Miércoles, 25 de Diciembre 2024

Las ciencias químicas y computacionales, al servicio de la innovación

Conoce el proyecto multidisciplinario realizado por alumnos e investigadores de la UAG, con el cual desarrollaron un secador rotatorio virtual inmersivo

Por: Kike Esparza

La realidad virtual trabaja al servicio de la ciencia. CORTESÍA

La realidad virtual trabaja al servicio de la ciencia. CORTESÍA

Estudiantes e investigadores de la Universidad Autónoma de Guadalajara (UAG), desarrollaron un secador rotatorio virtual. En este proyecto estuvieron vinculados los conocimientos de las áreas de Ciencias Químicas y Ciencias Computacionales, tanto de nivel licenciatura como de maestría, donde a partir de un modelo matemático se creó todo un ambiente interactivo ubicado en una cava virtual, la cual se encuentre en el laboratorio de ingeniería química del edificio E de la ciudad universitaria, comparte la institución.

Se resalta además, que tradicionalmente, un secador rotatorio es un equipo que ocupa mucho espacio físico en las industrias. Este se compone de una bandeja por la cual ingresan los materiales a un cilindro giratorio de grandes dimensiones, donde se secan y salen por el otro extremo. Para los estudiantes del área de Ciencias Químicas el uso de este equipo es interesante porque al secar materiales pueden conocer los cambios físicos y químicos que tienen.

Y precisamente, la idea de tener un secador rotatorio virtual es que los alumnos puedan conocer este tipo de equipos y utilizarlos como si tuvieran el contacto con uno real, ya que gracias al modelo matemático desarrollado en la UAG funciona lo más apegado a la realidad.

El modelo matemático desarrollado por los involucrados ayudó a hacer más realista el secador rotativo virtual y, debido a que es una obra innovadora, fue registrada ante el Instituto Nacional de Derechos de Autor (Indautor). 

A propósito, EL INFORMADOR conversó con los responsables de este importante proyecto. Uno de ellos es el doctor Jonathan Rosales Hernández, profesor investigador titular de la UAG, quien destaca: “Desarrollamos un pequeño componente de calidad industrial en un ambiente virtualizado. El objetivo de este secador rotatorio, como su nombre lo dice, es tratar de replicar su contraparte realista. Un secador real lo que hace es secar materiales, regularmente se utiliza con mayor frecuencia dentro de Jalisco en el maíz. Entonces, éste necesita ser secado para posteriormente ser almacenado, así que en un principio se pensó precisamente en tratar de replicar todo el funcionamiento general de este secador rotatorio, con la intención, posteriormente, de incorporar todos los elementos, cada material que nosotros podíamos meter en éste, para poder ver su cambio de propiedades fisicoquímicas”.

Equipo encargado de desarrollar el secador rotatorio virtual inmersivo. CORTESÍA

Además, explica que en la cava virtual en la que se realizó el proceso los estudiantes pueden observar los cambios que se están generando “industrialmente hablando” con el secador, “tanto la rotación como la temperatura que se le está incorporando al secador”.

La idea de impulsar este proyecto fue del doctor Efrén Aguilar Garnica, director de Investigación y Desarrollo Tecnológico de la UAG, quien observó ejemplos de laboratorios virtualizados en escuelas europeas. Así que él le transmitió la inquietud a los involucrados para plantear la posibilidad de generar este tipo de tecnología en el laboratorio de la UAG.

El encargado del área de realidad virtual del desarrollo del ambiente fue Rogelio Salinas, egresado de la maestría en Ciencias Computacionales de la UAG. “Me encargué de hacer toda la parte visual y diseñé las mecánicas que iba a contener el laboratorio virtual”. Resalta que desde lo visual se trabajó para que el laboratorio virtual tuviera las adecuaciones que tiene un espacio de este tipo, “me encargué de diseñar los modelos 3D, para ello utilicé diferentes programas de modelado. Y con el secador rotatorio se diseñaron todas las piezas que visualmente serían perceptibles para los usuarios, se integraron las animaciones que contendría y lo que es la rotación, también una pista que se encargaría de llevar los materiales dentro del secador”. También trabajó en las texturas para que fueran lo más realistas posibles. Además, trabajó en el código para integrar un control para que el usuario lo pudiera utilizar.  

Por su parte, Ricardo Gutiérrez, egresado de Ingeniería Química de la UAG, compartió que él se encargó del área de simulación del modelo matemático. “Generalmente tú puedes encontrar muchos modelos matemáticos que predicen este tipo de equipos, el cómo va a estar fluctuando sus propiedades, como lo es la temperatura y la humedad, al inicio, al final y también a través del secador rotatorio. ¿Y qué es lo innovador de este proyecto? Que ya existen muchos software (para) la simulación, pero no hay una mezcla de un software que haga simulación y que puedas interactuar con realidad virtual, de ahí que venga la parte innovadora. Por lo tanto, nosotros nos encargamos de desarrollar el método numérico, decodificarlo, ya  que si queríamos comercializar este tipo de software, pues necesitábamos generar nuestro propio método para resolver este tipo de modelo”, ya que refiere, requiere de una complejidad alta para que pudiera dar resultados.

Modelos 3D realizados con diferentes programas. CORTESÍA

El doctor Rosales recordó que el éxito de tener este tipo de modelos matemáticos, “es que cambiamos de un simulador a un emulador donde tenemos comportamientos similares o iguales que las contrapartes realistas. Entonces, tenemos un secador rotatorio virtualizado inmersivo que tiene funcionalidades equivalentes a un secador rotatorio real. Además de ello, hemos estado trabajando en el cambio de material de manera física, es decir, que el material conforme avance respecto al tiempo tenga una curvatura de cambio de color, precisamente asociada a estos efectos físicos y químicos”.

Participaron alrededor de seis personas en este proyecto, entre profesores y alumnos egresados, duró un año el desarrollo del trabajo. El secador rotatorio continúa en las instalaciones de la UAG, “el objetivo es que los estudiantes comiencen a interactuar con este tipo de entornos virtualizados, y que los profesores se den cuenta de la ventaja que tenemos dentro de la parte de la realidad virtual. Pero no dejamos de lado la posible comercialización de este tipo de proyectos”, recalca Rosales, quien además reitera que también el objetivo no es que este sea el único desarrollo, “tenemos en mente al menos otros dos proyectos de la misma índole, pero también es involucrar otro tipo de carreras para que se favorezca el aprendizaje de los estudiantes”.

Finalmente, el doctor Efrén Aguilar resalta que este es un proyecto interdisciplinario donde hay alumnos que están ligados a la parte de tecnologías de la información y de ambientes inmersivos en realidad virtual, “pero por otro lado hay chicos de un área completamente distintas como la ingeniería química. Entonces, tratamos de ver un proyecto en el que nos pudiéramos integrar todos”. Un ambiente virtualizado optimiza costos porque comparten, es muy caro comprar un equipo como un secador rotatorio que además ocupa mucho espacio. “Estamos desarrollando tecnología innovadora en el Occidente, me atrevería a decir que en el país, inclusive en América Latina”. Además, refiere que no están cerrados a colaborar con otras universidades.

Para quien esté interesado en seguir a detalle lo que se hace en la UAG, recordó el profesor que está en marcha un podcast de investigación y desarrollo tecnológico en Spotify, el cual se llama “Investigación y desarrollo tecnológico de la UAG”.

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