La Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID) dio a conocer los proyectos beneficiados con financiamiento Fondef IDeA I+D, fondo que busca impulsar el desarrollo de proyectos de investigación e innovación de base científica-tecnológica en colaboración con el sector privado, la sociedad civil y el Estado. Ocho proyectos con participación de investigadoras e investigadores de la FCFM fueron seleccionados.
Se trata de las propuestas de Doris Sáez, Claudio Pérez y Marcos Díaz, académicos del Departamento de Ingeniería Eléctrica; la académica Andreina García, del Departamento de Ingeniería de Minas; Patricio Felmer, académico del Departamento de Ingeniería Matemática; y los académicos Felipe Díaz, Juan Asenjo y Oriana Salazar, del Departamento de Ingeniería Química, Biotecnología y Materiales.
Todos los proyectos tienen un plazo de ejecución de hasta 24 meses.
Tecnología para la recuperación de aguas
Un prototipo novedoso y sustentable de un sistema integrado de tratamiento y recuperación de aguas desde tranques de relaves, es el proyecto liderado por la académica Andreina García. Con el fin de recuperar el recurso hídrico para riego agrícola y/o descarga en acuíferos, el sistema pretende remover arsénico, molibdeno y sulfatos.
“Estamos muy contentos con esta adjudicación. Es una oportunidad de generar nuevas tecnologías para el tratamiento de efluentes mineros, la recuperación de aguas desde estas matrices y la reducción de la huella hidrica por parte del sector minero, contibuyendo a la sostenibilidad de este sector”, señala.
El sistema se basa en el tratamiento secuencial de aguas mediante procesos de nanofiltración, nanotecnología –basada en tecnología previa, SolArsenic, también desarrollada por la investigadora– y biorreactores.
En el equipo liderado por García, también participa la académica Yasna Tapia, de la Facultad de Agronomía U. Chile, y Santiago Montserrat, investigador del AMTC, además de los investigadores Rodrigo Quezada, Geovanni Arredondo y Vania Rojas, de AMTC.
Extremófilos con efecto protector y uso antifúngico
La propuesta del académico del DIQBM, Juan Asenjo, director del CeBiB, es desarrollar, caracterizar y validar una formulación, basada en microorganismos extremófilos del norte de Chile, para incrementar el efecto protector y antifúngico de un eco-coating, para proteger contra hongos patógenos las cosechas de frutales (paltas, cítricos y manzanas). Es decir, un producto biológico seguro y de aplicación postcosecha, que aumente la vida útil de las frutas y prevenga la aparición de hongos patógenos, disminuyendo las pérdidas de alimentos y aumentando el prestigio de Chile como el mayor exportador de frutas en Latinoamérica.
Se estima que un 22% de los productos agrícolas exportados se pierde debido a que, por el largo tiempo que pasan en transporte, pueden ser atacados por enfermedades causadas por hongos. Para alargar su vida útil es que se buscan soluciones amigables con el medio ambiente, sobre todo, porque es una exigencia en los mercados de destino.
Por ello, las formulaciones ecoprotectoras desarrolladas en este proyecto serán validadas a pequeña escala en fruta de postcosecha, enfocándose en el efecto preventivo y protector frente a la infección. “En este punto se comparará la eficiencia frente a fungicidas químicos disponibles en el mercado. En base a estos resultados, se seleccionarán las mejores formulaciones, las cuales serán caracterizadas fitosanitariamente”, señala la propuesta.
Una antena impresa en 3D
Tomando en cuenta que en el ámbito de la tecnología satelital, la demanda por antenas livianas, rentables y de alto rendimiento es cada vez mayor, los investigadores Francisco Pizarro, de la Universidad Católica de Valparaíso, y Marcos Díaz, coordinador del programa satelital de la FCFM, lideran la investigación para conseguir mejores antenas impresas en 3D, adaptadas para aplicaciones satelitales.
“El proyecto usa técnicas de impresión 3D, impresión aditiva en metal y en polímero, para poder hacer antenas que funcionen como lente, es decir, que permitan agrupar ondas o separar ondas de forma constructiva o destructiva. Lo que uno hace con estos materiales es tratar de hacer que la antena apunte en una o en múltiples direcciones y, entonces, dependiendo de cómo alimentamos la antena, podemos mejorar su patrón de radiación para ir donde está la persona que requiere transmitir la señal”, explica Marcos Díaz.
Esto en los satélites es clave, porque se están moviendo, agrega. Poder ocupar materiales más livianos, también permite elaborar antenas con geometrías más complejas, difíciles de conseguir con las técnicas clásicas.
Parte del trabajo de la alianza entre la U. de Chile y la U. Católica de Valparaíso ya se está probando en el Suchai 3, actualmente en el espacio. Para esta propuesta además trabajarán con una empresa sueca.
Nuevas estrategias para desarrollar habilidades computacionales
El académico Patricio Felmer, investigador del Centro de Modelamiento Matemático (CMM) y director de la iniciativa ARPA, encabeza una investigación que busca diseñar e implementar un modelo de desarrollo profesional efectivo con impacto en los aprendizajes de los estudiantes, para que estos desarrollen habilidades digitales y de pensamiento computacional.
El modelo contempla un Taller colaborativo de habilidades digitales (3 meses) y otro de pensamiento computacional (un año). El diseño e implementación de los talleres se realizará en un proceso de retroalimentación permanente entre el equipo de investigación y los docentes y sus prácticas.
“Este proyecto constituye una gran oportunidad de colaboración entre el Departamento de Ingeniería Matemática (DIM) y Departamento de Ciencias de la Computación (DCC) en el área de la educación”, indica el académico.
El proyecto tendrá como directora alterna a la académica Jocelyn Simmonds (DCC), quien junto a su equipo aportará el conocimiento especializado de la educación escolar en tecnología, el que se complementará con la experiencia en formación profesional docente de la Iniciativa ARPA. “El proyecto representa un gran desafío y tiene el potencial de influir nacionalmente en el aprendizaje de estas disciplinas tan fundamentales hoy en día, a través de la participación de tres Servicios Locales de Educación”, subraya Felmer.
Un prototipo de IoT/renovable para escuelas rurales indígenas
El proyecto liderado por la académica Doris Sáez Hueichapan, considera una metodología intercultural como principio fundacional para el trabajo con comunidades escolares indígenas rurales.
Su objetivo es desarrollar un nuevo sistema de conocimientos para el trasvase e intercambio entre los saberes indígenas de la comunidad educativa y las tecnologías propuestas mayormente desde el mundo occidental, para lograr aplicaciones tecnológicas, basadas en Internet de las Cosas (IoT) y de energías renovables, que sean pertinentes a los propios territorios y sus culturas.
“Es un diseño, con la comunidad escolar, de prototipos tecnológicos que utilizan la Internet de las Cosas y energías renovables, considerando toda su cultura, toda la cosmovisión indígena en escuelas rurales indígenas. Es súper interesante, porque vamos a partir haciendo un diagnóstico de sus necesidades, poner el servicio la tecnología en las escuelas rurales para mejorar la enseñanza, por un lado, para incorporar a nivel escolar la cosmovisión indígena, pero a través de la tecnología”, indica la también investigadora del Instituto Sistemas Complejos de Ingeniería (ISCI).
El proyecto cuenta con el apoyo de CONADI, el ISCI y el seremi de Educación de la Araucanía. “Para nosotros es bien importante, porque es diseñar un prototipo a bajo costo que utilice estas dos tecnologías –IOT y las renovables–, que considera un enfoque intercultural. Queremos invitar a la gente tradicional, a los loncos, las machis, a los profesores, los apoderados y estudiantes que participen en este desarrollo que se concreta en aplicaciones como invernaderos”, agrega.
Además de la FCFM participan académico de la U. de la Frontera y la U. de Concepción.
Inteligencia artificial para fiscalizar el comercio electrónico
También en el DIE, el académico Claudio Pérez, investigador del AMTC, lidera un proyecto que propone desarrollar e implementar un sistema integral basado en inteligencia artificial para la fiscalización de productos que están bajo responsabilidad del Servicio Agrícola y Ganadero (SAG) y que se ponen a la venta a través de plataformas para el comercio electrónico.
“Se utilizarán estrategias avanzadas de inteligencia artificial para extraer información, tanto de las imágenes como de los campos de texto asociados a publicaciones de venta en línea, basadas en modelos de aprendizaje multimodal. La componente principal de investigación está centrada en la utilización de redes neuronales convolucionales (CNNs) y aprendizaje profundo para extraer información de las imágenes y textos publicados en el comercio electrónico para utilizar nuevas técnicas de aprendizaje multimodal y así identificar los productos ofertados que caen dentro del marco regulatorio del SAG, y determinar potenciales infracciones”, indica el académico.
El sistema propuesto operará a través de una interfaz web, en tiempo real y los fiscalizadores contarán con una respuesta en pocos segundos para realizar una toma de decisiones informada, eficiente y eficaz, fortaleciendo su labor.
Una fórmula para controlar salmonella en aves
Los xilooligosacáridos (XOS) son oligosacáridos derivados de xilano, que tienen efecto prebiótico, por lo que pueden mejorar la utilización de los nutrientes y favorecer la engorda de las aves de corral, a diferencia de los polisacáridos no amiláceos (NSP), compuestos presentes en los granos que se usan como alimento de estos animales y que disminuyen pueden reducir el rendimiento del crecimiento de estas.
La propuesta de la académica María Oriana Salazar, del DIQBM, investigadora del CeBiB, es generar un proceso de producción de xilooligosacáridos desde sustrato de xilano presente en trigo y maíz, habitualmente utilizados en la preparación de alimento de aves de corral.
“En nuestro laboratorio disponemos de una enzima endoxilanasa de origen fúngico, producida en forma recombinante en la levadura Pichia pastoris. Las características de la enzima, tales como actividad óptima a pH 4 - 5, estabilidad térmica y baja actividad xilobiasa, la convierten en excelente candidata para ser aplicada en la producción masiva de XOS, como suplemento alimenticio para aves de corral”, indica la propuesta.
Su equipo ya tiene experiencia en la producción enzimática de XOS, usando sustratos lignocelulósicos de residuos forestales y agrícolas. Por ello, plantean investigar un proceso para la producción enzimática de XOS usando alimento de la dieta de aves de corral como punto de partida.
Un explorador georreferenciado para cuantificar la absorción de CO2 en Chile
La propuesta del académico Felipe Díaz, del DIQBM, es escalar y validar un explorador georreferenciado para cuantificar la absorción de CO2 de sumideros naturales de carbono en Chile, utilizando información satelital, que sea aplicable en el Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental (SEIA).
Esta herramienta permitirá calcular y visualizar la captura neta de CO2 de manera pública y accesible, utilizando datos satelitales (EVI) para cualquier área seleccionada en el territorio nacional. Será validada con tomadores de decisiones y expertos en ecología del Servicio de Evaluación Ambiental, con quienes se redactará un acuerdo de colaboración para dar continuidad al desarrollo del explorador.
“Mediante su Estrategia Climática de Largo Plazo, Chile ha comprometido la mantención y cuidado de los sumideros naturales de carbono: ecosistemas que tienen un balance neto de CO2 negativo, es decir, fijan CO2. Sin embargo, no existe una herramienta validada a nivel nacional para estimar cuánto CO2 dejan de fijar estos ecosistemas cuando se instala un proyecto de inversión que los impacta”, señala la propuesta.
Esta laguna metodológica tiene implicaciones para la mitigación del cambio climático y el Balance Nacional de Emisiones, por lo que un explorador georreferenciado de sumideros de carbono, permitirá estimar la captura neta de carbono de ecosistemas chilenos.
“La implementación de esta herramienta podría transformar la forma en que se identifican, cuantifican y gestionan los sumideros de carbono en Chile, alineándose con las futuras normativas de emisión que podrían entrar en vigencia según la Ley Marco de Cambio Climático del país”, asegura en su propuesta.
