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Administración y Negocios Digitales Administración y Negocios Sostenibles Business AnalyticsDía de la diversidad biológica: conoce las principales amenazas para las especies marinas en el Perú
Día de la diversidad biológica: conoce las principales amenazas para las especies marinas en el Perú
Escrito por:
UTEC
El mar peruano es hogar de más de mil especies de peces, treinta y seis especies de cetáceos, aves guaneras, pingüinos de Humboldt, lobos y nutrias marinas. Estos más de tres mil kilómetros de costa albergan una enorme biodiversidad que, lamentablemente, viene siendo amenazada por la contaminación causada por el ser humano.
“Dentro de las zonas más contaminadas se encuentran la bahía del Callao, El Ferrol de Chimbote, y las bahías de Carquín, Huacho y Chancay. Las principales fuentes de contaminación del medio marino-costero peruano son el vertimiento de aguas residuales no tratadas, tanto domésticas como industriales; el vertimiento de desechos sólidos y el transporte o procesamiento de hidrocarburos. Como resultado, los niveles de bacterias coliformes son muy altos”, detalla el Dr. Patrick Venail, director de Ingeniería Ambiental de la Universidad de Ingeniería y Tecnología (UTEC).
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Otra gran amenaza para la biodiversidad y los ecosistemas marino-costeros es la presencia de plásticos en los océanos de todo el planeta. Se han reportado numerosos casos de microplásticos en los sistemas digestivos de peces, aves marinas, tortugas y mamíferos marinos. En el Día Internacional de la Diversidad Biológica, que se celebra cada 22 de mayo, cabe recordar que las costas peruanas no escapan a este problema.
A esta grave situación, se suma el cambio climático -que altera las temperaturas de las aguas, ciclos reproductivos y la disponibilidad de alimentos- para todo tipo de especies marinas. Si a esto se adiciona la sobreexplotación y caza furtiva de ciertos animales, se explica que la tortuga Carey, el cocodrilo de Tumbes y el pingüino de Humboldt sean las especies en peligro de extinción más conocidas en el país.
Tecnología al rescate de la biodiversidad
Estos son algunos métodos como la ciencia y la tecnología pueden ayudar a resolver estos graves problemas.
1.- Tratamiento de aguas residuales. Una gran parte del aporte tecnológico en materia de la protección del medio marino y costero se concentra en el desarrollo de plantas de tratamiento de aguas residuales mucho más eficientes, capaces de recuperar más y mejor los contaminantes presentes en ellas antes de ser vertidas en el mar.
2.- Materiales biodegradables. Diversos métodos se vienen desarrollando para evitar el daño que el plástico causa al ecosistema. Uno de ellos es modificar la cadena de producción de los plásticos de tal modo que se puedan generar materiales menos contaminantes o completamente biodegradables.
3.- Monitoreo constante. Actualmente, también se utiliza biotecnología para proteger la biodiversidad marina mediante el monitoreo de especies amenazadas o invasoras. Para ello se muestrea el agua del mar y se logra detectar y cuantificar la presencia de alguna especie de interés por su estado de amenaza o por tratarse de una especie invasora que pueda poner en peligro la diversidad local autóctona. Aunque estas tecnologías ya se empiezan a aplicar en Perú, el camino para cubrir las necesidades y lograr su máximo aprovechamiento es largo.
4.- Mayor investigación científica. Se requiere mayor inversión en investigación para conocer más el ecosistema marino y cómo es afectado. Desde UTEC, se vienen desarrollando diversos proyectos al respecto. Por ejemplo, docentes y estudiantes de esta universidad han desarrollado un dispositivo electrónico de pequeño tamaño que al ser instalado en un pingüino, permite seguir y grabar sus desplazamientos debajo del agua. Esta tecnología permite conocer mejor la ecología de esta especie amenazada. También han creado un sistema que permite identificar de forma rápida y fiable la presencia de especies vulnerables, tales como el tiburón martillo, en los mercados de pescado de Lima y así reportar sobre su pesca a las autoridades encargadas de su protección. “En UTEC, preparamos a nuestros estudiantes para llevar a cabo propuestas capaces de encontrar el equilibrio económico, ambiental y social en modelos de desarrollo que mejorarán las condiciones del entorno. Esto lo logramos mediante un enfoque holístico, aprendizaje activo, desarrollo de proyectos desde los primeros ciclos y una visión global a través de nuestros convenios internacionales”, finaliza Venail.
5 pasos para elegir una carrera
Escrito por:
UTEC
Descubrir tu verdadera vocación y decidir qué carrera estudiar puede ser un proceso riguroso, pero tranqui, ¡apoyarte en amigos, familia y profesionales te ayudará!
En UTEC, queremos acompañarte en todo momento. Por ello, te dejamos 5 pasos importantes que puedes tomar en cuenta durante esta búsqueda. Toma nota:
Conócete a ti mismo
Puede ser difícil, sobre todo siendo tan joven. Pero la mejor manera de empezar este proceso es reconociendo tus propias aptitudes e intereses. No se trata solo de pensar en los cursos en los que te va mal o bien en el colegio, sino de sentarse a reflexionar: ¿Quién soy y quién quiero llegar a ser?
Un test es solo el inicio
Un test vocacional es un buen comienzo, te puede orientar, pero no lo define todo. Las carreras de hoy permiten un desarrollo flexible y conforme avances irás puliendo tus intereses y encontrando áreas para especializarte.
Encuentra tus intereses
Hoy es posible construir una carrera con intereses muy diversos, que se alejan de las profesiones tradicionales. Explora tu curiosidad y descubre nuevas tendencias, la tecnología y la innovación están cambiando al mundo y a través de ellas lograrás convertirte en un profesional del futuro.
Investiga
Revisa todas tus opciones, pregunta familiares, amigos, y analiza. Busca información en la red, podrás encontrar mallas curriculares, testimonios de alumnos y egresados, proyectos de investigación llevados a cabo y más datos que necesites.
El dinero importa, pero no lo es todo
Uno de los factores a tomar en cuenta al momento de elegir una carrera son los ingresos a futuro. Elegir bien tu carrera será el camino para destacar y triunfar en lo que más te apasione e interese. Así, el dinero que percibas será fruto de ello.
¿Conoces a alguien en esta etapa?
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Día mundial sin tabaco: ¿y cuáles son los riesgos de los cigarrillos electrónicos?
Escrito por:
UTEC
De acuerdo a cifras del Ministerio de Salud del 2019, el 22% de los adultos mayores de 20 años han utilizado el cigarrillo electrónico.
En tiempos de pandemia, es un dato importante, pues el Minsa advierte que los consumidores de tabaco en cualquiera de sus presentaciones -ya sea como cigarrillo tradicional o electrónico- tienen más probabilidades de adquirir una enfermedad o una capacidad pulmonar reducida, lo que a su vez aumentaría su riesgo de generar enfermedad grave en caso de un contagio de COVID-19.
“Los cigarrillos electrónicos son dispositivos que no queman ni utilizan hojas de tabaco, sino que vaporizan una solución que contiene principalmente glicerol, propilenglicol, aromatizantes y proporciones variables de nicotina que en algunos casos superan los 20 mg/mL considerado como un máximo de acuerdo a estándares europeos. Además, el calentamiento y vaporización de esta solución puede generar un elevado número de compuestos tóxicos para la salud”, explica Francisco Tarazona Ph.D., director de la carrera de Ingeniería Química de UTEC.
El 31 de mayo se celebra el Día Mundial sin tabaco y, en la emergencia sanitaria que vivimos, es necesario recalcar los peligros que implica su consumo, incluso en la forma de cigarrillos electrónicos, que no son tan inofensivos como se pensaba hace unos años. Por eso, el especialista nos indica sus principales riesgos:
1.- Potencial toxicidad. Aunque el propilenglicol y la glicerina son considerados por la Food and Drug Administration (FDA) de EEUU como sustancias de grado alimentario o GRAS (generalmente tenidas como seguras, por sus siglas en inglés), esta designación es aplicable para su consumo por vía oral alimenticio y no para su inhalación en aerosoles generados por cigarrillos electrónicos. Además, es importante señalar que algunas marcas contienen etilenglicol que no es listado como GRAS y es por ende potencialmente tóxico, al igual que aldehídos como la acroleína, el formaldehído, el benzaldehído -generados durante el calentamiento del líquido- así como pequeñas cantidades de metales pesados y otros compuestos carcinogénicos y teratogénicos identificados en el líquido y los vapores.
2.- Ligado a enfermedades. De acuerdo a un informe publicado por la Organización Mundial de la Salud (OMS) en el 2020, los cigarrillos electrónicos exponen a los usuarios a emisiones tóxicas similares a las que se encuentran en el humo de un cigarro, muchos de los cuales pueden causar cáncer. Además,están asociados a un mayor riesgo de enfermedades cardiovasculares, trastornos pulmonares y efectos adversos sobre el desarrollo del feto durante el embarazo.
3.- Peligro para los niños. Lamentablemente, el uso de los cigarrillos electrónicos se ha popularizado entre los menores de edad a nivel mundial, debido a su variedad de sabores y a la errada creencia en su inocuidad. Sin embargo, la OMS advierte que son particularmente riesgosos para ellos, pues la nicotina es altamente adictiva y su uso puede tener efectos nocivos duraderos en el desarrollo de sus cerebros.
“Los cigarrillos electrónicos pueden ser una fuerte amenaza. Por eso, en UTEC, buscamos informar a la población y formar ingenieros químicos conscientes de los desafíos de la sociedad a nivel local, regional y mundial y con competencias que les permitan ser líderes, dando soluciones integrales, sostenibles, e innovadoras para el desarrollo y la investigación científica de procesos comprometidos con la salud integral de las personas y el medio ambiente”, finaliza Tarazona.
Video: A Critical Study on the Duality of Functional Knee Axes and Foot Contact
Escrito por:
UTEC
Compartimos con ustedes, el video de Book Publisher International en el cual el profesor Wangdo Kim del Departamento de Ingeniería Mecánica publicó el capítulo 5 del libro Research Trends and Challenges in Medical Science Vol. 8.
¿Cómo ha evolucionado el fútbol a través de la tecnología?
Escrito por:
UTEC
En medio de una nueva temporada para el fútbol, en las eliminatorias para Qatar 2022, destacamos un aspecto que se ha vuelto fundamental para la evolución de este deporte: la tecnología.
Desde los últimos años, la tecnología se ha convertido en un aliado más para el fútbol, logrando revolucionar los procesos y las tendencias no solo para los jugadores, sino de las organizaciones involucradas, fanáticos, espectadores y más.
¿SABÍAS QUE, GRACIAS A BIG DATA, KEVIN DE BRUYNE FIRMÓ UNA RENOVACIÓN MILLONARIA CON EL MANCHESTER CITY?
Todo está cambiando. La coyuntura en el mundo ha demostrado que para adaptarnos a la transformación, el camino es la tecnología. Y el mundo del fútbol ya ha venido aplicando algunos cambios a lo largo de los últimos años.
Si eres aficionado de este deporte, seguro conoces estas tendencias. ¿Damos un repaso? ¡Compártelas también con tus amigos!
VAR
Tecnología que tiene la función de ser ‘asistente del árbitro’: si existe alguna duda en las jugadas, se podrá acudir al VAR y este ayudará a resolverlas e interpretarlas de una mejor manera.
Sistemas de identificación
Lanzado en la última Copa del Mundo en Rusia, Fan ID es una tecnología de identificación para reforzar la seguridad de ingresos a campeonatos mundiales en la cual, a través de un chip, se recopilan todos los datos del usuario. Puede brindarle beneficios de servicios básicos como la entrada a un país, accesos premium a espacios, transporte gratuito, y más.
Zapatillas inteligentes
Algunos modelos de zapatillas, creados por marcas deportivas reconocidas en el mundo, utilizan tecnología para adaptarse al pie de cada jugador. Estas llevan un chip por el cual, a través de machine learning, puede conectarse a una app para identificar los movimientos del jugador.
Balones inteligentes
Como Telstar 18, el balón inteligente del Mundial de Rusia. En 2018, este se convirtió en una novedad por tener un chip en su interior, el cual permite conectarse a una tablet o un smartphone. De esta forma, se pueden crear ejercicios específicos para que los jugadores puedan entrenar a través de controles especiales y en base al almacenamiento de datos.
EPTS
También fue una novedad durante la Copa Mundial de Rusia, en el año 2018. EPTS es un dispositivo electrónico para darle seguimiento al rendimiento. A través de este sistema, se recogen datos y de esta forma se analiza todo lo que sucede en el campo.
Esta tecnología permite detectar los movimientos de los jugadores y el balón, que mezclados con otros dispositivos de captura de datos, acelerómetros, giróscopos o pulsómetros, ofrecen una información muy importante para su posterior análisis por parte del cuerpo técnico.
Chalecos de entrenamiento con GPS
Trajes de entrenamiento -de tan solo 66 gramos de peso- que llevan la tecnología GPS para controlar a cada jugador y así poder mejorar su rendimiento. El chaleco recoge y mide la frecuencia cardíaca de los jugadores, así como las aceleraciones, el número de pases, kilómetros recorridos, y más.
Entradas RFID
Desde hace algún tiempo ya se aplica en partidos de la FIFA. Su objetivo es evitar el fraude de entradas ilegales, falsificadas o revendidas.
Uso de tratamientos con células madre
Otro de los factores, sin lugar a dudas, que más destaca en la gestión deportiva de un club es lo que concierne a la salud de sus jugadores. Prevenir lesiones, enfermedades o riesgos que pongan en peligro el rendimiento deportivo de cada jugador.
En este sentido los deportistas de élite de todos los deportes o incluso los usuarios habituales, ya utilizan estos tratamientos que aplican la tecnología en el fútbol para utilizar la propia sangre del jugador y curar sus dolencias mediante la extracción de células madre.
Monitoreo de los signos vitales
Los entrenadores y jugadores se aseguran siempre del estado de la salud. Para ello, la tecnología en el fútbol, aplicada a la salud, también los acompaña. A través de diversas pruebas, se busca prevenir enfermedades y lesiones.
Fabricantes de tecnología ofrecen smartwatch, muñequeras inteligentes y todo tipo de accesorios para los atletas. A través de IoT, estos equipos están diseñados para registrar toda la actividad del atleta: ritmo cardíaco, temperatura, pasos, distancia recorrida, impactos, GPS, velocidad y un sinfín de aplicaciones.
En diversos aspectos de nuestra vida, la tecnología y la ingeniería está presente. Puedes encontrarlas en tu día a día, en situaciones tan tradicionales como comunicarte con tus amigos, salir a caminar, despertar, ir a dormir, y más.
En este caso, recordamos el impacto que tiene la ingeniería y la tecnología en el mundo del fútbol. Donde campos como la Ingeniería Electrónica, Ciencia de Datos, Ciencia de la Computación contribuyen al desarrollo de nuevas tendencias y formas de vida. ¿Imaginas lo que está por llegar?
Aplicaciones BIM para el Patrimonio Inmueble: Retos y Oportunidades
Escrito por:
UTEC
Redactado por: Valeria Fantozzi, profesora del Departamento de Ing. Civil, UTEC
La aplicación de la tecnología BIM en la industria de la construcción a nivel mundial es una realidad a la que arquitectos, ingenieros, contratistas y proveedores se deben adaptar. BIM (Building Information Modeling), o Modelado de Información de Obras Constructivas, utiliza una metodología colaborativa que permite replicar el ciclo de vida completo de un proyecto constructivo en un medio digital, previo a la realización física. Las ventajas incluyen: mejor visualización del proyecto, información más accesible de parte de los equipos, mejor coordinación entre equipos, reducción de costos por un mejor control de órdenes en obra, ahorros por eficiencias en mantenimiento a futuro, y cronogramas mejor establecidos, entre otros.
De acuerdo al BIM Handbook, una guía general para el uso BIM, el concepto es “una tecnología de modelado y una serie de procesos que sirven para generar, comunicar, y analizar proyectos constructivos” (Eastman, Sacks, Teicholz y Liston, 2008). La idea del proyecto BIM es combinar la visualización de un proyecto con toda la data asociada. Esta data incluye cronogramas, detalles de la obra, fases del proyecto, costos asociados, normativas, información del lugar y estimaciones generales. Es un proceso de modelamiento geométrico, pero también es un procesador de información.
El Perú, a través del Ministerio de Economía y Finanzas, y siguiendo tendencias mundiales hacia la utilización de esta tecnología, viene impulsando el Plan de Implementación BIM desde el 2019 (http://www.mef.gob.pe/planbimperu/index.html). El plan aplica a proyectos de inversión pública, culminando en la obligatoriedad de BIM en todo el sector público normado para el 2025. Sin embargo, esta política aplica únicamente para proyectos nuevos. La aplicación para proyectos existentes o edificaciones históricas no es parte del Plan de Implementación y aún no ha sido explorada en el ámbito local.
¿Cuál es la relevancia del Patrimonio Inmueble?
Existen varios motivos por los cuales los edificios de patrimonio histórico tienen un valor esencial dentro de la Ingeniería Civil. Primero, es común que hayan sido diseñados con técnicas vernáculas y materiales locales, convirtiéndose en casos de estudio excepcionales para estudiar la memoria colectiva de un lugar. El estudio de estos sistemas constructivos sirve como base importante sobre la cual entender el desarrollo urbano de un territorio, y al estudiarlos, empezamos un proceso de revalorización de tecnologías ancestrales. Además, existe un valor de sostenibilidad y medio ambiente asociado a edificaciones existentes. Un dicho común en el ámbito de la conservación es que no hay edificio más sostenible que el que ya existe. Al reutilizar un edificio existente, en lugar de demolerlo y construir uno nuevo, se ha demostrado que existen ahorros ambientales sustanciales y el crecimiento de vecindarios socialmente equitativos. Además, los edificios existentes poseen energía incorporada, es decir energía ya consumida por todos los procesos asociados a la producción de un edificio, desde la cosecha y el procesamiento de los recursos naturales hasta la fabricación, transporte, entrega e instalación del material.
¿Por qué utilizar BIM en un edificio de carácter histórico?
Para esto quisiera tomar prestada la idea de un patrimonio histórico como un palimpsesto, un “manuscrito en el que se ha borrado, mediante raspado u otro procedimiento, el texto primitivo para volver a escribir un nuevo texto.” (Real Academia Española) Esta idea, desarrollada a más detalle por Kate Reggev de Beyer Blinder Belle, estudio de arquitectura especializada en proyectos históricos, traslada un concepto de un objeto histórico a una edificación. El concepto propone visualizar edificios históricos como elementos cuyas propiedades físicas pueden contar sus historias, como documentos que han sido revisados una y otra vez pero que aún permiten que el original sea legible. Vemos a los edificios históricos como el producto de una serie de transformaciones que han sucedido a lo largo de su historia. Nos alejamos de la visualización de un edificio o estructura como un resultado de un único impulso constructivo y empezamos a verlo como el resultado de una secuencia de acciones constructivas y destructivas que han ido transformando al edificio a través del tiempo.
En el marco metodológico de la arqueología de la arquitectura, se emplea como principal estrategia el estudio de los edificios históricos por medio de un análisis estratigráfico y tipológico. Gracias a este modelo de análisis podemos organizar la secuencia de transformaciones que afectan al edificio histórico. Los materiales, la estructura, y los acabados de un edificio, por causas que muchas veces están relacionadas a condiciones de su entorno o uso, sufren alteraciones que pueden llegar a afectar la resistencia estructural. Para poder realmente comprender cómo se comporta estructuralmente un edificio, debemos entender la secuencia de transformaciones, los materiales y técnicas históricas que fueron empleados en sus diferentes etapas de construcción.
El potencial de la aplicación BIM en una edificación existente se evidencia cuando vemos los paralelos entre la tecnología y la naturaleza de un edificio de carácter histórico. Evidentemente, hay diferencias importantes entre lidiar con un edificio nuevo y uno existente. Primero, la construcción actual responde a un proyecto que emplea en su mayoría materiales y elementos constructivos estandarizados y prefabricados. En contraste, la arquitectura histórica no se puede entender como un elemento único, porque es el resultado de una larga serie de transformaciones. La tecnología BIM, al poder incorporar información de tiempos y etapas constructivas, permite parcializar una construcción con la variable de tiempo incluida en la geometría. Esto permite diferenciar los distintos sistemas constructivos dentro de una misma volumetría con cambios en su ciclo de vida incorporados.
Otra diferencia entre una edificación nueva y una histórica en el enfoque BIM es que el diseño de un patrimonio histórico no se basa en patrones estandarizados y elementos prefabricados. En estos casos, cada sistema o elemento constructivo constituye una singularidad y es propio de cada edificio. Por este motivo, el modelamiento con geometría compleja posible en software de modelamiento 3D permite crear visualizaciones geométricas previamente onerosas. En comparación a la representación 2D tradicional, la representación tridimensional con vínculos a una base de datos proporciona información más compleja y completa. Además de la representación gráfica de la intervención, esta información se complementa con mediciones y costos para la elaboración de presupuestos en caso sea necesario una remodelación o reforzamiento.
La tecnología BIM también se caracteriza por ser de un carácter colaborativo, en donde equipos de distintas disciplinas colaboran en un mismo documento o plataforma de trabajo en tiempo real. En un proyecto de patrimonio, personas de distintas disciplinas como la arqueología, la arquitectura, la ingeniería, la sociología, entre otros, deben interactuar para reconstruir la historia de una edificación. Esto implica más que solo una memoria física con información geométrica. También se deben agregar narrativas de uso, dialécticas del contexto y sistemas constructivos superpuestos. La tecnología permite esta interacción dentro de un mismo caso de estudio, el cual incorpora información geométrica y de datos de manera interdisciplinaria.
Finalmente, el modelo 3D sirve como insumo de comunicación hacia el público en general, quien normalmente no ha sido instruido en la lectura de planos y detalles constructivos. Con una volumetría que incorpora información gráfica y física de materiales, se puede comunicar al público en general la historia de la edificación mediante videos y narrativas sustentadas. Además, con información de materiales se pueden crear simulaciones estructurales y energéticas para el cálculo técnico de reforzamientos. Con esta información, se pueden elaborar expedientes técnicos para la búsqueda de financiamiento y sustento en cualquier plan de protección y prevención del patrimonio inmueble.
En conclusión, existe un impulso hacia la utilización de la tecnología BIM en el ámbito local de la construcción. Sin embargo, aún no hay un panorama claro hacia el uso de esta metodología en proyectos de carácter histórico. Si bien la aplicación de BIM en edificios históricos difiere de su aplicación en edificaciones nuevas, las ventajas son claras y deben ser aprovechadas sobre todo en el contexto inmueble peruano, rico en historia y ampliamente ignorado. Utilizando distintos casos de estudio con esta metodología, se puede empezar a crear un catálogo del patrimonio inmueble no solo para el estudio y reforzamiento de estas edificaciones, sino también para su utilización en la gestión y promulgación de la memoria colectiva peruana.
Referencias:
1. Eastman, Sacks, Teicholz y Liston. 2008. “BIM Handbook: A Guide to Building Information Modeling for Owners, Designers, Engineers, Contractors, and Facility Managers” WOC.
2. Ministerio de Economía y Finanzas, Plan BIM. 2021. http://www.mef.gob.pe/planbimperu/index.html
3. Reggev, Kate. 2020. “What’s Old is New: Designing Around & With History” https://www.madamearchitect.org/the-expert/2020/8/3/whats-old-is-new-designing-around-amp-with-history
4. Gosalvez Lopez, Murad Malek. 2016. “BIM en 8 Puntos” esBIM
5. Strafaci, Adam. 2008 “¿Qué significa BIM para los ingenieros civiles?” Autodesk, CE News.
Estudiante de Bioingeniería realizará estudio de posgrado en Universidad de Nuevo México
Escrito por:
UTEC
Un logro más para UTEC. En esta oportunidad, felicitamos a nuestro estudiante de la carrera de Bioingeniería.
Sebastián Alonso Janampa Rojas, ingresó y obtuvo media beca para realizar sus estudios de Electrical and Computer Engineering (ECE) Graduate program en la prestigiosa Universidad de Nuevo México, a través del Programa 4+1.
Él iniciará el programa en agosto. ¡Felicitaciones, Sebastián!
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Estudiantes de Ingeniería Civil obtienen el primer puesto en el Foro Virtual Nacional Desafío Bicentenario
Escrito por:
UTEC
Felicitamos a Alex Casilla, Luis Espinola y Wilder Abad, alumnos de Ingeniería Civil en UTEC, por obtener el primer puesto en el Foro Virtual Nacional de estudiantes de Ingeniería Civil 2021 ‘Desafío Bicentenario’:
Nuestros tres estudiantes del séptimo ciclo de la carrera, bajo la asesoría del docente Luis Bedriñana, trabajaron en el desarrollo de un sistema de monitoreo sin contacto, rápido y económico para detectar y clasificar patologías en el concreto, específicamente grietas y descascaramientos en estructuras de concreto armado.
Entrevistamos a Alex, Luis y Wilder para que nos cuenten más de este proyecto:
¿En qué consiste, exactamente, el proyecto? ¿Cómo funciona?
El funcionamiento del proyecto consiste en tres principales fases:
La primera consiste en realizar la recolección de datos y entrenamiento de las arquitecturas de redes neuronales seleccionadas; en esta etapa se realiza un etiquetado para que la red pueda comparar sus predicciones con un patrón real y así ajustar sus parámetros.
La siguiente etapa es la validación; en esta etapa se ingresa una colección de datos diferente al de entrenamiento para medir el desempeño de la red luego del entrenamiento.
Finalmente, se seleccionan los algoritmos entrenados que presentan mejor desempeño para ser usados junto con una interfaz gráfica de usuario que permite usar las redes de manera intuitiva.
Las redes neuronales son modelos computacionales inspirados en el comportamiento de las neuronas humanas y tienen como objetivo resolver problemas por medio de algoritmos de aprendizaje que se basan en data existente.
¿Por qué decidieron presentar este proyecto? ¿Cómo surgió la idea de realizarlo?
El proyecto decidió presentarse debido a que creemos en el gran potencial de aplicación en el proceso de monitoreo y diagnóstico de infraestructuras.
La idea surgió debido a que gran parte de la infraestructura peruana está conformada por concreto armado y este suele fisurarse por distintos motivos como los constantes movimientos sísmicos. Por ello, decidimos explorar algunas soluciones para el monitoreo de la infraestructura nacional.
¿Desde hace cuánto tiempo vienen trabajando el proyecto? ¿Cómo fue el proceso de la competencia ‘Desafío Bicentenario’?
El proyecto se inició hace un año en el curso de Proyecto Interdisciplinario III, una vez terminado el curso decidimos realizar algunas mejoras y ajustes con ayuda del asesor que nos acompañó durante el curso.
El concurso ‘Desafío Bicentenario’ consistió de dos fases; pero previa a estas, todos los que querían ser partícipes del concurso tenían que enviar un pequeño resumen junto con el título de su investigación. Esto lo hicieron con el objetivo de filtrar los trabajos más interesantes para participar del concurso. Una vez pasada esta etapa de inscripción es que llegamos a la primera fase. Allí, se realizó un informe de la investigación donde se abordó el problema, la propuesta y los resultados obtenidos. Finalmente, en la segunda fase se realizó una presentación de nuestra propuesta y una ronda de preguntas que demostraría el nivel de conocimientos en el tema.
¿A quiénes beneficiaría directamente este proyecto?
El objetivo del proyecto es facilitar el monitoreo de las estructuras de concreto, específicamente con el análisis de las grietas y descascaramiento. Tradicionalmente se monitorean de forma ocular en la que un especialista analiza todo detalle de la estructura. Con el proyecto se ahorraría tiempo y se aseguraría la seguridad de estos especialistas para analizar lugares de difícil acceso.
Todavía no se testea el proyecto en una obra real, pero se ha logrado testearlo en una versión antigua del proyecto, en la que se analizó adobe en vez de concreto. El testeo fue satisfactorio, usando imágenes de grietas y descascaramiento del santuario de Pachacámac, Acllawasi.
¿Cuál será el siguiente paso para este proyecto?
El proyecto presenta tres futuros pasos. En primer lugar, llegar a cuantificar el ancho de las grietas para poder determinar el nivel de daño de las patologías en concreto, esta información es fundamental para posteriores trabajos de mantenimiento. En segundo lugar, se busca procesar vídeos en lugar de imágenes, de tal forma que se pueda identificar y clasificar las patologías en tiempo real. Finalmente, la implementación de drones con la tecnología desarrollada en el proyecto es otro objetivo a futuro, ya que esto incrementaría la capacidad de recolección de la data de campo.
¿Cómo se sienten al haber ganado esta competencia? ¿Qué significa para cada uno de ustedes?
Bastante emocionados y sorprendidos, no tendríamos idea que ganaríamos. Siendo un concurso de carácter nacional, esperábamos una competencia bastante dura no solo con los concursantes sino también con el nivel de exigencia en cada una de las fases del concurso. Nuestro logro es fruto de las enseñanzas y el nivel de calidad que recibimos en UTEC.
¿Cuál es la importancia de participar en este tipo de eventos de estudiantes de ingeniería civil? ¿Cómo ha aportado en su formación este logro?
Mediante este tipo de eventos podemos difundir y adquirir conocimientos sobre los avances tecnológicos e investigaciones en el campo de la ingeniería civil. Asimismo, la evaluación del proyecto por parte de ingenieros calificados nos permite obtener un feedback adecuado de la situación del proyecto y sus futuras mejoras. Por otro lado, dentro de mi formación el participar en este tipo de eventos fortaleció las habilidades blandas de: buena comunicación, trabajo en equipo, resolución de problemas.
¿Cómo han estado trabajando en la pandemia?
Durante la pandemia el equipo mantuvo comunicación mediante medios virtuales, como Google Meet y Zoom. En general, tenemos reuniones semanales con el asesor para revisar los avances de los proyectos e identificar ciertos puntos de mejora. Además, el equipo mantiene comunicación mediante WhatsApp por donde establecemos reuniones entre los miembros para poder realizar las actividades de manera planificada y podamos estar al tanto de los avances del proyecto. Por otro lado, la repartición de actividades entre los miembros se realiza de forma equitativa considerando los recursos y conocimientos de cada estudiante.
Beca Hijo de Docentes Pronabec: postula a UTEC en nuestra evaluación de aptitud
Escrito por:
UTEC
Si tú o alguno de tus hijos fue preseleccionado en Beca Hijo de Docentes de Pronabec, y deseas saber cuándo y cómo postular a UTEC, no te pierdas la siguiente información.
Preseleccionado Beca Hijo de Docentes (Pronabec), ten en cuenta lo siguiente:
- Cierre de inscripciones: 25 de junio, a mediodía.
- El examen es virtual.
- El derecho a examen no tiene costo.
- La inscripción es mediante este formulario.
- Conoce el temario de evaluación, aquí.
Postula a UTEC y empieza a mover el mundo a través de la tecnología y la ingeniería del futuro. Inscríbete a nuestra evaluación de aptitud del 3 de julio, aquí.
Inteligencia artificial para control y operación de procesos en tratamiento de aguas
Escrito por:
UTEC
I. ¿Que es la inteligencia artificial (IA)?
La inteligencia artificial (IA) es la rama central y conocida de la informática que se ocupa de la construcción de sistemas inteligentes, autónomos y programados para simular la inteligencia humana e imitar sus acciones. La principal motivación de las aplicaciones de la IA en un sistema es mejorar las funciones de los ordenadores que son relevantes para el conocimiento humano, como el aprendizaje, la resolución de problemas, el razonamiento y la percepción [1]. Actualmente esta tecnología está en auge debido a sus características únicas para aprender y adaptar un sistema a partir de datos históricos, así como su capacidad para la toma de decisiones, y se espera que con el tiempo su relevancia aumente, ya que representa una alternativa atractiva para la automatización y control de procesos industriales [2].
Uno de los procesos transversales, necesario en casi todas las industrias es el tratamiento de agua. Conocidas como PTAR (Plantas de tratamiento de aguas residuales) estos sistemas se dedican a la limpieza y purificación de agua contaminada durante los procesos productivos, ya sea para su reingreso al proceso o para su deshecho de acuerdo con las normas establecidas por el ente regulador en el Perú, es decir la ANA (Autoridad Nacional del Agua). Existen diversos tipos de PTAR, las de tipo biológico, físico, químico, híbridas, etc.; pero todas representan una inversión y costo operacional importante en las líneas productivas.
Es en este contexto que la implementación de la IA aporta un valor agregado importante, proporcionando la ventaja de optimizar los recursos. Se ha demostrado que la aplicación de esta tecnología puede ahorrar de un 20 a un 30% en gastos operativos y, así mismo, disminuir los costos de materia prima, optimizando el uso de sustancias químicas en este proceso [3]. Muchas investigaciones ya han demostrado aplicaciones exitosas de diferentes herramientas de IA para el modelado y optimización del proceso de tratamiento del agua, como la eliminación de contaminantes [4]. Sin embargo, también existen limitaciones en la implementación de esta tecnología, siendo una de las principales la disponibilidad de datos, ya que se depende de estos para predecir resultados futuros y ofrecer mejoras en los sistemas. De tener una base de datos limitada, se podría introducir errores en el programa y los resultados no tendrían la precisión adecuada, lo cual limita los sistemas en los que la IA es implementable.
II. Aplicaciones de las herramientas de IA en el tratamiento del agua
Las técnicas basadas en IA más comúnmente empleadas en el tratamiento de agua se basan en el uso de algoritmos de Redes Neuronales Artificiales (ANN, por sus siglas en inglés). Estas se utilizan para gestionar las operaciones de tratamiento, la reutilización del agua, el ahorro de la misma y la reducción de costes mediante la predicción, el diagnóstico, la evaluación y la simulación [4]. Un esquema de los algoritmos englobados por las ANN se muestra en la Figura 1.
Figura 1. Clasificación de las técnicas de inteligencia artificial basadas en ANN. Adaptado de “Applications of artificial intelligence in water treatment for the optimization and automation of the adsorption process: Recent advances and prospects” por Alam G, Ihsanullah I, Naushad M, Sillanpää M, Chemical Engineering Journal, 130011, 2021.
Dentro de las aplicaciones actuales de estas herramientas en las PTAR destacan las de eliminación de tintes, limpieza de metales pesados y eliminación de compuestos orgánicos, nutrientes, productos farmacéuticos, fármacos, pesticidas y PCP (Productos de cuidado personal) de fase acuosa. Siendo la primera de un gran interés por el volumen de agua que se genera en los procesos de coloración.
La tabla 1 muestra un ejemplo de las aplicaciones de la IA para la adsorción de tintes en fase acuosa. En estas, las técnicas de IA demostraron ser efectivas para establecer una relación entre variables en el tratamiento. Un ejemplo de esto es la adsorción de contaminantes, donde las variables de entrada comúnmente utilizadas son las concentraciones del contaminante, dosis de adsorbente, tiempo, pH, velocidad de agitación y temperatura, mientras que la variable de salida es principalmente la eficiencia de eliminación (%) y la capacidad de adsorción [6].
Los resultados predichos de los modelos se validan usando R2 (coeficiente de determinación), MSE (error cuadrático medio), SSE (suma del error cuadrático), error porcentual absoluto medio (MAPE) y valores de RMSE (error cuadrático medio). En la mayoría de los casos, los resultados del modelo coincidieron estrechamente con los resultados experimentales [5].
Tabla 1. Aplicaciones de la IA para la adsorción de tintes en fase acuosa.
Colorante/Tinte | Adsorbente | Técnica de IA Utilizada | Variable de entrada | Variable de salida | Modelos Validación/ Rendimiento /Indicadores |
Naranja de Metilo (MO) | Quitosano / Al2O3 / Fe3O4 centro-micro esfera compuesta de cascara | ANN | Tiempo, Concentración Inicial de MO | Capacidad de Adsorción | R2 = 0,998, MSE = 101,67 |
Violeta Cristal (CV) | Carbón activado magnético (C.A) | ANN | Cantidad de Carbón Activado Magnético, pH, concentración inicial de tinte, tiempo y temperatura | Eficiencia de adsorción | R2= 0,9980, MAPE |
Azul de metilo (MB) | Quitina modificada por ultrasonido (UM-quitina) | ANN | Concentración inicial y tiempo | Capacidad de Adsorción | MSE <0,0003 y R> 0,9995 |
Amarillo ocaso (SY) | Nanopartícula de sulfuro de níquel cargado en (C.A) | ANN | Tiempo de contacto, dosis de adsorbente, tinte inicial concentración | Capacidad de Adsorción | R2= 0,99 MSE = 0,0003 |
Adaptado de “Applications of artificial intelligence in water treatment for the optimization and automation of the adsorption process: Recent advances and prospects” por Alam G, Ihsanullah I, Naushad M, Sillanpää M, 2021, Chemical Engineering Journal, 130011, 2021.
III. Desafíos y Perspectivas
La aplicación de las herramientas de la IA da la oportunidad a industrias que utilizan PTAR de optimizar, controlar, gestionar y abordar mejor problemas de calidad del agua, detección de fugas y optimización del proceso. Sin embargo, a pesar de las diversas ventajas que ofrecen las herramientas de inteligencia artificial, todavía existen algunas deficiencias que deben superarse para aprovechar al máximo su potencial en aplicaciones prácticas de tratamiento de agua.
En determinadas circunstancias los rendimientos del proceso predichos por las herramientas de IA pueden desviarse de los resultados reales. Por ejemplo, un cambio súbito en los parámetros operativos y de calidad del agua puede resultar en una predicción incorrecta.
Por tanto, se deben realizar esfuerzos por fortalecer el poder predictivo de estas herramientas. Un mayor número de estudios a nivel de planta piloto a fin de generar y seleccionar datos adecuados y en cantidad suficiente, el desarrollo de mejores algoritmos -p.e. herramientas de IA híbridas- capaces de adaptarse a fluctuaciones repentinas en las variables de entrada serán útiles para superar los desafíos presentes y así tener sistemas capaces de tomar decisiones y realizar predicciones inteligentes.
IV. Referencias
[1] U. Paschen, C. Pitt, and J. Kietzmann, “Artificial intelligence: Building blocks and an innovation typology,” Bus. Horiz., vol. 63, no. 2, pp. 147–155, 2020.
[2] M. Ghahramani, Y. Qiao, M. C. Zhou, A. O. Hagan, and J. Sweeney, “AI-based modeling and data-driven evaluation for smart manufacturing processes,” IEEE/CAA J. Autom. Sin., vol. 7, no. 4, pp. 1026–1037, 2020.
[3] “Water Finances and Management,” Report: Annual OPEX for water and wastewater utilities nearing $100 billion. [Online]. Available: https://waterfm.com/report-opex-water-wastewater-utilities-nearing-100-billion-per-year/.
[4] L. Zhao, T. Dai, Z. Qiao, P. Sun, J. Hao, and Y. Yang, “Application of artificial intelligence to wastewater treatment: A bibliometric analysis and systematic review of technology, economy, management, and wastewater reuse,” Process Saf. Environ. Prot., vol. 133, pp. 169–182, 2020.
[5] G. Alam, I. Ihsanullah, M. Naushad, and M. Sillanpää, “Applications of artificial intelligence in water treatment for the optimization and automation of the adsorption process: Recent advancesandprospects,” Chem. Eng. J., p. 130011, 2021.
[6] A. M. Ghaedi and A. Vafaei, “Applications of artificial neural networks for adsorption removal of dyes from aqueous solution: A review,” Adv. Colloid Interface Sci., vol. 245, no. April, pp. 20–39, 2017.