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Ana Luisa Guerrero

México, D.F., 2 de diciembre 2015.- (aguzados.com).- La investigación científica y tecnológica tiene una estrecha relación con herramientas informáticas de gran capacidad de procesamiento, como las que ofrece el Centro Nacional de Supercómputo (CNS).

Perteneciente al Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica (Ipicyt), este laboratorio nacional del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) coadyuva en el cálculo matemático de investigaciones de diversas áreas del conocimiento a fin de que se realicen con certeza y velocidad.

El uso de supercomputadoras ha impactado significativamente en áreas de ingeniería, medicina, geofísica, geografía, química, astronomía, ciencias nucleares, ciencias de la atmósfera, por citar solo algunas, debido a que permite procesar de manera simultánea grandes volúmenes de información.

De acuerdo con el artículo "Supercómputo: aplicaciones y retos en la era digital", publicado por la Revista Digital Universitaria de la UNAM, el uso de esta herramienta ayuda a explicar la estructura del universo y el comportamiento de los átomos, así como diseñar fármacos o la aerodinámica de los aviones, de ahí que se le considere como uno de los pilares en el avance del conocimiento científico.

El doctor Moisés Torres Martínez, coordinador general del CNS, señala que aunque el término supercómputo lo desconozca la población no significa que no deba dársele todo su valor, debido a que de este depende el crecimiento y desarrollo de las naciones.

En entrevista para la Agencia Informativa Conacyt detalla que las aplicaciones del cómputo de alto rendimiento impactan en la vida cotidiana de la gente ya que permiten analizar el clima, fenómenos planetarios o sismos; en simulaciones del cuerpo humano y en áreas de la salud, así como en impactos industriales como pozos petroleros.

Es así, abunda, que su aportación repercute en la dinámica económica y en el desarrollo de las naciones.

Inicios prometedores

El proyecto del Centro Nacional de Supercómputo se perfiló en marzo de 2003 a través de un convenio de colaboración entre el Ipicyt, el Conacyt y el Texas Advanced Computing Center de la Universidad de Texas, institución que donó una supercomputadora Cray T3E con un rendimiento teórico de 160 gigaflops.

El doctor Juan Manuel Sánchez, de la Universidad de Texas, recuerda que la donación fue la semilla para que surgiera el CNS y se afianzara la colaboración entre ambas instituciones, que inició por la relación científica en común entre él y el doctor José Luis Morán López quien, como investigador del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav), acudía con eventualidad a la Universidad Autónoma de San Luis Potosí, antes de que se creara el Ipicyt.

A este proyecto se sumó el gobierno del estado de San Luis Potosí para la construcción del edificio que lo albergaría, cumpliendo con parámetros de acondicionamiento.

Tras un análisis de costo-beneficio del Cray T3E, se concluyó que era más rentable adquirir una máquina de supercómputo de nueva generación, por lo que se negoció con el fabricante para tomar a cuenta el equipo donado para la adquisición de otro con un rendimiento cercano a un teraflops (equivalente a un billón de operaciones de punto flotante por segundo) y cuyo costo contribuyó a solventar el gobierno estatal. A esta máquina se le llamó Un Potosí, en referencia a la actividad minera de la entidad; a la que se sumó Argentum con capacidad de procesamiento de 6.2 teraflops.

El CNS fue inaugurado el 4 de agosto de 2006 con el propósito de atender las necesidades de la comunidad científica. Tras ser beneficiario de una convocatoria de Laboratorios Nacionales, fue registrado y reconocido como tal ante el Conacyt y el Ipicyt un año después.

La calidad del trabajo que se desarrolló le permitió en 2008 firmar su primer contrato utilizando recursos de supercómputo con la iniciativa privada, una tendencia que ha ido consolidando incluso con el ámbito gubernamental y que le ha redituado en ingresos propios para mantenerse en operación como un centro de vanguardia tecnológica.

En el 2013 comenzó operaciones la Thubat-Kaal, una supercomputadora con capacidad de procesamiento de 107 teraflops que está posicionada entre los 500 equipos más poderosos del mundo (de acuerdo con la lista de la organización TOP500) y entre los primeros lugares a nivel Latinoamérica.

Bajo esta directriz de crecimiento, el año pasado —con recursos provenientes de la convocatoria para la Consolidación de Laboratorios Nacionales— adquirió un nuevo sistema de almacenamiento. A la par fue clausurada la Argentum que ha sido destinada a pruebas internas, a capacitación de becarios y para el monitoreo de redes.

A nueve años de su creación, el CNS se ha afianzado como una unidad que provee soluciones en supercómputo, informática y redes que desarrolla proyectos de alto impacto en los sectores científico, educativo, privado y gubernamental.

Academia, industria y gobierno

Por su carácter de laboratorio nacional, el CNS permite el acceso de investigadores de todo el país al supercómputo para el procesamiento de la información de forma remota.

“Proveemos acceso a investigadores del país que necesitan poder de procesamiento, ellos pueden ser del sur o el norte del país porque usan la máquina remotamente para obtener resultados de las investigaciones que están realizando, estas son multidisciplinarias, cubre casi todas las áreas de la ciencia que se ejecutan en el país”, señala.

A la par, los servicios ofertados también están encaminados a la industria y los distintos órdenes de gobierno para darles soluciones en tecnologías de información, que pueden ir desde el desarrollo de software o telecomunicaciones. 

“Esos servicios, obviamente, son para mantener en operación el Centro Nacional de Supercómputo debido a que 95 por ciento de nuestros recursos son autogenerados”, dice.

Doctor en Administración Educativa por la Universidad de California, Los Ángeles, y Universidad de California, Irvine, Torres Martínez refiere que han desarrollado modelaciones en diversas áreas, por ejemplo en proyectos de investigación de pronóstico del clima (weather research forecast) o sobre problemas matemáticos que requieren procesar cálculos para determinar algoritmos que los investigadores han desarrollado.

En astronomía, han acompañado a investigadores que analizan ciertos datos para determinar la distancia entre las estrellas; así como en el observatorio HAWC (siglas en inglés de High Altitude Water Cherenkov), el cual obtiene rayos gamma del cielo y a través del procesamiento de supercómputo se genera información que es analizada en las investigaciones.

Han colaborado con el Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE), Universidad Autónoma de Baja California, Universidad de Chiapas, Universidad de Guadalajara, Instituto Politécnico Nacional (IPN), Universidad Autónoma de Puebla, Universidad de Sonora y la Universidad de Colima, por mencionar solo algunas de las más de cien que utilizan el CNS.

En la parte de la industria, se realizan modelajes para mejorar los productos de las empresas que se acercan; por ejemplo, con la compañía Mabe “modelamos una parte de estufas en donde el calor se concentra porque el cliente quería cerciorarse que no fuera a ocurrir una explosión en la estufa; así hicimos cálculos del calor”, dice.

Algunos casos de éxito de la colaboración con instancias de gobierno son la creación y alojamiento de los portales de Internet federal y estatales del proyecto Habilidades Digitales para Todos, que suscribieron con la Secretaría de Educación Pública (SEP); en tanto que con el Instituto Nacional de Evaluación Educativa (INEE) ofrecieron servicios para la aplicación piloto del Programa Internacional para la Evaluación de Estudiantes (PISA, por sus siglas en inglés), de la prueba que se realiza en computadora.

Por más procesamiento

La Thubat-Kaal es la cuarta máquina más poderosa del país, con capacidad de procesamiento de 107 teraflops. La más poderosa es la llamada Abacus, hospedada en el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados, seguida de la que está en el Laboratorio Nacional de Supercómputo (LNS) en la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP); en tercer sitio se ubica la Miztli, la supercomputadora de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y detrás la del Ipicyt.

De acuerdo con el doctor Torres Martínez, la suma de estos equipos y de los existentes en el país hacen que México tenga una capacidad de procesamiento de 800 teraflops.

“Esa capacidad no es suficiente para un país cuya economía va creciendo y que requiere poder de cómputo para hacer avanzar su desarrollo e investigaciones que impacten en la economía”, señala.

Quien fuera coordinador de Casas Universitarias-USA en el sistema de universidad virtual de la Universidad de Guadalajara, refiere que lo deseable sería contar con 20 petaflops para cumplir la demanda de la investigación y la industria.

“Un petaflops tiene mil teraflops y nosotros solo tenemos procesamiento de 800 teraflops. Pero lo importante aquí no es tener ese mínimo aún, sino ir incrementando la capacidad gradualmente mientras vamos preparando e incrementando los recursos humanos que manejen esos sistemas de alto rendimiento en el país”, considera.

Y es que, dice, gran parte de la industria nacional necesita poder de procesamiento para resolver problemas y lo hace fuera del país porque no han tenido acceso o el conocimiento de que eso se puede realizar aquí con las supercomputadoras que existen.

“Si tuviéramos más poder de procesamiento en el país y siguiéramos fortaleciendo esas alianzas con la industria, se vería un impacto en las economías locales donde se encuentran los centros de supercómputo y estaríamos manteniendo trabajos del conocimiento para una economía basada en el conocimiento”, explica.

Y pone como ejemplo el desempeño que en los últimos años han tenido países como China, que hace 15 años no tenía una supercomputadora en su territorio y hoy en día tiene la más poderosa del mundo con 33 teraflops, el equivalente a tres mil de lo que posee México.

El rezago en supercómputo es una constante en América Latina, refiere el doctor Juan Manuel Sánchez, pues dice que en la región no hay una máquina que esté entre las primeras 100 más poderosas del mundo; la más rápida está en Brasil en la posición 120.

“Se está produciendo una brecha entre Asia, Estados Unidos y Europa con América Latina en un área que es crítica para la competitividad que, si bien es un reto, también es un área de oportunidad ya que existen entidades como el Centro Nacional de Supercómputo que contribuyen a que se cierre un poco esa brecha que crece a pasos agigantados”, asegura.

No obstante, indica, el supercómputo en el Ipicyt ha ido evolucionando tal y como ha ocurrido en la Universidad de Texas que en el último decenio ha tenido una máquina que se ubica en las diez primeras en el mundo.

“En este momento tenemos una que es la número ocho mundial, cuando la instalamos dos años atrás era la número cuatro y se va a reemplazar en 2016 para que nos ponga nuevamente en la posición tres o cuatro”, agrega.

Retos

El coordinador general del Centro Nacional de Supercómputo refiere que uno de los mayores retos en el supercómputo en México es la formación de recursos humanos, porque existe gran rezago de personas que tienen la formación para trabajar en esta área.

Y es que se requieren programadores y técnicos con conocimiento en sistemas de alto rendimiento, así como técnicos que puedan trabajar con investigadores como mediadores entre la máquina y la investigación que se realice.

Al respecto, el CNS se ha dado a la tarea de formar a su propio personal y un ejemplo de ello es que han firmado convenios con la Universidad Autónoma de San Luis Potosí, la Universidad Politécnica de Aguascalientes y el Instituto Tecnológico de San Luis Potosí, que les envían a sus egresados en tecnologías de información a quienes capacitan en esas áreas. En estos nueve años se han capacitado cerca de 100 jóvenes, de los cuales algunos siguen colaborando y otros se desarrollan en otras organizaciones.

Thubat-kaal

Es una supercomputadora tipo clúster marca IBM modelo iDataPlex, con una capacidad de procesamiento de 107 teraflops pico, en E5640 cores Intel Xeon E5-2680, se convierte como la primera de su tipo de Latinoamérica en contar con el Procesador Gráfico de Propósito General (GPGPU) Intel Xeon Phi 5110P.

Para más información visita el sitio web del Centro Nacional de Supercómputo.

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Mercedes López

México, D.F., 1 de diciembre 2015.- (aguzados.com).- Conocer y compartir las mejores prácticas internacionales en materia de proyecciones a domo completo para planetario digital en México, es el objetivo principal del II Festival Internacional de Planetarios que se llevará a cabo en el Planetario Cha'an Ka'an de Cozumel, en Quintana Roo.

El festival se realizará del 2 al 4 de diciembre y es organizado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), en conjunto con la Sociedad Internacional de Planetarios (IPS, por sus siglas en inglés), el Consejo Quintanarroense de Ciencia y Tecnología (Coqcyt), la Asociación Mexicana de Planetarios (AMPAC), el Planetario de Cozumel y el Planetario de Torreón, quien invita a expertos internacionales a compartir sus experiencias sobre la visualización de datos científicos y astrofísicos en planetarios digitales.

En entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, Jesús Mendoza Álvarez, subdirector de Radio y Televisión del Conacyt, comentó que los planetarios siempre han sido herramientas educativas y culturales, inicialmente eran para divulgar la astronomía y los avances en la exploración espacial, pero desde hace dos o tres décadas —con las tecnologías digitales— los planetarios se convirtieron en recintos culturales para divulgar la astronomía y todas las ciencias e incluso el arte.

El festival está dirigido a personal que labora en los planetarios que tiene a su cargo la proyección de los contenidos. “México tiene poco más de 30 planetarios pero la mayoría no produce contenido para planetario digital, es una producción que se hace en una parte muy importante con modelación y animación por computadora, pero también se trabaja con video y fotografía”, expresó el funcionario.

Afirmó que en diversos países de América, Europa y Asia abundan los planetarios, tanto en los museos y centros interactivos de ciencia como en las escuelas donde es muy común que haya uno, por ejemplo, en un high school o en una universidad, ya sea para actividades de divulgación o incluso de investigación de visualización de la ciencia.

Destacó que es un festival en el que se realizará una presentación de nuevas proyecciones, como la del Planetario Hayden de Nueva York, el cual es dirigido por el doctor Neil deGrasse Tyson, sucesor de Carl Sagan, uno de los divulgadores científicos más importantes del mundo.

El programa está compuesto con los temas más importantes que se dan en los planetarios con la participación de expertos de reconocimiento internacional. “El programa académico lo hemos elaborado en Conacyt con la colaboración de la presidenta de la Sociedad Internacional de Planetarios. Los conferencistas magistrales pertenecen a comités especializados de la IPS y esta sociedad internacional tiene comités para visualización de la ciencia para programas educativos, operación, audio inmersivo; es decir, los planetarios hoy en día tienen áreas especializadas para poder desarrollar sus actividades”, explicó.

También participan expertos del Planetario de Hamburgo como Thomas Kraupe, director del planetario, quien fue presidente de la IPS hace algunos años, y presenta dos proyecciones de estreno que se produjeron en Alemania.

“Intervienen dos doctores en astrofísica, uno de ellos es Carter Emmart, que está a cargo de la visualización científica del Planetario Hayden de Nueva York, y el otro es Mark SubbaRao, quien trabaja en la misma área de visualización pero en el Planetario Adler de Chicago; con ellos vamos a poder observar cómo las herramientas digitales de los planetarios pueden no solamente proyectar la bóveda celeste visible a simple vista, sino que además poseen las bases de datos astrofísicos de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA, por sus siglas en inglés) y la Agencia Espacial Europea”, complementa.

Por segunda vez se realizará el taller de producción para domo completo para planetario digital, impartido por dos expertos de la empresa Evans & Sutherland, que es una de las empresas que tiene mayor número de planetarios digitales en el mundo, y también habrá dos expertos en producción que han sido apoyados por el Instituto Politécnico Nacional (IPN) que conocen de este tema.

Mencionó que la idea del festival es para que el público asistente y los participantes puedan observar estas nuevas proyecciones, además de contar con un par de cápsulas para planetario digital hechas en México.

Al evento asistirán aproximadamente 55 personas que trabajan en planetarios de diferentes partes del país y 30 profesores de educación básica del estado de Quintana Roo, ya que habrá una conferencia de una experta de Estados Unidos que hablará sobre programas educativos. “Por ejemplo, los niños y niñas de primaria y secundaria reciben algunos temas en clase de astronomía, pero es muy diferente aprender esos conceptos en el salón de clases, que a veces es muy limitado, a hacerlo en un planetario, donde pueden visualizar esas regiones y esos objetos del universo”, agregó.

Por último, afirmó que los planetarios digitales son recintos de divulgación de cualquier ciencia en la que los estudiantes de primaria y secundaria pueden visualizar conceptos de trigonometría, geometría plana, conceptos básicos de química, física, biología, de matemáticas, y esa visualización ayuda a comprender conceptos que son abstractos y ahí radica la importancia de los planetarios digitales que son herramientas culturales de educación no formal que complementan la enseñanza formal en el aula. “Por ello,  van a poder darse cuenta para qué sirve un planetario digital, cómo puede ayudarlos en su clase, en su plan de estudios y cómo organizar la visita de los grupos al recinto”.

Según el funcionario, normalmente en un país desarrollado existen programas educativos muy sistemáticos y avanzados, donde hay documentación de actividades divididas en tres etapas: previas a la visita, durante la visita y posterior. En estas buenas prácticas los planetarios proveen a las escuelas y a sus profesores de esa documentación y de esas actividades. Por esta razón, la intención del Conacyt es que en todo el país se desarrolle esta masa crítica de los planetarios en México.

Conacyt como fuente de apoyo

El subdirector comentó que Conacyt, a través de la convocatoria de Apoyo a Proyectos de Comunicación Pública de la Ciencia, impulsa, promueve y estimula el desarrollo de contenidos para planetarios digitales.

“Esta producción audiovisual es muy singular, porque a diferencia de los cines o de la producción para televisión donde hay una pantalla plana, en un planetario digital tenemos una pantalla hemisférica de 360 grados y curva en todas sus direcciones, de manera que nosotros tenemos el hemisferio, si volteamos vamos a ver la imagen; todo el hemisferio es imagen fija o en movimiento y entonces la producción se hace más compleja porque tanto la producción técnica como estética de la imagen debe corresponder a ese espacio hemisférico”, completó.

Hizo hincapié en que el nivel de producción en México es mínimo. “Es lo que estamos promoviendo desde Conacyt, la idea de traer a expertos del extranjero es que el personal mexicano conozca lo que se está haciendo en los países desarrollados, todo el potencial que tienen en los propios planetarios y que no han podido desarrollar, es incluso mucho más económico traer a expertos a México que poder enviar a 100 personas a capacitar al extranjero o a ver las proyecciones”.

Los planetarios en los países desarrollados son herramientas cotidianas que complementan la educación formal, por ello la institución quiere fomentar que estas prácticas también se realicen en México.

La sede, el Planetario Cha'an Ka'an en Cozumel

La sede del festival es el Planetario Cha'an Ka'an de Cozumel, que pertenece a la Red Estatal de Planetarios de Quintana Roo, en la que también se encuentran el Yook’ol Kaab (Nuestro universo) de Chetumal, Ka’Yok' de Cancún y, próximo a inaugurarse, el Sayab de Playa del Carmen.

“El planetario de Cozumel es uno de los más modernos del mundo y el estado de Quintana Roo, gracias a su Consejo de Ciencia y Tecnología se ha convertido en uno de los estados a nivel internacional que más ha avanzado, y a la vanguardia en cuanto a planetarios digitales”,  concluyó.

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Nistela Villaseñor

México, D.F., 1 de diciembre 2015.- (aguzados.com).- Hace más de 60 años, el código de barras revolucionó la identificación y captura de datos de productos comerciales en supermercados y tiendas de ropa en Estados Unidos y, posteriormente, en el mundo entero. Ahora y desde el 2003, el código de barras de la vida es una herramienta que facilita el proceso de identificación de las especies alrededor de todo el planeta.

Lo anterior lo anunció la doctora Lidia Irene Cabrera Martínez, encargada del Laboratorio de Sistemática Molecular del Departamento de Botánica de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), quien destacó la importancia de apresurar el proceso de inventariado del planeta, por los graves problemas que afectan la biota —como el cambio climático—, así como por el acelerado proceso de destrucción del hábitat por crecimiento poblacional.

Cabrera Martínez, quien pertenece a la Red Temática de Código de Barras de la Vida (Mexbol) financiada por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), aseguró que existe una gran cantidad de especies no reconocidas aún, por lo que la labor de la red ha sido utilizar, como herramienta, "un pequeño fragmento del ADN de cada organismo, para llegar a la identificación de diferentes especies, ya sean animales, plantas, hongos o microorganismos".

México participa en una iniciativa internacional en la que no solo identifica e inventaría la biodiversidad, sino que también está creando una biblioteca de referencia en Internet, que cualquier persona con curiosidad por una especie puede consultar. "El fragmento de hoja que tenga en su jardín, o de la escama de algún pez, o de un pelo de algún mamífero, puede llevarlo a un laboratorio, que le hagan la secuencia, compararla en Internet y le digan la posible especie de que se trata", señaló la especialista.

Origen de la red

Mexbol se formó en 2010 y está integrada principalmente por centros que brindan apoyo en las técnicas de secuenciación, así como en la ayuda para la curación de datos: Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste (Cibnor), el Instituto de Biología de la UNAM y El Colegio de la Frontera Sur (Ecosur) unidad Chetumal, mencionó la doctora.

La red está constituida por expertos en taxonomía que conocen los organismos y están dedicados a su inventariado, "pero también instituciones con capacidad para generar secuencias pueden integrarse y ayudarnos a acelerar el proceso, ya que esto se necesita de forma rápida; también personas que están en localidades podrían ayudar colectando muestras con ciertas características: información de dónde, cómo y cuándo la colectó", indicó Cabrera Martínez.

La iniciativa trata de integrar a mucha gente, dijo la experta. "He tenido en el laboratorio alumnos de secundaria que me han ayudado a generar las secuencias. Hay un caso en Nueva York, de alumnos de bachillerato que se dieron a la tarea de ver si las bolsitas de tés que vendían allá tenían nada más manzanilla, y después de que muestrearon varios tipos, varias marcas, encontraron que 35 por ciento de esos tés tenía algo más que manzanilla. En esa forma nos pueden ayudar".

Cabrera Martínez destacó la importancia de los parataxónomos, personas que son entrenadas en campos para colectar, tomar datos requeridos y preservar muestras.

Uno de los objetivos de la red es divulgar el conocimiento con el fin de concienciar a la población acerca del problema "tan tremendo" de la falta de conocimiento de gran parte de la biodiversidad y también para que se enteren de la labor de las instituciones participantes, en lo particular, y de la red, en lo general, expresó la doctora.

Si contamos con que México es un país megadiverso, la tarea se vuelve compleja pero no imposible, afirmó la doctora. "Los invitamos a que conozcan nuestra página, que nos visiten, que conozcan qué es lo que hacemos, y vean lo megadiverso que es nuestro país, porque no solamente son las plantas y los animales, sino también los insectos. Realmente es ahí donde tenemos que trabajar, en la biodiversidad", concluyó Lidia Irene Cabrera Martínez.

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Felipe Sánchez Banda

Saltillo, Coah, 30 de noviembre 2015.- (aguzados.com).- Rocío Saldaña Garcés realizó su doctorado en Ciencias en Ingeniería Metalúrgica y Cerámica y la maestría en Ciencias de la Ingeniería Metalúrgica en el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) del Instituto Politécnico Nacional (IPN), unidad Saltillo.

Es egresada del Instituto Tecnológico de Saltillo de la carrera de Ingeniería en Materiales. En el 2012 ingresó a la Corporación Mexicana de Investigación en Materiales, S.A. de C.V. (Comimsa) como profesora investigadora y coordinadora de proyectos en el Posgrado de Tecnología de la Soldadura Industrial en las líneas de metalurgia de la soldadura y procesos de unión. Participó en proyectos de investigación relacionados con análisis metalúrgicos de aleaciones de aluminio y magnesio unidos mediante diferentes procesos empleados en la industria del transporte; además de proyectos relacionados con la fabricación de tuberías para conducción unidos por diferentes procesos, y en la industria automotriz.

Ha presentado diversos trabajos en congresos a nivel nacional e internacional. En 2014 realizó una estancia en el Centro Tecnológico AIMEN en España, participando en un proyecto de modificación superficial en aleaciones de aluminio mediante la técnica FSP. A finales del mismo año, el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) le otorgó una Cátedra Conacyt para Jóvenes Investigadores para el desarrollo de un proyecto propuesto por Comimsa y denominado Uniones de aleaciones de aluminio y magnesio empleadas en la industria automotriz y aeroespacial, sobre el cual habló en entrevista para la Agencia Informativa Conacyt.

Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿En qué consiste el proyecto Uniones de aleaciones de aluminio y magnesio empleadas en la industria automotriz y aeroespacial?

Rocío Saldaña Garcés (RSG): En este proyecto se estudia el efecto térmico y mecánico, a nivel microestructural de los diferentes procesos de unión, tanto convencionales como avanzados, para este tipo de aleaciones, ya sean uniones iguales como disímiles, las cuales cada vez están teniendo mayor presencia en los campos antes mencionados. En ello radica la importancia de este estudio.

AIC: ¿Cuál es la innovación del proyecto?

RSG: Los principales procesos con que se unen estos materiales son procesos de arco en los cuales se involucra calor, como los procesos GMAW (del inglés, gas metal arc welding) y GTAW (del inglés, gas tungsten arc welding), estos lo que ocasionan es una distorsión en el material, generación de fases no deseables a nivel microestructural y, por consecuencia, un cambio en sus propiedades mecánicas disminuyéndolas considerablemente. Debido a esto, es necesario buscar procesos alternativos de unión que disminuyan el efecto dañino que sufren estas aleaciones.

En la actualidad existen otros procesos que se les conoce como procesos en estado sólido, como por ejemplo el FSW (del inglés, friction stir welding), o el Brazing, entre otros. En estos procesos de unión no convencionales, no se llega a la temperatura de fusión del material, solamente se llega a un estado plástico del mismo y mediante presión es como se lleva a cabo la unión, disminuyendo de esta manera la aparición de fases indeseables que minimicen las propiedades mecánicas.

La principal innovación en este proyecto es el uso y estudio de procesos de unión no convencionales, por ejemplo, actualmente ya se utilizan estas aleaciones en la industria automotriz. Existen empresas que están lanzando autos o camionetas completamente de aluminio, esto debido a las buenas propiedades que presentan; además de ser más ligeros en comparación con los fabricados completamente de acero, también producen un ahorro en el combustible que consumen y producen menos emisiones dañinas a la atmósfera. Otro beneficio con que cuentan es la disminución en la cantidad de soldadura con material de aporte en las piezas, esto es lo que produce que disminuya su peso y el automóvil sea más ligero.

Por otro lado, se encuentra el magnesio y sus aleaciones, las cuales en México son poco empleadas y, por consecuencia, se tiene un conocimiento casi nulo del efecto que presenta al ser sometido a algún proceso de unión. Todos los materiales, en todas las partes integrantes de automóviles como de aeronaves, van unidos por algún proceso, ya sea de soldadura, adhesivo o cualquier otro método de unión. Aquí la importancia de estudiar el comportamiento que el magnesio y sus aleaciones puedan tener bajo ciertas aplicaciones.

AIC: ¿Cuál es la importancia del proyecto para el área de la metalurgia de la soldadura?

RSG: La soldadura se considera como una discontinuidad en el material, en donde se generan zonas sensibles para la aparición de diferentes defectos tales como porosidad, salpicaduras, entre otros, y esto ocasiona una disminución en sus propiedades mecánicas. En el momento de estar aplicando nuevos procesos de unión en este tipo de aleaciones, se procura que las características de la misma tengan propiedades mecánicas muy similares a las del metal base, y con esto disminuir las probabilidades de distorsión en el material, generación de defectos, presencia de fases dañinas, etcétera, ya que no se llegará a las temperaturas de fusión.

AIC: ¿Cómo inició este proyecto y en qué fecha?

RSG: Desde hace varios años se ha estado trabajando con temáticas relacionadas con la industria automotriz, como procesos, diferentes tipos de aceros, etcétera; sin embargo, en el 2012 se vio la necesidad de empezar a trabajar con proyectos que involucran diferentes materiales, en este caso no ferrosos, aplicados a las industrias que tienen mayor impacto en la región norte del país, en especial en Coahuila que es un estado en donde predominan las actividades del sector automotriz.

De igual manera, se están abriendo nuevas empresas en el sector aeroespacial en México que emplean este tipo de materiales. Para nosotros es importante continuar trabajando con proyectos que sean de interés para ellos, darles a conocer que además de las propiedades que tienen los materiales, existen formas alternativas de unirlos y que estos procesos otorgan mayores beneficios en comparación a los convencionales.

AIC: ¿El proyecto ha sido implementado a nivel industrial en alguna empresa?

RSG: Respecto a aleaciones de magnesio aún no, esto es más complicado de tratar. Las uniones de magnesio con el aluminio y el acero tienen comportamientos distintos por las diferencias de temperatura de fusión y su comportamiento mecánico, es por eso que todavía está en estudio.

En cuanto a aleaciones de aluminio sí, se ha trabajado con algunas empresas del área automotriz con las que se han mejorado las uniones y, por ende, su comportamiento mecánico.

AIC: ¿Para qué áreas de la ciencia resulta importante este proyecto? ¿Por qué?

RSG: Principalmente para la tecnología de materiales, siempre hay que estar estudiando para poder innovar y, con esto, hacer mejoras en sus aplicaciones. Si se modifican los materiales o alguna de sus propiedades se puede tener mayor rango de aplicación, por lo cual es importante conocer su comportamiento al momento de aplicarles una fuerza, someterlos a fricción o a cierta temperatura.

También se aplica al área de tecnologías de unión o procesos industriales. Son pocas las áreas que manejan el campo de la soldadura y es necesario que se incremente esta área en la investigación y desarrollo de la ciencia, ya que se aplica en todas las industrias. Por ejemplo, es imprescindible conocer sus efectos ya que si se aplica de manera incorrecta, puede ocasionar daños irreparables.

AIC: ¿Cuál es la siguiente fase del proyecto?

RSG: Estamos enfocándonos en uniones disímiles, lo que es aluminio y magnesio para conocer su comportamiento, ya que la tendencia va hacia la fabricación de automóviles completamente de aluminio o la mayor parte de este, y el magnesio es mucho más ligero que el aluminio y en cierto modo brinda más beneficios. Podríamos combinar los dos y bajar aún más las emisiones dañinas a la atmósfera, contaminantes, y ahorrar en costos de gasolina. Este enfoque es al área automotriz, pero queremos introducirnos mucho más a la industria aeroespacial, probando diferentes procesos tanto convencionales como no convencionales. Hacemos estudios tanto individuales para conocer las propiedades de cada uno, como en uniones disímiles para conocer sus propiedades y comportamientos con otros materiales.

AIC: ¿Cuál es la actualidad de la metalurgia de la soldadura en Coahuila?

RSG: Está muy enfocada principalmente en la industria acerera, ya que es el material que se tiene en mayor producción y es lo que se utiliza en la mayoría de las industrias. Sin embargo, debido a los beneficios que otorgan otros materiales no ferrosos es que se ha incrementado el porcentaje de su aplicación, principalmente en la industria automotriz. Las empresas van conociendo sus beneficios y el uso de diferentes procesos de unión; sin embargo, aún es necesario tener mayores estudios de los efectos que causan estos procesos de manufactura.

AIC: ¿Cuál es el futuro de la metalurgia de la soldadura? ¿Cuáles son sus tendencias?

RSG: Va incrementando el estudio de los procesos de soldadura y sus efectos. Muchos de los egresados de carreras afines y empresas relacionadas con procesos de manufactura están más interesados en esta área; en algunas han implementado departamentos enfocados hacia la investigación del efecto de la soldadura en los materiales o envían a su personal a capacitarse. Debido a que cada vez se cuenta con nuevos materiales y procesos, es importante conocer su efecto al ser sometidos a los procesos de unión para que de esta forma se puedan implementar de manera segura en un producto final.

AIC: ¿Por qué es importante el desarrollo de este proyecto para la producción actual y a futuro de la industria automotriz?

RSG: En las empresas siempre se manejan cuestiones de tiempo y económicas. El aluminio y el magnesio son materiales que son completamente reciclables, este es el primer beneficio. Otro beneficio es al momento de aplicar procesos nuevos, estos disminuyen los tiempos de producción, además se producen mejoras en las propiedades mecánicas.

La empresa tendrá mayor producción por procesos que dan mejores resultados que otros, en menor tiempo y con beneficios adicionales. Estos beneficios se reflejan en un menor costo unitario, un auto más ligero que consume menor cantidad de combustible, que emite menos contaminantes. Estas bondades no solo las reciben las empresas, sino también los consumidores, la sociedad en general, pues ellos podrán comprar vehículos de mejor calidad y a un menor costo. Aún nos encontramos en las primeras etapas de investigación y estudio de este proyecto, debemos conocer los comportamientos térmicos que existen y aplicarlos en ciertos puntos, la investigación sigue avanzando.

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