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Contribuyendo a los Objetivos de Desarrollo Sostenible mediante la simulación virtual.
Marzo 30 de 2022
Por: Tatiana Gómez Bustamante
Cada día que pasa nos reafirma la necesidad de apostarle a la creación de naciones justas, donde las personas no habiten en condiciones de pobreza, hambre, ni discriminación; los ecosistemas sean respetados, los procesos industriales innovadores sean sostenibles; y todos estos proyectos estén apoyados por políticas públicas.
Los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) fueron adoptados en 2015 por las Naciones Unidas como un llamado universal a la acción para favorecer la sostenibilidad social, económica y ambiental desde diversos contextos en las naciones.
Para el cumplimiento de los ODS es necesario integrar diferentes áreas del conocimiento y apoyarse en herramientas tecnológicas de vanguardia como la simulación computacional, la cual puede favorecer el desarrollo de productos y procesos tecnológicos, desde dispositivos o tratamientos médicos que salven vidas, pasando por procesos de energías renovables, hasta procesos en plantas industriales. Son innumerables las aplicaciones que se pueden favorecer con la simulación virtual o testeo in silico, veamos algunas de acuerdo con el enfoque de los ODS.
ODS 3: SALUD Y BIENESTAR
Dentro de la búsqueda del bienestar de cada individuo y de la sociedad en sí, la salud desempeña un rol muy importante y algunos esfuerzos han sido encaminados al diagnóstico y tratamiento de enfermedades, el aumento de la esperanza de vida y la disminución de las tasas de mortalidad infantil y materna; esto implica que cada vez los tratamientos y dispositivos médicos sean más seguros, eficientes y cumplan con regulaciones internacionales necesarias para su comercialización y uso.
Por ejemplo, un dispositivo médico para tratamientos térmicos, antes de ser empleado en personas debe garantizar que cumple con sus especificaciones. ¿Cuál sería la máxima temperatura que alcanzaría el tejido expuesto al tratamiento?, ¿qué porción de los tejidos benignos o malignos se dañarían?, ¿cuánto tiempo de exposición sería efectivo para el tratamiento térmico? La simulación virtual permite acercarse a la respuesta a estas preguntas.
Así mismo podrían simularse otras aplicaciones inherentes a las líneas de la salud, como el transporte de un fármaco a través de la sangre, las propiedades mecánicas de las prótesis, procedimientos médicos con radiofrecuencia, mejora de implantes vasculares, apoyo al diagnóstico y tratamiento en medicina personalizada, entre muchos otros.
Recientemente la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA – US Food and Drug Administration) ha identificado que el modelado y la simulación pueden aportar a 4 de sus 8 prioridades estratégicas: modernizar la toxicología, fomentar la innovación en ensayos clínicos y medicina personalizada, garantizar que una tecnología emergente está lista para salir al mercado y aprovechar los datos mediante las TICS (Tecnologías de la Información y las Comunicaciones). Esto demuestra que cada vez más entidades regulatorias a nivel mundial confían en los resultados in silico para el desarrollo de productos y procesos tecnológicos.
ODS 4. EDUCACIÓN DE CALIDAD
¿Quién no ha tenido problemas para entender algunos conceptos complejos? ¿Sabes cómo se vería el campo magnético alrededor de un imán? O ¿cómo cambiaría el flujo por una tubería dependiendo de las propiedades del fluido? A veces imaginar estos escenarios es difícil y su explicación se limita a la simplificación a situaciones idealizadas o muy básicas, que no se verían en la vida real, considerando la complejidad de lo que nos rodea y compone.
Con la simulación virtual podríamos explorar situaciones más complejas y apoyar el entendimiento con gráficos 3D, 2D o 1D, que faciliten la comprensión de los conceptos físicos, químicos y matemáticos.
Esto podría ayudar a disminuir la deserción al tener estudiantes que comprenden mejor los temas vistos; también facilitaría la migración o complemento de algunas prácticas en laboratorios físicos hacia laboratorios virtuales, para afianzar la teoría y comparar datos simulados y experimentales.
Por ejemplo, en laboratorios donde realicen pruebas de esfuerzo-deformación, de fenómenos de transporte, de farmacología, de conceptos físicos o químicos.
Al formar profesionales con excelente conocimiento en su campo de acción y con habilidades en estas herramientas de vanguardia que cada vez más industrias requieren, también se promueve el trabajo decente y el crecimiento económico, ODS 8, que debe estar ligado con el ODS 5 para la igualdad de género, donde cada persona que forme parte de la comunidad, aporte desde su campo de acción, diversidad cultural, técnica y de relacionamiento, para beneficio de todos los demás ODS.
ODS 6. AGUA LIMPIA Y SANEAMIENTO
Según el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo, la escasez de agua potable afecta a más del 40% de la población mundial; para facilitar su acceso universal se deben tener en cuenta la infraestructura, las instalaciones sanitarias, los tratamientos de potabilización, entre otros aspectos.
Para el almacenamiento y distribución del agua se debe contar con tanques y tuberías que soporten mecánicamente el esfuerzo al que estarán sometidos, así como garantizar una composición de materiales que eviten la corrosión dependiendo de las condiciones a las que estarán expuestos; con la simulación virtual se puede experimentar con diferentes materiales, formas, tamaños, condiciones de operación y elegir la mejor configuración.
Otra posible aplicación es para la obtención de agua en ambientes donde el acceso a agua potable sea difícil, con la simulación virtual se podría testear el proceso de absorción de agua del ambiente usando membranas permeables, variando su permeabilidad o materiales, o también se podrían considerar diferentes humedades del ambiente para definir en qué condiciones sería estratégica la instalación de este equipo.
Otro campo donde la experimentación in silico puede aportar es en el tratamiento de aguas residuales, de ser necesario involucrar agentes químicos que posteriormente pueden contaminar afluentes, se podría determinar su cantidad, posibles sustancias que lo reemplacen y resultados al variar condiciones del tratamiento; esto beneficiaría también los ODS 14 y 15 acerca de la protección de ecosistemas acuáticos y terrestres. Aquí se resalta la importancia de articular las acciones desde diferentes contextos para lograr un impacto mayor.
ODS 7 y 13. Energía asequible y no contaminante – Acción por el clima
Aunque cada vez más personas tienen acceso a energía eléctrica, con el crecimiento de la población mundial también lo hará la demanda de energía y teniendo en cuenta que la energía eléctrica contribuye con la emisión de gases de efecto invernadero y éstos influyen tanto en el calentamiento global, , los esfuerzos deben enfocarse en procesos de energía limpia.
Recientemente se está explorando el hidrógeno como un combustible limpio y muy eficiente; con la simulación se podrían mejorar procesos físicos y químicos para la obtención de hidrógeno, su almacenamiento en depósitos y su uso final, respetando los recursos naturales y disminuyendo la contaminación. Posiblemente en un futuro cercano una gran cantidad de vehículos eléctricos funcionen con celdas de combustible, basadas en hidrógeno.
También podrían simularse sistemas eólicos (energía del viento) o fotovoltaicos (energía solar), donde se puedan elegir mejores materiales, tamaños, formas y condiciones de operación. Se podría analizar la eficiencia en diferentes ubicaciones geográficas, para aprovechar las condiciones ambientales de cada territorio, sin olvidar la responsabilidad ambiental que esto implica.
Es necesario garantizar también que los procesos industriales sean eficientes energéticamente, para cumplir con la normativa de emisiones contaminantes, disminuir el consumo de combustibles y acceder más fácilmente a certificaciones internacionales para procesos y productos amigables con el medio ambiente. Con la experimentación in silico se podrían optimizar procesos industriales que involucren mezclas, reacciones químicas, procesos térmicos, cámaras presurizadas, centrifugación, entre muchos más, no sólo para mejorar la eficiencia energética, sino para optimizar los procesos de acuerdo con su fin industrial, haciendo uso responsable de los recursos y aportando también al ODS 9: Industria, innovación e infraestructura.
¿Cómo hacer real todo esto?
Sin duda la simulación virtual o experimentación in silico puede aportar en gran medida a proyectos de investigación, desarrollo e innovación en diferentes áreas que influyan positivamente los ODS, facilitando la experimentación, toma de decisiones, ahorrando tiempo y costos e involucrando activamente diversas personas y disciplinas.
Pero todos estos proyectos deben también estar acompañados de políticas públicas que los promuevan y que agilicen su ejecución, de alianzas que los favorezcan, de una buena gestión: planeación, ejecución, cierre y retroalimentación y, sobre todo, de un diagnóstico constante que permita tomar decisiones que cada vez impacten más y mejor los ODS.
Soluciones In Silico SE SAS
Si tienes la certeza, o crees que la simulación puede impulsar algún proyecto tuyo, o del que haces parte, cuéntanos más, nos encantaría poder explorar opciones que te ayuden a hacerlo realidad.
Si quieres aprender acerca de simulación virtual, puedes acceder a nuestros cursos de formación STEM, donde podrás empezar desde cero a adquirir habilidades en esta herramienta de vanguardia.
También puedes acceder a paquetes de asesorías personalizadas para resolver dudas específicas con tu proyecto de simulación, tanto de la academia, como de la industria.
En In Silico SE SAS sumamos más de 26 años de experiencia en la simulación de sistemas y procesos, la investigación científica, la docencia universitaria y el desarrollo de proyectos de ingeniería; nos encantaría que juntos podamos aportar al cumplimiento de los ODS, contáctanos.
Nota sobre la autora: Tatiana Gómez Bustamante
Soy una bioingeniera apasionada por la vida y la ciencia, disfruto mucho aprender y enseñar y creo firmemente que juntos podemos generar un mejor impacto en nuestra sociedad si desde nuestras habilidades (técnicas y humanas) y campo de acción buscamos aportar a los ODS.