiera a lo largo de la exposición -en donde dieron detalles sobre cómo surgió el proyecto, cuál fue el apoyo que recibieron por parte de la UOH y cuáles son los siguientes pasos que deben realizar para cumplir con sus objetivos- el grupo realizó una divertida dinámica con un cuestionario virtual en el cual los/as estudiantes respondieron preguntas sobre lo comentado en la charla. Los tres mayores puntajes ganaron merchandising con el logo de #ReciclaColillasUOH.

La presentación del grupo, que se enmarcó en la difusión de la Escuela de Ingeniería UOH, culminó con un llamado a que los/as jóvenes se atrevan a soñar y proponerse metas en la educación superior, siempre teniendo en cuenta los beneficios que su trabajo puede traer a las comunidades de las cuales forman parte. Esta idea es rescatada por Paula, coordinadora del proyecto, quien destaca que el mensaje que buscaron transmitir es el de “impulsar a los/as estudiantes a que sean creativos/as, innovadores/as y que confíen en sí mismos”. Esto es apoyado por su compañera de equipo, Yesenia González, quien enfatiza en la invitación para que alumnos/as “creen proyectos. Este nació de una idea súper ‘x’, pero que ahora se estén logrando muchas cosas es algo que no nos esperábamos”.

Asimismo, el equipo de #ReciclaColillasUOH destacó el apoyo brindado por la universidad. “Sin ella nuestro proyecto no habría sido posible, ya que todas las áreas nos han apoyado. Desde Infraestructura, el Laboratorio de Bioingeniería donde contamos con la supervisión y apoyo del Dr. Mauricio Latorre y la Dra. Alejandra Oyarzún, la profesora Daniela Soto, el Programa Brújula. Nos hemos sentido muy acogidos. Todos/as están pendientes de nuestro proyecto, todos/as están emocionados/as, todos/as nos tienen mucha fe. Creo que sin el apoyo no lograríamos nada”, precisa Paula Figueroa.

Con respecto a la ayuda que brindó a este equipo, Daniela Soto, docente de la Escuela de Ingeniería y coordinadora ejecutiva de la Dirección de Pregrado. El proyecto surgió en el marco de la asignatura de Taller de Innovación y Emprendimiento y el foco estaba en propiciar que los/as estudiantes tuvieran una instancia de concretar sus propuestas y avanzar desde el diseño a la materialización. Por su parte, el equipo se desafió a postular a fondos internos que les permitirán explorar nuevos conocimientos, pero también potenciar sus habilidades. Me siento muy afortunada de haberles acompañado a que #ReciclaColillasUOH hoy sea una realidad.

Hoy en día, son varios los pasos que dará el equipo de #ReciclaColillasUOH, pero es ese desafío el que los/as mantiene motivados/as. Con su trabajo buscan concientizar, contribuir al cuidado del ambiente e intentar que el proyecto tenga permanencia. Sin embargo, una de sus misiones más importantes es lograr que las futuras generaciones se atrevan a soñar para, así, poder trabajar e impactar positivamente a los/as demás. Su motivación hoy es fuente de inspiración.

•  En promedio, se esperan alrededor de 100 milímetros solo para la zona central de Chile.

“Este evento, en particular, muestra una variación de los montos acumulados, entre los días sábado y domingo, que va de los 20 a 30 milímetros hasta cerca de los 200. Es una alta variabilidad para un pronóstico de precipitación”, explica Raúl Valenzuela, PhD en Ciencias Atmosféricas y académico de la Universidad de O’Higgins (UOH).

El experto agrega que, en promedio, se esperan 100 milímetros para la zona central. “Para un caso de alta incertidumbre como éste solo nos queda estar atentos. Puede venir una tormenta muy fuerte y probablemente sea así, por la variación que muestran los montos y también por la isoterma que estará cerca de los 2.500 y 3.000 metros, es decir, podría ocurrir algo similar a la tormenta que recibimos a finales de junio, donde los ríos crecieron rápidamente, donde había nieve acumulada y el agua que cayó sobre esa nieve permitió que se incrementara la escorrentía superficial”, detalla el Dr. Valenzuela.

El académico UOH indica que lo que se vivirá este fin de semana será similar a lo ocurrido a finales de junio. “Es un río atmosférico zonal, lo que significa que viene lluvia asociada con altas temperaturas. Debería arribar cerca de Concepción, más o menos a esa latitud, y luego moverse a la zona central”, explica.

“También habrá precipitación en la cordillera que se expande hacia el norte y hacia el sur. En la medida que el río atmosférico choque con la cordillera de Los Andes y se desplace hacia el norte, irá dejando más precipitación en la zona central. Los montos máximos normalmente estarán en la cordillera”, agrega.

Puntualiza que la isoterma será bastante alta. “A diferencia del pronóstico de precipitación, el de temperatura tiene baja variabilidad o incertidumbre. Por eso es muy probable que tengamos una isoterma cerca de los 3.000 metros sobre el nivel del mar, que fue más o menos lo que pasó a finales de junio: lluvia intensa con isoterma cero alta”.

Prevención

“Ojalá las autoridades tomen cartas en el asunto y haya mayor prevención para estos eventos, especialmente desde la instrumentación. Chile es uno de los pocos países que cuenta solo con estaciones de superficie. Pero para prevenir y estudiar más en profundidad estos eventos extremos necesitamos mayor instrumental. Entre ellos, los famosos radares meteorológicos, con los que actualmente no contamos. También redes de observación que permitan recolectar datos y entenderlos a través de su estudio y aplicando nuevos modelos de pronóstico”, finaliza el académico UOH.

• El Laboratorio de Robótica y Sistemas Inteligentes (RISLAB) adquirió el vehículo a través del Fondo de Fortalecimiento para la Investigación de la Universidad.

De origen canadiense, el Warthog de la empresa Clearpath Robotics es un vehículo robotizado y no tripulado, capaz de desplazarse en tierra y agua para monitorear y obtener datos de precisión, por su multiplicidad de sensores y equipamiento de punta.

“Estamos muy contentos con la llegada de esta plataforma robótica de última tecnología que nos permitirá avanzar fuertemente en el desarrollo de investigaciones de gran aplicabilidad en la Región de O’Higgins, en particular en dos líneas de estudio: agricultura de precisión y robótica de campo, ambas abordadas con técnicas de inteligencia artificial de última generación. Esto último, especialmente mediante el desarrollo de algoritmos que permitan a la plataforma entender e interpretar su entorno para tomar decisiones de forma autónoma”, señala el director del RISLAB y académico del Instituto de Ciencias de la Ingeniería UOH,  Rodrigo Verschae.

En agricultura de precisión, el académico explica que comenzarán recopilando diversos datos de terrenos agrícolas, para generar mapas precisos y así entender qué es lo que ocurre con la fenología y desarrollo en un predio en el tiempo, y especialmente qué sucede de forma precisa a nivel de un árbol, e incluso una fruta. “En principio estamos enfocados en la fruticultura, por la importancia para nuestra región, comenzando por los campos de cerezas, donde ya hemos avanzado a través del proyecto FIC Cerezas que llevamos a cabo en la Universidad sobre tecnología para la gestión eficiente en la producción de cerezas y esperamos a futuro realizar investigación en temas relacionados con la uva, o trabajar en otras áreas como la minería o monitoreo ambiental, donde el robot también tiene gran aplicabilidad”.

El Warthog mide aproximadamente 1.5 x 1.4 x 0.8 metros, tiene autonomía de 5 horas, pesa 280 kilos y puede transportar hasta 270 kilos adicionales. Con una estructura robusta y neumáticos de tracción, es capaz de desplazarse por tierra y agua sin mayor esfuerzo, y a través de diferentes tipos de suelos y pendientes.

Cuenta con variados sensores, incluyendo sensores GPS de resolución espacial de 1 centímetro; con un LIDAR 3D de 100 mts de alcance, tecnología de detección remota basada en láser, la cual gira permite un mapeo topográfico en tiempo real. Posee además una cámara termal infrarrojos de muy alta resolución, entre otras importantes tecnologías de última generación.

“Este equipamiento, que en Chile es el primero con estas dimensiones y características disponible para investigación y desarrollo en una universidad, nos permitirá complementar la tecnología con la cual contamos en el RISLAB para recoger y analizar datos y crear mapas mucho más exactos. Ya contamos con una red de sensores instalados en campos frutícolas de cinco comunas de la Región de O’Higgins, con una cámara hiperespectral adquirida a través del proyecto FIC de las cerezas, con un dron DJI Matrice con LIDAR, un dron con cámara multiespectral, entre otros. Pero ahora, con esta tecnología podremos tener datos más precisos y georreferenciados con el sensor GPS de precisión centimétrica, además de contar una cámara estéreo de alta precisión, una unidad de movimiento inercial (IMU), una cámara de 360 grados, y una cámara de calidad industrial de alta velocidad y resolución”, explica el Dr. Verschae.

Agrega que una de las grandes ventajas de la plataforma es que además de poder ser teleoperado, tiene la capacidad desplazarse en base un mapa y las coordenadas que se le indiquen, y puede auto localización y mapear el lugar donde se encuentra (construcción de mapas), de forma completamente autónoma.

Actualmente, académicos e investigadores de la UOH, junto a estudiantes memoristas de la carrera de ingeniería, ya se encuentran estudiando esta tecnología para comenzar con la recolección de datos en los campos agrícolas y sus diversas aplicaciones.

• El Laboratorio de Computación de Alto Rendimiento (HPC) permite obtener información científica esencial para el desarrollo de medicina de precisión, la compresión de fenómenos meteorológicos e industriales, además de efectuar aplicaciones matemáticas en el diseño de prótesis médicas, entre otros usos.

Con tecnología de vanguardia y altas capacidades, la Universidad de O’Higgins (UOH) presentó su nuevo y moderno Laboratorio de Computación de Alto Rendimiento (HPC), con capacidad de transformar datos en información esencial para el desarrollo de diferentes líneas de investigación y aplicaciones industriales.

La presentación del HPC-UOH fue realizada por su director y académico del Instituto de Ciencias de la Ingeniería UOH, Dr. Alex Di Genova, quien dio a conocer sus capacidades e investigaciones desarrolladas ante una amplia audiencia que  contó con la participación del Rector de la Universidad de O’Higgins, Rafael Correa,  la Seremi de Ciencias de Macro zona Centro Sur, Sofía Valenzuela; el Vicepresidente ejecutivo de la Fundación Encuentro del Futuro, Guido Girardi, académicos e investigadores de diversas universidades del país y gran parte de la comunidad UOH.

Este valioso recurso de procesamiento, permitió al Dr. Di Genova, la construcción del Primer Genoma Humano Chileno completo. Un hito para nuestra región y país.

“Me siento muy contento de presentar este nuevo laboratorio de alto rendimiento y el trabajo que hemos realizado. Gestioné con el Centro de Modelamiento Matemático (CMM) de la Universidad de Chile, la donación del clúster IBM-idataPlex el año 2021 para la UOH. Junto a un grupo del área de informática de nuestra Universidad, efectuamos mejoras al equipamiento que recibimos y lo pudimos potenciar, aumentando su memoria de 24 gigas a un máximo 128 gigas, a  200 TB de  almacenamiento, una velocidad de 40 gigabytes por segundo y adquirimos servidores para tareas específicas y máquinas para desarrollar inteligencia artificial”, explica Di Genova.

Con palabras de reconocimiento la seremi de Ciencia de la Macrozona Centro Sur, Sofía Valenzuela, señaló por su parte que la Universidad de O’Higgins destaca en proyectos de investigación y desarrollo. “Es muy importante para el país generar capacidad en regiones y qué mejor que hacerlo en esta Universidad como polo de desarrollo. Hace dos décadas atrás cuando recién se conversaba sobre secuenciar el genoma humano, no teníamos un clúster y laboratorio como este, el cual será tremendamente importante no sólo para la macrozona centro sur, sino para todo el país. Estoy segura que será un laboratorio muy exitoso y esperamos colaborar desde el Ministerio de Ciencias con la universidad regional”, puntualizó la autoridad.

El vicepresidente ejecutivo de la Fundación Encuentros del Futuro, Guido Girardi, que participó de la inauguración, señaló que el súper computador es una oportunidad gigantesca. “La salud del futuro es la medicina de precisión y el desafío de Alex Di Genova es secuenciar el genoma humano para hacerlo posible y accesible. La secuenciación permitiría que un paciente que está con una infección grave, que a veces demora días en detectar la bacteria resistente, con una secuenciación pueda determinarse en minutos o segundos. Esto abre una revolución en la salud para mejorar la calidad de vida de las personas, abaratar los costos y ser accesible la salud. Permitiría detectar, en todas las personas de la región que tienen una mutación de su gen, el cáncer antes que se exprese y tomar medidas de prevención o hacer diagnóstico precoz para ellas, mejorando su calidad de vida”, indicó el ex senador.

Desde marzo de este año, el clúster se encuentra operativo y ha permitido colaborar en diversas líneas de investigación: avances en la investigación del cáncer nacional/regional; en el área de la  física se busca comprender diversos fenómenos que tienen aplicación en avalanchas y flujos granulares; en el cálculo variacional, para entender modelos subatómicos;  en ciencias atmosféricas para contractar modelos predictivos de ríos atmosféricos con datos observados, algo de gran importancia debido al temporal que afectó la zona centro sur del país  las últimas semanas; así como el estudio de  genomas complejos de plantas ubicadas en el norte de Chile, entre otras aplicaciones.

Primer genoma

Sobre la creación del primer genoma chileno efectuado con el HPC, el académico Alex Di Genova comenta que “es importante entender que la creación del genoma más allá de permitir conocer nuestros orígenes, es impactar con la secuenciación del genoma humano en la medicina de precisión, que busca entender nuestra genética, analizar el entorno y nuestro estilo de vida para recomendarnos tratamientos, fármacos y mejorar la calidad de vida de las personas. En el año 2000 la secuenciación de un genoma humano costaba 100 millones de dólares y actualmente en la UOH estamos secuenciando por 750 dólares y esperamos llegar a hacerlo por menos de 500”, finalizó.

• Si bien, desde el año 2010, la zona centro-sur de Chile se encuentra sumergida en una megasequía profunda, con un déficit de precipitaciones del 30%, cada cierto tiempo, eventos hidrometeorológicos alentados por “El Niño” o el Cambio Climático, generan daños preocupantes sin que –necesariamente- la señal de alerta sea activada.

“En Estados Unidos, Argentina y varios países, las autoridades generan y muestran mapas de dónde va a ocurrir un evento o dónde se encuentra ese riesgo. En el caso de Chile, para los tsunamis se sabe que el riesgo está cerca de la costa; en el caso de los volcanes, cerca del propio volcán, pero para un evento hidrometeorológico no existe la misma capacidad. Eso es lo preocupante”, puntualiza Raúl Valenzuela, académico del Instituto de Ciencias de la Ingeniería de la Universidad de O’Higgins (UOH).

El Doctor en Ciencias Atmosféricas advierte que, pese al último evento, la zona centro sur continúa con la tendencia a la disminución de lluvias, “pero obviamente existirán años donde vamos a tener tormentas como la ocurrida a finales de junio. Y para eso debemos estar preparados, aunque pase un largo periodo de tiempo donde no haya lluvias importantes, como ocurrió ahora”.

El investigador puntualiza que el problema está en ese “acostumbramiento” a una situación de megasequía. Por ese motivo, advierte, a las autoridades se les hace difícil entender e invertir dinero cuando pasan años sin eventos hidrometeorológicos importantes. “Pero van a seguir ocurriendo en el futuro, porque es parte de la variabilidad climática. El cambio climático -y está documentado- aumenta la probabilidad de que ocurran eventos extremos como éste y también facilita que el transporte de humedad sea más importante, dado que existe más humedad en la atmósfera en un mundo más cálido”, detalla Valenzuela.

Por este y otros motivos, el experto explica que se deben financiar estudios que apunten a contar con un Sistema Nacional de Pronóstico de Crecidas, tanto desde el punto de vista del modelamiento matemático del fenómeno como del observacional. “Contar con instrumentos avanzados, como radares meteorológicos, puede servir y ayudar a entender mejor el fenómeno y por lo tanto a entregar información más precisa y oportuna”, finaliza.

• El investigador de la Universidad de O’Higgins (UOH), Sergio Sepúlveda, estudió el fenómeno y, junto a un grupo de investigadores, alerta de sus secuelas.

La desglaciación es un fenómeno de creciente preocupación por nuestros días, producto del cambio climático que ha acelerado los procesos de retroceso de los glaciares. Además de las consecuencias ambientales y en los recursos hídricos, la degradación y exposición de las laderas en la alta montaña –producto de este fenómeno- incentiva la generación de procesos de remoción en masa.

Por este motivo, el investigador del Instituto de Ciencias de la Ingeniería de la Universidad de O’Higgins, Sergio Sepúlveda, junto a los investigadores/as de la Universidad de Chile: Christian Tobar, Vannesa Rosales, Felipe Ochoa y Marisol Lara, trabajaron el artículo “Megadeslizamientos y desglaciación: modelización de dos estudios de caso en Los Andes Centrales“, recientemente publicado en la revista científica Natural Hazards.

La investigación se enfoca en el estudio de los deslizamientos de roca en los valles glaciares de Los Andes Centrales y cómo la descarga por el retroceso de los glaciares puede contribuir a la ocurrencia de estos deslizamientos. Utiliza dos casos de Chile: el deslizamiento del Estero Parraguirre en 1987 y el deslizamiento de roca de Yerba Loca en 2018, ambos en la cordillera de la Región Metropolitana.

El objetivo de la investigación fue validar la hipótesis de que la descarga glaciar juega un papel importante en la inducción de deslizamientos de tierra en Los Andes Centrales. Para lograr esto, se realizaron modelos numéricos utilizando el Código Universal de Elementos Distintos, junto con datos geológicos y geotécnicos de estudios previos y observaciones de campo.

Los resultados numéricos mostraron que la combinación de cambios de esfuerzo cortante debido a la descarga glacial y el control estructural de las discontinuidades principales pueden inducir grandes deslizamientos de roca.

El estudio –además- destaca la importancia de comprender la mecánica de falla de taludes para evaluar los riesgos geológicos en Los Andes y otras regiones montañosas.

“En el estudio se modeló el retroceso glaciar evaluando los efectos geomecánicos en los esfuerzos y deformaciones de las laderas, verificándose que la desglaciación produce cambios en el estado tensional de la superficie de la ladera y activación de discontinuidades en la roca que coinciden con las zonas deslizadas. Esto indica que el retroceso glaciar actúa como un factor preparatorio que deja la ladera en un estado cercano a la inestabilidad, pudiendo ahora generarse la remoción en masa bajo desencadenantes climáticos o sísmicos”, explica el Dr. Sepúlveda.

El investigador UOH explica –además- que durante el estudio se utilizaron herramientas de modelamiento numérico bidimensional en medios discontinuos, con datos obtenidos de imágenes satelitales y observaciones de terreno de las zonas deslizadas, “a las cuales solo se pudo acceder por helicóptero por su gran altura y lejanía”.

Los resultados –de todo este trabajo- sugieren que la redistribución del estrés y el daño a la masa rocosa causados por la desglaciación pueden conducir a una falla progresiva en las pendientes montañosas. “Sin embargo, se requiere más investigación de detalle para comprender mejor estos procesos y evaluar los riesgos geológicos en la región”, señala el experto.

“Estos análisis abren la interrogante sobre el efecto de la desglaciación actual y lo que genera en la estabilidad de laderas inmediatamente adyacentes al frente glaciar actual. El aceleramiento del retroceso glaciar por efectos del cambio climático aparentemente puede aumentar los casos de grandes deslizamientos de roca y hielo, como ya se ha observado en algunas regiones montañosas de Asia central y Canadá. Estos mega deslizamientos de roca, si bien son remotos, tienen el potencial de derivar en grandes aluviones que bajan por los valles, generando riesgos importantes para las comunidades cercanas”, finaliza el investigador.

• Los académicos UOH, Pablo Gutiérrez y Gustavo Castillo, junto a un equipo de investigación multi-universitario, publicaron -en destacada revista científica- los resultados de su investigación sobre cómo dominar la distribución de líquidos al interior de un recipiente disminuye su rebote.

El reto de la botella de agua se volvió viral en las redes sociales el año 2016, cuando miles de videos de aficionados circulaban lanzando una botella de plástico medio llena de agua, de forma tal que girara en el aire para caer de pie en el suelo. Los resultados de este desafío van más allá del azar y de ciertas técnicas de lanzamiento, tiene relación con los resultados de interesantes investigaciones en el ámbito de la física.

Los académicos del Instituto de Ciencias de la Ingeniería (ICI) de la Universidad de O’Higgins (UOH), Pablo Gutiérrez y Gustavo Castillo, publicaron recientemente junto a los investigadores de la Universidad de Santiago de Chile, Klebert Andrade, Leonardo Gordillo y Javiera Catalán; de la Universidad Tecnológica Metropolitana, Juan Marín, y de  la Universidad Autónoma de Chile, Vicente Salinas; las conclusiones de su  investigación titulada “Swirling fluid reduces the bounce of partially filled containers”, en la destacada revista científica Physical Review Letters,  donde demuestran cómo la distribución espacial de líquidos dentro de contenedores parcialmente llenos, permiten reducir significativamente el rebote de ese recipiente.

“Esta investigación nace de la curiosidad”, comenta el Doctor en Física, Pablo Gutiérrez. “Surge principalmente de nuestra búsqueda por entender la influencia de la mecánica de fluidos en el éxito o fracaso de un juego: el water bottle flipping challenge o desafío de la botella. Ese desafío consiste en lanzar una botella, de un giro completo, y que caiga de pie. Algunos videos de youtube permitían intuir que la distribución del agua previa al impacto jugaba un rol y nosotros decidimos estudiar esta hipótesis con las herramientas de la física experimental”, puntualiza el académico.

Gustavo Castillo, Doctor en Ciencias mención Física explica además que “el artículo publicado en esta importante revista científica, se enfoca en el impacto del recipiente al caer a la superficie. Junto a investigadores de diversas universidades del país, estudiamos cómo la distribución de líquido en un contenedor es determinante cuando ese contenedor sufre un impacto. Esta investigación la realizamos de manera experimental y consistía en utilizar una botella parcialmente llena con agua, que hacíamos rotar, de manera de controlar la distribución del líquido en su interior. Nuestros resultados muestran con claridad que la distribución del agua afecta el impacto y, entonces, a mayor velocidad de rotación, observamos que el contenedor rebota cada vez menos. Para finalizar, presentamos un modelo colisional que nos permitió sustentar nuestra comprensión del fenómeno”.

Sobre el alcance de la investigación, los académicos señalan que “los fluidos están siempre en interacción con otras estructuras. Desde un río que sigue su cauce, hasta una gota que impacta la hoja de una planta. Ahora, nuestra investigación trata de líquidos en contenedores. Eso es más particular, pero relevante, porque siempre se requiere transportar líquidos. Y si bien nuestro experimento es un caso particular, éste sí nos entrega una conclusión más general en cuanto esclarece que si somos capaces de controlar la distribución del líquido y tener el espacio para que se mueva rápido, podremos crear un mecanismo de atenuación de impactos”.

Cabe resaltar que la publicación científica fue destacada por el editor y seleccionada para la cobertura especial a los videos obtenidos durante el trabajo, que han tenido una excelente recepción por parte de la comunidad científica.

Los académicos se encuentran actualmente trabajando junto a un estudiante de Ingeniería Civil Mecánica de la Universidad de O’Higgins, Patricio Morales, en el estudio del movimiento libre de la botella que viene a completar su investigación anterior, lo cual esperan concluir prontamente.