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Administración y Negocios Digitales Administración y Negocios Sostenibles Business AnalyticsIngeniería mecánica: ¿por qué es una especialidad líder en innovación?
Escrito por:
UTEC
La ingeniería mecánica es una de las ramas más antiguas e importantes de este campo. Se caracteriza por estudiar y perfeccionar principios de la termodinámica, transferencia de calor, mecánica, análisis estructural, estática, dinámica, ecuación diferencial, cálculos vectoriales, teoría de control y otros conceptos similares.
Este campo de estudio tan amplio permite a los profesionales desempeñarse en una variedad de sectores y áreas mucho mayor que las de otras ramas. Para empezar, pueden trabajar de forma colaborativa con especialistas de ingeniería eléctrica, industrial, civil, de minas, química, aeronáutica, entre otros.
¿Cuáles son sus principales aplicaciones?
La misión principal de la ingeniería mecánica es fabricar, instalar, diseñar y mantener los instrumentos de trabajo, que están relacionados con las leyes de la física y las propiedades de la química. Con ello, facilita el trabajo de la mano de obra en una construcción o en la elaboración de algún producto. Un ingeniero mecánico puede trabajar en las siguientes áreas:
- Mecánica de sólidos: Máquinas de todo tipo, transportes y maquinaria.
- Mecánica de fluidos: Aeronáutica, instalaciones y estática.
- Energía: Solar fotovoltaica, solar térmica, hidráulica, eólica, etc.
- Electricidad (baja y media tensión): Centrales, instalaciones y centros de transformación.
- Estructuras y construcciones: Hidráulicas, civiles, marítimas e industriales.
La ingeniería mecánica es una de las ramas de la ingeniería más reconocida en el mundo. Sus aplicaciones más conocidas en la actualidad van desde los últimos modelos de motocicletas o automóviles, los smartphones que usamos para comunicarnos con otras personas, hasta las turbinas modernas de los aviones, los generadores eólicos y los drones.
Los ingenieros mecánicos son quienes deben liderar los procesos de innovación que mejorarán la calidad y potenciarán las funciones de las máquinas que el mundo necesita, así como plantear soluciones novedosas que resuelvan problemas reales. La carrera de UTEC cumple con este objetivo y permite a los estudiantes aprender bajo una malla curricular de estándar internacional y en convenio con las instituciones top del mundo.
Especializaciones de Ingeniería Mecatrónica en UTEC: para cambiar el mundo
Escrito por:
UTEC
La ingeniería mecatrónica usa la tecnología y la robótica para desarrollar ideas que solucionen problemas cotidianos. Como la tendencia en el mercado laboral apunta hacia la especialización, la malla curricular de UTEC permite a los estudiantes profundizar en la rama de la ingeniería que más les apasione.
Así, definirán mejor su perfil profesional, para destacar en campos más ligados a sus competencias e intereses.
¿Qué especialidades ofrece UTEC?
- Mecatrónica industrial. Estos profesionales son capaces de innovar, diseñar, evaluar, gestionar, automatizar y mantener en óptimo estado cualquier equipo o sistema de última generación. Este perfil se ha convertido en pieza clave para las industrias de sectores como minería, construcción y transporte pesado.
- Robótica avanzada. Los egresados poseen conocimientos de electrónica, mecánica y computación que les permiten diseñar, construir y optimizar todo tipo de robots. Además, pueden armar y programar máquinas capaces de desempeñar tareas repetitivas. Por ello, son necesarios al interior de toda compañía que necesite automatizarse, sin importar a qué sector pertenezca.
- Máquinas inteligentes. Son profesionales capaces de operar máquinas que funcionan con base en tecnologías modernas, como inteligencia artificial (IA) o aprendizaje automático. Estos equipos deben mantenerse en óptimas condiciones para resolver problemas con rapidez y tomar decisiones más efectivas al interior de las industrias.
Con estas especializaciones, UTEC se compromete a formar ingenieros mecatrónicos que cuenten con las herramientas necesarias para revolucionar una industria a partir de la innovación en sus procesos de producción.
Los estudiantes aprenderán bajo una malla curricular de estándar internacional y accederán a convenios internacionales que les permitirán compartir sus conocimientos e ingenio con el mundo.
¿Qué especializaciones puede seguir un ingeniero ambiental en UTEC?
Escrito por:
UTEC
Los ingenieros ambientales son capaces de generar proyectos de ingeniería que impulsen la conservación de la naturaleza, tomando en cuenta los procesos del medioambiente y su interacción constante con las personas.
Ante la necesidad de profesionales cada vez más especializados, UTEC brinda a sus estudiantes la posibilidad de obtener menciones que potencien sus habilidades en campos específicos.
¿Qué especializaciones ofrece UTEC?
- Ingeniería del agua. Esta rama se ocupa de la proyección y ejecución de obras relacionadas con el agua, con la energía hidráulica, la irrigación, la potabilización o la canalización. Los profesionales con este perfil son necesario para la construcción de diques, represas, canales, puertos y demás estructuras en mares, ríos, lagos o entornos similares.
- Ingeniería del aire. En esta especialidad, se diseñan sistemas de energía mediante el uso de los movimientos generados por el viento. Estos expertos crean sistemas de generación de energía eólica subterráneos o en la superficie, además de asegurar el mantenimiento, la optimización y una eventual expansión de los parques eólicos.
- Biodiversidad. Se trata de la aplicación de la ingeniería en la conservación de la diversidad de flora y fauna. Esta rama es especialmente importante en países profundamente alterados por la actividad humana y que, sin embargo, cuentan con un valioso patrimonio natural, como es el caso del Perú.
- Ingeniería del suelo. Estos especialistas estudian el comportamiento del suelo como material estructural. Esta comprensión permite averiguar si una zona es adecuada o no para la construcción, así como para optimizar el diseño y las técnicas de edificación según la composición y las propiedades físicas del suelo, por lo que es clave en todo proyecto del sector construcción.
Además de estas especializaciones, UTEC guía a sus estudiantes mediante un enfoque holístico, un aprendizaje activo y una visión global a través de sus convenios internacionales. Así, los egresados se convierten en referentes del área en que decidan desempeñarse, mediante la búsqueda del equilibro económico y social en su entorno.
Alumnos de UTEC forman parte del proyecto Kuntur Aerodesign-UTEC
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UTEC
Estudiantes de UTEC forman parte del innovador proyecto Kuntur Aerodesign-UTEC, que busca competir con el evento SAE Aerodesign que se realiza en Brasil y México. Ambos se celebran todos los años entre equipos de todo el mundo que compiten por diseñar y fabricar el avión a escala con la mejor eficiencia y capacidad.
El equipo de Kuntur Aerodesign-UTEC cuenta con 26 integrantes y dos áreas de gestión. Por un lado, tenemos al área de Gestión Humana, bajo el coliderazgo de Karla Barros Chavarria, estudiante de Bioingeniería, y Rodrigo Mandujano Cornejo, estudiante de Ingeniería Mecatrónica.
Ambos se encargan de gestionar la difusión del contenido en redes sociales, la conformación de alianzas, los procesos de reclutamiento y el acompañamiento de los nuevos integrantes del equipo. Por otro lado, tenemos al área de Ingeniería, liderada por Cristian Palacios Rivera, estudiante de Ingeniería Mecánica, encargada de gestionar el proceso técnico del proyecto, desde el modelado 3D y el análisis estructural hasta la construcción del prototipo.
En la actualidad, el proyecto se encuentra en la segunda de cuatro fases. Si buscas formar parte de la iniciativa, puedes escribir a edward.lopez@utec.edu.pe
Alumnas de Bioingeniería de UTEC ganan la Beca TReeS 2022, Provost Research Scholarship y Tambopata Research Scholarship
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UTEC
Felicitamos a Sofía Vásquez y Sonaly Tomas, alumnas del último año de la carrera de Bioingeniería de UTEC, por obtener la Beca TReeS 2022, Provost Research Scholarship y Tambopata Research Scholarship, así como el primer puesto en la categoría Tesis 1 del Concurso de Tesis.
Su trabajo consiste en el desarrollo de hidrogeles de nanocelulosa bacteriana para remediación de efluentes contaminados con metales pesados, y responde al problema de la contaminación de las fuentes hidrográficas en el Perú, que afecta a la salud humana y al bienestar de nuestros ecosistemas.
Estos logros fueron posibles gracias al apoyo de UTEC, a través de la Dirección de Bioingeniería, Dirección de Investigación y del Centro de Investigación y Tecnología del Agua (CITA), además de la colaboración externa de la Universidad UC Davis.
¡Les deseamos muchos éxitos!
Conoce las 5 principales diferencias entre Ingeniería Mecánica y Mecatrónica
Descubre las 5 principales diferencias entre Ingeniería Mecánica e Ingeniería Mecatrónica. Conoce qué estudian, campo laboral, perfiles y más.
Escrito por:
UTEC
La Ingeniería Mecánica y la Ingeniería Mecatrónica comparten fundamentos como el diseño y análisis de sistemas, pero se desarrollan en contextos distintos. Mientras una se orienta al funcionamiento de máquinas, la otra apuesta por la automatización y la integración tecnológica.
La Ingeniería Mecánica y la Ingeniería Mecatrónica son carreras con alta demanda y múltiples aplicaciones en sectores como la industria, la energía, la minería o la manufactura. Aunque comparten fundamentos en matemáticas, física y diseño, se diferencian por sus áreas de especialización, campos de acción y competencias profesionales.
Entender estas diferencias es fundamental para elegir una carrera alineada a tus intereses. Mientras una se enfoca en el diseño y funcionamiento de sistemas mecánicos, la otra integra electrónica y automatización.
A continuación, exploramos las cinco diferencias principales entre Ingeniería Mecánica y Mecatrónica, basadas en sus perfiles, funciones y oportunidades laborales.
Las 5 diferencias principales entre Ingeniería mecánica y mecatrónica
Campo de acción
La Ingeniería Mecatrónica está orientada al desarrollo de sistemas automatizados que integran mecánica, electrónica y programación. Sus profesionales pueden desempeñarse en sectores como alimentos, minería, manufactura o textil, donde se requiere mejorar procesos productivos a través de la automatización y el control.
Por su parte, la Ingeniería Mecánica se centra en el diseño, análisis y mantenimiento de sistemas mecánicos. Sus egresados trabajan en industrias como la metalmecánica, energética, alimentaria, textil o farmacéutica, asegurando el correcto funcionamiento de maquinaria, estructuras y equipos industriales.
Áreas de trabajo
Los profesionales en Mecatrónica suelen trabajar en áreas vinculadas a la automatización de procesos industriales, así como en proyectos de robótica, diseño de sistemas embebidos y control automático. A medida que más empresas modernizan sus operaciones, la demanda por estos perfiles sigue creciendo.
La Ingeniería Mecánica permite a sus egresados desarrollarse en múltiples funciones, como la producción y mantenimiento de maquinaria, el diseño de sistemas mecánicos, la consultoría técnica o la investigación científica en instituciones educativas o tecnológicas.
Perfil del egresado
El egresado de Ingeniería Mecatrónica combina conocimientos en mecánica, electrónica y computación, lo que le permite diseñar soluciones integradas para optimizar procesos industriales. Esta visión multidisciplinaria lo hace ideal para entornos que requieren innovación tecnológica y eficiencia operativa.
¿Y qué hace un ingeniero mecánico? Este profesional cuenta con una sólida formación en física, matemáticas, diseño y termodinámica, y está capacitado para intervenir en sectores como energía, transporte, manufactura, minería e infraestructura, liderando proyectos técnicos y operativos en distintas escalas.
Avances tecnológicos
La Ingeniería Mecatrónica es clave en la transformación digital de los procesos industriales. Su enfoque en la automatización, la electrónica y los sistemas de control la convierte en una carrera esencial para el desarrollo de tecnologías aplicadas a la robótica, líneas de producción inteligentes y dispositivos programables.
Por otro lado, la Ingeniería Mecánica ha sido históricamente fundamental en el diseño de motores, turbinas, sistemas hidráulicos y maquinaria pesada. Sus avances continúan impactando sectores como el transporte, la energía y la manufactura, donde se requieren soluciones mecánicas eficientes y seguras.
Enfoque curricular y herramientas aplicadas
En UTEC, la Ingeniería Mecatrónica integra asignaturas especializadas como control automático, sensores y actuadores, sistemas embebidos y fundamentos de inteligencia artificial, con el propósito de diseñar sistemas automatizados y robóticos.
La Ingeniería Mecánica en UTEC, por otro lado, prepara a sus estudiantes para diseñar, fabricar, operar y mantener maquinaria mediante cursos técnicos y de gestión. Su perfil profesional destaca competencias en el diseño, control y mantenimiento de sistemas mecánicos y maquinarias industriales.
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Más detalles sobre la Ingeniería Mecánica y la Ingeniería Mecatrónica
Ahora que ya sabes sus principales diferencias, conoceremos más sobre qué hace un ingeniero mecánico y mecatrónico, además de sus objetivos profesionales y ejemplos de aplicaciones:
Ingeniería Mecánica
Enfoque:
Diseño, desarrollo, análisis y mantenimiento de sistemas mecánicos y térmicos. El objetivo es optimizar el funcionamiento de máquinas y estructuras en distintos sectores industriales.
Objetivo profesional:
Crear soluciones mecánicas eficientes para la producción de bienes, energía, transporte y maquinaria industrial, mejorando su rendimiento, seguridad y durabilidad.
Áreas de estudio:
Termodinámica, mecánica de materiales, dinámica de sistemas, energía y fluidos, diseño asistido por computadora (CAD), fabricación y procesos industriales.
Ejemplos de aplicación:
Diseño de motores de combustión, turbinas eólicas, estructuras para transporte ferroviario, maquinaria de producción, equipos biomecánicos o sistemas hidráulicos.
Ingeniería Mecatrónica
Enfoque:
Integración de mecánica, electrónica, informática y sistemas de control para automatizar procesos industriales y desarrollar tecnologías inteligentes.
Objetivo profesional:
Diseñar y desarrollar productos y procesos automatizados que optimicen la eficiencia en plantas industriales, sistemas robóticos, dispositivos inteligentes y maquinaria avanzada.Áreas de estudio:
Control automático, electrónica y circuitos digitales, programación de sistemas embebidos, robótica industrial, sensores y actuadores, inteligencia artificial aplicada a la automatización.
Ejemplos de aplicación:
Diseño de robots industriales, líneas de ensamblaje automatizadas, sistemas de autoenfoque en dispositivos ópticos, automatización de maquinaria agrícola o vehículos autónomos.
Elige la que más se adapta a ti y comienza tu vida universitaria en UTEC
Si te llama la atención la posibilidad de generar o programar movimientos en diversos tipos de máquinas, es probable que tu carrera ideal sea la Ingeniería Mecatrónica, que integra conocimientos de la mecánica y la electrónica.
Si buscas una carrera con un campo de acción más amplio y te gustan las matemáticas y la física, podrías estudiar Ingeniería Mecánica.
Somos la universidad que tiene Inteligencia Artificial en el 100% de sus programas académicos. En UTEC tenemos una modalidad de admisión que se adapta a ti. Regístrate aquí e inicia tu postulación hoy.
Preguntas frecuentes sobre Ingeniería Mecánica y Mecatrónica
¿Cuál es la diferencia entre Mecánica y Mecatrónica?
La principal diferencia entre Mecánica y Mecatrónica radica en su enfoque. Mientras la Ingeniería Mecánica se especializa en el diseño y funcionamiento de sistemas mecánicos, la Ingeniería Mecatrónica integra mecánica, electrónica, informática y control para desarrollar soluciones automatizadas.
¿Qué hace un ingeniero mecatrónico?
Un ingeniero mecatrónico diseña, implementa y mantiene sistemas inteligentes que automatizan procesos industriales. Su trabajo combina conocimientos de programación, electrónica, robótica y mecánica para optimizar la producción y desarrollar tecnologías innovadoras.
¿Qué hace un ingeniero mecánico?
Un ingeniero mecánico se encarga del diseño, análisis y mantenimiento de sistemas mecánicos y térmicos. Participa en la creación de maquinaria, vehículos, estructuras energéticas y dispositivos industriales que requieren eficiencia, resistencia y seguridad.
¿Cuál es el campo laboral de la Ingeniería Mecatrónica?
La Ingeniería Mecatrónica tiene un campo laboral en constante crecimiento. Sus profesionales trabajan en automatización industrial, robótica, manufactura inteligente, mantenimiento de maquinaria automatizada y desarrollo de productos tecnológicos en sectores como energía, alimentos, salud y transporte.
¿Qué conocimientos se requieren para estudiar Ingeniería Mecánica?
Para estudiar Ingeniería Mecánica, es importante tener afinidad por las matemáticas, la física y el diseño. Esta carrera requiere habilidades analíticas, pensamiento lógico y capacidad para resolver problemas complejos relacionados con el movimiento, la energía y los materiales.
UTEC: conoce a nuestras estudiantes que son parte del programa UIF de Stanford University
Escrito por:
UTEC
El programa University Innovation Fellows (UIF) permite a los estudiantes convertirse en líderes de cambio en la educación superior. Los fellows lideran un movimiento global para garantizar que todos los estudiantes adquieran las actitudes, habilidades y conocimientos necesarios para generar un cambio positivo en sus universidades.
Luego de mucho esfuerzo y dedicación, cuatro estudiantes de UTEC que postularon al programa University Innovation Fellows (UIF) de Design School de Stanford University, fueron aceptadas. Se trata de Nadia Chamana Chura, Grecia Delgado Espinoza, Macarena Oyague Santolalla y Mia Townsend Ku.
“Podemos definir este sentimiento como emocionante, increíble y asombroso. Pertenecer a una comunidad de alumnos que tienen las mismas ganas de llevar a cabo un cambio positivo en sus centros de estudio y se encuentran haciendo iniciativas para desarrollarlo realmente nos motiva a seguir contribuyendo dentro de la UTEC. Nosotras sentimos que existe un antes y un después de haber llevado el programa, ya que hemos podido interiorizar la importancia de crear iniciativas que incentiven el espíritu de curiosidad y mejoren la cultura del emprendimiento en la universidad, que son realmente necesarios para generar soluciones que ayuden a nuestra comunidad”.
Nadia, Grecia, Macarena y Mia nos cuentan más en esta entrevista:
● ¿Cuál ha sido su experiencia en este programa?
UIF es un programa bastante exigente, retador y emotivo. El entrenamiento dura 6 semanas, por lo que pusimos los esfuerzos necesarios para cumplir con los objetivos en el corto tiempo. Hemos aprendido acerca del proceso de Design Thinking y Lean Startup para diseñar soluciones que impacten en la comunidad universitaria y que puedan lograr tener alto impacto.
Nos sumergimos desde el primer momento en explorar el ecosistema de UTEC para poder tener conciencia de cuál es la situación actual y cómo se sienten los estudiantes dentro de la universidad. Por ello, realizamos actividades para poder aprender las habilidades que busca el programa, las cuales son identificar necesidades, realizar varios diseños de una solución y validarlas con quienes finalmente son los usuarios. Además, pudimos lograr complementarnos como equipo para poder crear soluciones con pasión, que estén llenas de inspiración a partir de nuestras experiencias y de las experiencias de nuestros compañeros.
● ¿Cómo fue el proceso para ser elegidas fellows?
Fue un proceso largo en el cual nos dieron la oportunidad de demostrar el motivo por el cual queríamos ser parte del programa. Realizamos varias fases de postulación durante 6 meses. Nos pareció muy interesante que el sistema de evaluación para ser elegidas fue un proceso distinto al que alguna de nosotras había experimentado antes. El motivo de ello es porque se tomaron en cuenta las experiencias extracurriculares que hemos tenido, la forma en la que trabajamos en equipo y nuestra capacidad para ser agentes de cambio en nuestro entorno.
Al ser aceptadas por UTEC dentro del proceso de selección interno, pasamos al proceso de selección con el Institute of Design de Stanford (d.school). En este momento recibimos el rol de candidatas por parte de UTEC, así que empezamos a reunirnos como equipo para compartir nuestras ideas, experiencias y visiones de modo que podamos empezar este proceso conociéndonos como equipo. Luego, fuimos aceptadas por UIF y empezamos el entrenamiento online.
Durante las seis semanas contamos con el apoyo de Natalia Suarez, quien fue nuestra UIGuide. Ella pertenece a la Universidad Tecnológica del Uruguay y es parte de la comunidad global de Fellows. Tuvimos que cumplir con una serie de retos cada semana para finalmente tener un prototipo de solución ante las problemáticas que existen por parte de la comunidad de estudiantes..
● ¿Cómo se sienten siendo fellows?
Estamos emocionadas por comenzar a implementar nuestras propuestas en UTEC, ya que dentro del programa hemos podido aprender a diagnosticar de forma adecuada los problemas dentro y fuera de la universidad, así como generar soluciones viables y que tengan un real impacto en las personas . Además, estamos muy felices de asistir a nuestra próxima experiencia como Fellows, el UIF Silicon Valley Meetup, que toma lugar en Stanford University durante finales marzo del 2022. Ahí tendremos la oportunidad de conocer a los Fellows de otros países, que han llevado el programa al igual que nosotros y han pasado por el mismo proceso que nosotras enfocándose en sus centros de estudio.
● ¿Cómo contribuye y apoya UTEC en su participación?
La experiencia está enfocada en mejorar la experiencia de los estudiantes de UTEC y crear oportunidades para ellos. Por ello, hemos estado en constante comunicación con distintos perfiles para poder definir y perfeccionar nuestras soluciones planteadas. Primero, hemos conversado con nuestros compañeros por medio de entrevistas y focus groups, para poder aprender de sus experiencias y entender las distintas perspectivas que puedan tener. Luego, con profesores y administrativos, para que nos ayuden con su visión y nos guíen con la viabilidad de las propuestas. Finalmente, la comunidad de fellows de UIF UTEC nos ha brindado la orientación necesaria para seguir los procedimientos necesarios para poder presentar nuestras propuestas a los directivos encargados de realizar las aprobaciones, así como poder darnos feedback en nuestras implementaciones a partir de su experiencia.
Con ello, buscamos que las iniciativas que hemos estado desarrollando cumplan con el objetivo de promover la innovación, el espíritu empresarial y la creatividad en los estudiantes. Durante el programa online, hemos contado durante todo el proceso con Verónica Lunga, quien es nuestra Faculty Champion. Ella ha podido verificar cual es el avance que hemos tenido semana a semana para poder aconsejarnos y verificar las necesidades que hemos estado trabajando. Además, ha podido ayudarnos a crear espacios con administrativos y profesores que normalmente tienen agendas muy saturadas para poder escuchar nuestras propuestas.
Docente de UTEC participa en paper publicado en la revista European Journal of Operational Research
Escrito por:
UTEC
Nuestro profesor de la carrera de Ingeniería Industrial, Fabien Cornillier, publicó recientemente un artículo en la destacada revista European Journal of Operational Research, titulado: A recursive time aggregation-disaggregation heuristic for the multidimensional and multi-period precedence-constrained knapsack problem: an application to the open-pit mine block sequencing problem.
Este artículo es un trabajo de investigación desarrollado por el profesor Fabien Cornillier con Pierre Nancel-Pénard del Laboratorio Delphos (Advanced Mining Technology Center, Chile) y Nelson Morales (Civil, Geological and Mining Engineering, Polytechnique Montréal, Cánada) con el objetivo de resolver un problema real de planificación en el sector minero. Es una buena ilustración del potencial de la Investigación de Operaciones en la mejora de la competitividad empresarial.
Se puede descargar el artículo de forma gratuita hasta el 16 de junio de 2022 en la editorial Elsevier en estas direcciones: https://bit.ly/3MtteTQ (versión web) y https://bit.ly/3Ls1T3f (PDF).
A continuación, Fabien Cornillier nos cuenta más sobre este logro:
Cuéntanos un poco de tu publicación, ¿qué problema resuelve en la industria minera?
Esta publicación trata de un problema importante y difícil de la industria minera a tajo abierto. En minas a tajo abierto, representamos el subsuelo como un conjunto de grandes bloques paralelepipédicos. La explotación de la mina consiste en extraer esos bloques del subsuelo para generar una utilidad. Sin embargo, los bloques no se pueden extraer de manera arbitraria. Si observamos una mina a tajo abierto, nos damos cuenta que tiene una forma de cono invertido para garantizar la estabilidad de las paredes, ello implica que para extraer un bloque es necesario primero extraer los bloques que se encuentren arriba de este (ver Figura 1). También, todos los bloques no son iguales: unos generan utilidades positivas, otros cuestan más de extraer que el valor de los minerales que contienen, generando así pérdidas.
Como para todas las empresas, el objetivo de la minera es maximizar su utilidad, la cual depende de cómo elegimos los bloques por extraer, cuándo y en qué orden extraerlos. Esos problemas de optimización son extremadamente difíciles de resolver, aún más en minas grandes que pueden contener millones de bloques.
En este contexto ya difícil, una consideración práctica viene a complicar el problema: tenemos que garantizar que las soluciones encontradas permiten alimentar sin discontinuidad las plantas que procesan los bloques, lo que exige tener siempre, y durante años, bloques con un mínimo de minerales listos para alimentarlas. Este requerimiento vuelve el problema tan difícil que en muchos casos ningún método conocido de optimización suele ser capaz de encontrar soluciones.
Con mis colegas Pierre Nancel-Pénard y Nelson Morales, proponemos un método que permite encontrar muy buenas soluciones en problemas de planificación extremadamente grandes con más de 2 millones de bloques, 40 millones de variables y 700 millones de restricciones, cuando los otros métodos no encuentran ninguna solución.
¿Cómo este problema puede influenciar la competitividad de una mina?
Aparte de factores externos tales como los precios de los minerales en los mercados internacionales de materias primas sobre los cuales la empresa minera no tiene ningún control, la utilidad de una mina depende de la manera de explotarla a lo largo de su vida que puede ir hasta 30 o 40 años para las minas más grandes. Su utilidad depende de la eficiencia de la explotación, es decir de su planificación que consiste esencialmente en responder a las preguntas: ¿Qué bloques extraer? Y ¿Cuándo?. En el transcurso de la explotación de un yacimiento, la planificación de la extracción de bloques explica en gran parte los resultados financieros generados. Las herramientas de optimización son también esenciales al momento de decidir de invertir o no en la explotación de un nuevo yacimiento. Naturalmente, los inversionistas están más dispuestos a financiar la explotación de un nuevo yacimiento si la minera es capaz de demostrar su rentabilidad futura, cuando la diferencia entre un yacimiento rentable y otro que no lo es radica en gran medida en la optimización de la planificación.
¿Cuál fue la innovación en el artículo publicado?
Los métodos clásicos descomponen la vida útil de la mina en periodos, meses o años. Si por ejemplo queremos explotar un yacimiento durante 20 periodos, nos interesa saber qué bloques se deberían extraer cada periodo. De hecho, es literalmente imposible resolver grandes problemas de 20 periodos de una sola vez. Resolver un problema con 2 periodos es mucho más fácil, eso lo sabemos hacer. Así, para reducir la dificultad de un problema grande, lo podemos dividir en una serie de subproblemas de 2 periodos esperando que la combinación de sus soluciones permita obtener una buena solución para los 20 periodos.
En problemas multiperiodos se utiliza generalmente una técnica clásica conocida como ventana de tiempo deslizante. Por ejemplo, podemos proceder de la manera siguiente: resolvemos un subproblema que considera solamente los períodos 1 y 2 para obtener la planificación del periodos 1, luego resolvemos un subproblema que considera solamente los períodos 2 y 3 para obtener la planificación del periodos 2, y así sucesivamente hasta obtener una planificación completa para todos los periodos (ver ejemplo con 8 años en la Figura 2). Esa técnica puede funcionar muy bien. Lamentablemente, es demasiado miope: se planifica cada vez un año tomando en cuenta la información de sólo un año en adelante. En ciertas circunstancias, necesitamos tener una visión más global para realizar que las mejores decisiones a corto plazo pueden perjudicar los resultados a largo plazo. Este es el caso de la minería dónde buscamos un plan de actividad que garantice el funcionamiento continuo de las plantas de procesamiento. El método de ventana de tiempo deslizante genera una excelente planificación en los primeros años a costa de imposibilidades en los años posteriores.
En el artículo, proponemos un método de agregación-desagregación, una forma muy distinta de descomponer el problema. Por ejemplo, para obtener una planificación de 8 años, agregamos los años de tal manera de obtener un problema con 2 periodos donde el primer periodo corresponde a los 4 primeros años, y el segundo periodo a los 4 últimos años (ver Figura 3). Así, sabemos qué bloques extraer en los primeros 4 años y que bloques extraer en los 4 últimos. A continuación, utilizamos la misma técnica para determinar si un bloque extraído en los primeros 4 años se debe extraer en los primeros 2 años (años 1 y 2) o en los 2 años siguientes (años 3 y 4). Igual para determinar si un bloque extraído en los últimos 4 años se debe extraer en los años 5 y 6 o en los años 7 y 8. Procedemos así sucesivamente hasta saber exactamente en qué año extraer cada bloque.
Con este método el problema se resuelve a diferentes escalas, con diferentes resoluciones: una resolución de 4 años por periodo al inicio, luego de 2 años, y en fin de 1 año. El hecho es que esta técnica permite una visión completa del horizonte de tiempo desde el primer paso, no tiene la miopía tan problemática de los métodos de ventana de tiempo deslizante, los resultados obtenidos lo demuestran.
¿Podría aplicarse el mismo método fuera del contexto de una mina con alguna adaptación?
Varios problemas multiperiodos de planificación tienen características similares al problema de planificación minera y podrían beneficiarse de ese nuevo método. Podría ser el único método apropiado en ciertas circunstancias, en particular cuando las decisiones de corto plazo tienen un impacto determinante sobre los resultados a largo plazo. Podemos tomar el ejemplo de un proyecto en el cual es deseable obtener un flujo de caja positivo todos los años, es decir no tener nunca un año con pérdidas. En término de aplicaciones, podemos pensar en la planificación de la ampliación de redes de telecomunicaciones o de distribución de gas por ejemplo.
¿En qué otros proyectos mineros estás trabajando o te gustaría trabajar?
Además de la minería a tajo abierto que hasta ahora concentra la mayor parte de los esfuerzos de investigación en planificación minera, la minería subterránea, que es el futuro de la minería, tiene muchos retos interesantes y poco estudiados. Otro tema de interés es la dimensión ecológica de la planificación minera. La minería tiene un impacto ambiental muy importante, cualquier mejora, incluso la más pequeña, puede tener un impacto tangible sobre las condiciones de vida de las poblaciones locales y, más generalmente, sobre el estado de nuestro planeta. Todavía es un punto ciego de la investigación.
En tu opinión, ¿qué habilidades consideras básicas para ser un profesional en Investigación Operativa?
La primera etapa en la resolución de un problema es reconocer que este existe en verdad para identificarlo. Se necesita curiosidad intelectual, pensamiento crítico. Además es necesario tener la habilidad de conectar ideas. El pensamiento asociativo es una dimensión importante de la creatividad. En la investigación operativa, estas habilidades tendrían un valor limitado si no se combinarán con la expertise. No se puede detectar e identificar una oportunidad de aplicación de métodos de optimización sin tener un buen conocimiento de los problemas clásicos de optimización conjugado a una cierta experiencia propia o ajena, por ejemplo por la lectura de artículos científicos o profesionales.
Luego de identificar un problema de interés, empieza la fase de profundización que consiste en intercambiar con todas las partes involucradas para llegar a una comprensión aguda del problema y su contexto. Esa fase es esencial y no necesariamente la más simple ni la más corta del proceso. Necesita paciencia, habilidades de comunicación y de escucha activa.
Una vez los detalles del problema aclarados, empieza la fase de modelamiento y de resolución que implica separar los factores más importantes que tomaremos en consideración de los factores no esenciales que podremos eliminar para construir una representación matemática o lógica del problema. Desde esa fase, es esencial tener un buen conocimiento de los diversos métodos de resolución con sus límites respectivos. La construcción del modelo es un ir y venir entre tres mundos: el mundo real, el modelo y los métodos de resolución. Se necesitan habilidades analíticas, importantes aptitudes para la resolución de problemas y una cierta experiencia de modelamiento y optimización.
Egresado de Ingeniería Química publica su primer artículo científico en la revista RSC Advances
Escrito por:
UTEC
Felicitamos a Luis de la Flor Barriga, egresado de la carrera de Ingeniería Química, por haber publicado su primer artículo científico en RSC Advances (2022, 12, 12436-12445), revista con un índice de impacto Q1.
La investigación se titula "Numerical analysis on a catalytic pyrolysis reactor design for plastic waste upcycling using CFD modelling" y presenta los resultados adquiridos por Luis durante el programa Real Life Experience (RLE) de UTEC . En su artículo analizó las tecnologías de pirólisis catalítica, que son tendencia actual, para abordar el reciclaje de residuos plásticos. Estas tecnologías son prometedoras porque ofrecen un menor consumo de energía y producen compuestos con mayor valor agregado, en comparación con la pirólisis térmica convencional.
¡Te deseamos muchos éxitos en tu carrera profesional, Luis!
Un problema silencioso…
Escrito por:
UTEC
No es novedad que la resistencia a antibióticos es un tema de gran preocupación a nivel mundial. Sin embargo, la magnitud de este cada vez supera más las proyecciones que se tenían en un inicio, habiendo ya superado en creces las proyecciones de casos para el 2050 y estando sólo por debajo del COVID-19 y la tuberculosis en el ranking de muertes asociadas directamente a infecciones en el 20191.
Pero ¿qué tanto se sabe de este tema? ¿cómo podemos resolverlo? De acuerdo con la OMS2, este no es un problema meramente clínico, sino que ingresa al concepto de One Health (Una Salud), que abarca interacciones entre humanos, animales y medioambiente. En efecto, toda presión externa modela la evolución y en el caso de las bacterias infecciosas diseña sus nuevos mecanismos de sobrevivencia. Es así como existen bacterias resistentes (dependientes de la concentración de los antibióticos suministrados) y bacterias tolerantes (aumentan su resiliencia durante el tiempo un tratamiento suministrado de manera no específica). 3
Escherichia coli es una de las “súper bacterias” resistentes a antibióticos. Fuente : https://www.dgcs.unam.mx/boletin/bdboletin/2016_425.html
Un punto clave para tratar a los pacientes es que la bacteria, con el tiempo, no se vuelva cada vez más resistente o tolerante, para que el tiempo de eficacia de un tratamiento pueda prolongarse y el paciente no sufra buscando alternativas más severas para su cura. Con el fin de investigar sobre la efectividad del esquema de tratamiento antibiótico en pacientes con infecciones por bacterias tolerantes a antibióticos, el grupo de investigación liderado por el Dr. James Collins del Massachussets Institute of Health hizo una publicación en Nature sobre la evolución de las bacterias tolerantes modeladas por los mecanismos de acción de los antibióticos utilizados.4
Las bacterias tolerantes a antibióticos generalmente se caracterizan por tener una tasa metabólica baja por lo que, evolutivamente, desarrollan mecanismos de evasión a antibióticos que utilizan como estrategia la interferencia en el metabolismo bacteriano para su muerte, mas no así con aquellos cuyo mecanismo de acción dependen mínimamente del metabolismo bacteriano. Además, se detectó in vitro que una administración cíclica de los antibióticos puede alargar la susceptibilidad de estas bacterias, con lo cual el tratamiento resultaría efectivo en un lapso mayor de tiempo beneficiando al paciente.4
Si bien, aun nos falta conocer mucho más sobre los mecanismos de resistencia de antibióticos, lo que queda claro es que la adecuada medicación es clave para evitar tolerancia o resistencia bacteriana y que, tanto el médico tratante como el paciente y la comunidad pueden hacer una gran diferencia. Podemos hacer nuestra parte y aplicar las lecciones aprendidas durante la pandemia del COVID-19: siempre lavarse las manos, y nunca automedicarse.
Referencias
1. Laxminarayan R, Duse A, Wattal C, et al. Antibiotic resistance—the need for global solutions. Lancet Infect Dis 2013; 13: 1057–98.
Aslam B, Khurshid M, Arshad MI, Muzammil S, Rasool M, et al (2021) Antibiotic Resistance: One Health One World Outlook. Front. Cell. Infect. Microbiol 2021; 11:771510
Levin-Reisman I, Brauner A, Ronin I, Balaban NQ. Epistasis between antibiotic tolerance, persistence, and resistance mutations. Proc Natl Acad Sci U S A. 2019;116(29):14734-14739.
Zheng, E.J., Andrews, I.W., Grote, A.T. et al. (2022) Modulating the evolutionary trajectory of tolerance using antibiotics with different metabolic dependencies. Nat Commun 13, 2525