Revista Investiga.Tec 25

-PROFESORES TEC-

Enero del 2016 Año 9. No. 25. ISSN 1659-3383

Extensión cobra protagonismo(página 2)

Mosquitos genéticamente modificados para combatir el dengue(página 3)

Desarrollan modelos de impulsor para dispositivos de asistencia cardiaca (DAC)(página 5)

Apuntes perplejos La fuerza de lo frágil(página 5)

Biotecnología para todos(página 8)

Efectuaron primer mini simposio de mecánica de materiales(página 10)

TEC fortalecerá actividad de extensión(página 11)

Proyecto busca aumentar la permanencia estudiantil en colegios nocturnos de Costa Rica(página 15)

Internet de las cosas y microalgas: ¿qué tienen en común?(página 18)

Estudiantes del Doctorado en Ingeniería expusieron proyectos de investigación (página 21)

2 - ENERO 2016Investiga TEC

E xtensión cobra protagonismo

La fotografía de la portada de la presente edición ilustra el artículo Internet de las cosas y microalgas: ¿qué tienen en común?, que publicamos en la página 18. En ella se muestra el tanque de cultivo de microal-gas del Laboratorio de Bioenergía del Cen-tro de Investigación en Biotecnología del TEC.

requieren, en una actividad recíproca de “dar y recibir”.

El Doctorado Académico en Ingeniería, que imparte el TEC conjuntamente con la Universidad de Costa Rica desde hace poco tiempo, organizó una actividad académica en la cual los estudiantes expusieron públi-camente sus proyectos de investigación. Para quienes tengan interés, en las páginas finales de la revista se reseñan cada uno de esos pro-yectos.

En otro artículo damos cuenta de la apli-cación del Internet de las cosas, tema que habíamos abordado en nuestra edición ante-rior, a un aspecto concreto de investigación, en este caso la producción de microalgas para la generación de biocombustibles.

Estos y los otros artículos que les ofrecemos pretenden, al mismo tiempo, despertar el in-terés de los lectores y dar cuentas de lo que hace en investigación y extensión el Instituto Tecnológico de Costa Rica, institución que se financia con fondos públicos.

También invitamos a nuestros lectores a que nos sigan en la página de Facebook, Portal Investiga.TEC, y en Internet, en revistas.tec.ac.cr/investigacion.

La revista divulgativa de la investigación y la extensión del Instituto Tecnológico de Costa Rica, Investiga.TEC, llega en este 2016 a sus nueve años de existencia, con el objetivo de brindar a sus lectores temas de interés en es-tos campos, igual que ha querido hacerlo en los 24 números anteriores.

En la presente edición les traemos un artícu-lo sobre el interés que tiene esta institución de revitalizar y re-enfocar las actividades de extensión que se han llevado a cabo a lo lar-go de los 45 años de existencia del TEC, pero que a partir de ahora cobrarán protagonismo como uno de los tres pilares de la actividad académica.

Un nuevo programa de extensión dentro de la Vicerrectoría de Investigación y Ex-tensión, permitirá contar con más recursos y una mejor estructura administrativa para llevar conocimiento a comunidades que lo

Fotografía de portada

Marcela Guzmán [email protected]

Investiga.TEC es una publicación cuatrimestral

de la Vicerrectoría de Investigación y Extensión del Instituto Tecnológico

de Costa Rica.

Editora:Marcela Guzmán O.

Comité Editorial:Dagoberto Arias A.

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posibilidad de que alguna hembra con el gen pique a una persona 2.La aplicación de estas técnicas ha traído una gran cantidad de ventajas para combatir el dengue, debido a que permite un control de las colonias del mosquito, un bajo costo de producción y una alta tasa de eficiencia 4.

BrasilBrasil está particularmente afectado por el dengue. Desde mediados de la década de 1970 el dengue ha crecido a un ritmo alar-mante, con un número récord de casos noti-ficados en 2010. El dengue es una prioridad clave para el Ministerio de Salud de Brasil, que ha puesto en marcha un programa na-cional para el control del dengue3.Solo en el 2002, durante la epidemia del dengue, se reportaron alrededor de 800 mil casos de personas infectadas con dengue, de las cuales aproximadamente 60 000 debieron ser hospitalizadas y, de estas, 2 714 personas fueron diagnosticadas con dengue hemorrá-gico1.

3Investiga TECENERO 2016 -

Geovanni Garro Monge *[email protected] Méndez Muñoz **

Mosquitos genéticamente modificadospara combatir el dengue

El dengue es la enfermedad transmitida por vector de más rápida propagación. En los últimos 50 años, con la creciente expansión geográfica hacia nuevos países y de áreas ur-banas a áreas rurales8 su incidencia ha au-mentado 30 veces. Se estiman alrededor de 50 millones de infecciones de dengue anual-mente15. Los mosquitos viven generalmente cerca de asentamientos humanos y prefieren a los humanos como principal huésped para transmitir la enfermedad.Aproximadamente 2,5 mil millones de per-sonas viven en países endémicos de dengue8 y Costa Rica es uno de estos. A partir de 1993 la enfermedad se tornó endémica en el país, para resurgir epidémicamente cada vez que aumenta la población del mosquito vector, lo que usualmente ocurre durante la estación lluviosa10. Esta enfermedad ha traído graves problemas a la población y ha estado afectando al país económicamente. Por ejemplo, la Caja Cos-tarricense de Seguro Social (CCSS) ha in-vertido más de 5 mil millones de colones en la atención de pacientes con dengue7. En el 2013 se registraron más de 50 000 enfermos 6 y, según la CCSS, ha habido 300% más ca-sos de dengue que en el 20125.Actualmente no existe un tratamiento espe-cífico ni vacuna contra el dengue. La única manera de controlar la enfermedad es con-trolando la población del vector que la pro-paga: el Aedes aegypti 15.La falta de éxito para controlar al mosquito con insecticidas químicos se debe a la gran capacidad reproductiva y su flexibilidad ge-nómica. Estas características generan que el mosquito pueda evolucionar y generar re-sistencia a los insecticidas, además de poder adaptarse a vivir en un ambiente modificado por los humanos. Esto ha llevado a un serio problema de salud en la población4.

Gen letal dominanteSin embargo, existe otra opción la cual con-siste en la liberación de insectos portadores de un gen letal dominante; los insectos no son, en sentido estricto, estériles. Este sistema requiere que una cepa del organismo objeti-vo lleve un gen condicional, dominante, letal y específico del sexo, en donde la condición permisiva puede ser creada en un laboratorio o fábrica, pero nunca se podría encontrar en la población silvestre16.El gen letal es pasado por la descendencia de los mosquitos modificados y así, cuando estos son liberados en un ambiente silves-tre y se aparean con las hembras locales, su descendencia portará dicho gen. La descen-dencia resultante morirá antes de alcanzar la adultez y esto generará una reducción en la población del mosquito11.Esta tecnología es segura debido a que solo la hembra Aedes aegypti propaga el dengue, debido a que los machos y las larvas son in-capaces de picar a cualquier ser humano y como toda la descendencia muere, no hay

Figura 1. Esquema del mecanismo genético de producción de mosquito transgénico.Fuente: Yolanda Clemente (El País).

-PROFESORES TEC-


En Brasil se han realizado pruebas de los mosquitos modificados y se ha demostrado una reducción del 80% de la población de mosquitos en Itaberaba, parte de la ciudad de Juazeiro, Brasil. También se observó una reducción del 96% de la población de mos-quitos silvestres en Mandacarú después de solo seis meses. Se mantuvo este nivel de su-presión durante siete meses con liberaciones continuadas, a niveles reducidos, para evitar la re-infestación. Casi 3 000 personas fueron protegidas contra el mosquito del dengue durante este período3.

Malasia Durante el período 2002-2007, el costo eco-nómico del dengue en Malasia ha rondado un rango de US$ 88 millones a US$ 215 millo-nes, que son aproximadamente US$ 133 mi-llones anualmente. Esta suma de dinero abar-ca el equivalente a entre 3% y 7% del gasto del gobierno en atención para la salud 9.En un área inhabitada de Pahang, Malasia, se liberaron mosquitos adultos modificados con este gen letal. El estudio fue diseñado para conocer el efecto de la inserción del gen al ADN del mosquito. Como requerimiento para que se pudiesen llevar a cabo estas prue-bas, el experimento debió ser aprobado por el Comité Asesor de Modificación Genética (GMAC, por sus siglas en inglés), el cual con-cluyó que el estudio no afectaría la diversidad biológica de humanos, animales o plantas. El estudio gozó de la aprobación de las autori-dades del gobierno local y de las autoridades del estado de Pahang. Además, se llevaron a cabo reuniones organizadas por el Consejo Municipal de Bentong y la Asociación China de Bentong en Malasia (Bentong Malaysian Chinese Association), que tuvieron una gran aceptación por parte de la comunidad local y en las que se educó a la población. Las prue-bas realizadas concluyeron que la liberación de los Aedes aegypti modificados fue segura. Además, demostró que la cepa de mosquitos machos modificados presenta una esperanza de vida similar a los machos silvestres12.

Gran CaymanLas islas de Gran Cayman pertenecen a Rei-no Unido y están ubicadas en altamar entre Cuba y las costas de Honduras. El proyecto del uso del mosquito A. aegypti con el gen OX513A en la isla más grande de Gran Ca-

yman inició en 2009. En ese mismo año se realizó la liberación de 3,3 millones de mos-quitos modificados en un área de 16 hectá-reas, en 80 liberaciones14.La segunda parte inició en el 2010. Ese año se dio una liberación de 3,3 millones de mosquitos machos transgénicos en un área total de 55 hectáreas. Esta segunda liberación tomó un tiempo total de 23 semanas. La li-beración de mosquitos transgénicos estériles debería tener grandes repercusiones sobre la población de machos nativos temporalmen-te: el aumento de machos en las zonas de liberaciones; una reproducción de hembra-macho transgénico; y el decaimiento de los machos silvestres de la zona. La población de mosquitos -OX513A y nativos- fue mo-nitoreado con trampas para mosquitos adul-tos y larvas, y las trampas también se usaron para monitorear el número de mosquitos OX513A en las áreas de liberación. Las larvas se recolectaron y se buscaron las que estaban marcadas con genes fluorescentes, para estu-diar la población de larvas descendientes de machos transgénicos y silvestres. Los resultados mostraron que después de la liberación completa de los 3,3 millones de mosquitos transgénicos, la población de los mosquitos silvestres se redujo un 80%, 11 semanas después de la liberación y el porcen-taje se mantuvo durante siete semanas14.

Bibliografía1. Bosco Siqueira J, Turchi Martelli C, Coelho

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2. Brazil evaluates RIDL® for dengue. Oxitec. Disponible en: http://www.oxitec.com/may-2011-newsletter/. Consultado 2 septiembre del 2013.

3. Brazil trials achieve 96% suppression of the dengue mosquito. Oxitec. Disponible en: http://www.oxitec.com/oxitec-newsletter-ju-ne-2013/. Consultado el 12 de setiembre del 2014.

4. Bruno A, Castro A, Natal D, Toledo M, Con-trol of vector populations using genetically modified mosquitoes. 2009; Rev. Saúde Pú-blica 43(5), 869-874.

5. Casos de dengue aumentaron en 300% en comparación con el 2012. Teletica. Disponible en: http://www.teletica.com/Noticias/6833-Casos-de-dengue-aumentaron-en-300-en-

comparacion-con-el-2012.note.aspx. Consul-tado 21 de abril de 2014.

6. Casos de dengue aumentan en la región Brunca. Rodríguez I, La Nación. Disponi-ble en: http://www.nacion.com/nacional/salud-publica/Dengue-Ministerio_de_Salud-Region_Brunca-enfermedades_infeccio-sas_0_1393860707.html. Consultado 21 de abril del 2014.

7. CCSS ha invertido más de 5 mil millones de colones en atención por dengue. Teleti-ca. Disponible en: http://www.teletica.com/Noticias/22244-CCSS-ha-invertido-mas-de-5-mil-millones-de-colones-en-atencion-por-dengue.note.aspx. Consultado 21 de abril del 2014.

8. Dengue: Guías para diagnóstico, tratamiento, prevención y control. Boletín de la Organiza-ción Mundial de la Salud, 2009. 152p.

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10. Hernández F, García JD. Aedes, dengue y la posibilidad de un enfoque diferente de lucha. 2000; Revista Costarricense de Salud Pública 9: 1409-1429.

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12. Lacroix R, McKemey AR, Raduan N, Kwee Wee L, Hong Ming W, Guat Ney T et al. Open Field Release of Genetically Engineered Sterile Male Aedes aegypti in Malaysia. 2012; PLOS ONE 7(8): 1-9.

13. Mosquitos transgénicos contra el den-gue. El País: Disponible en: http://e l p a i s . c o m / e l p a i s / 2 0 1 4 / 0 4 / 2 7 / m e -dia/1398625867_873972.html. Consultado el 3 de octubre del 2014.

14. Subbaraman N. Science snipes at Oxitec transgenic-mosquito trial. Nature Biotechno-logy. 2011; 29(1), 9-11.

15. The need. Dengue. Oxitec. Disponible en: http://www.oxitec.com/health/the-need/. Consultado 30 de agosto del 2013.

16. Thomas D, Donnelly CA, Wood RJ, Alphey L. Insect Population Control Using a Do-minant, Repressible, Lethal Genetic System. Science 2000: 287 (5462), 2474-2476.

*Giovanni Garro Monge es investigador del Centro de Investigación en Biotecnología (CIB), del Instituto Tecnológico de Costa Rica.**Laura Méndez Muñoz es estudiante de ba-chillerato en ingeniería en biotecnología, del Instituto Tecnológico de Costa Rica.

Investiga TEC 5ENERO 2016 -

Marta Eugenia Vílchez*Gabriela Ortiz León**

D esarrollan modelos de impulsor para dispositivos de asistencia cardiaca (DAC)

Alfonso Chacón Rodríguez*[email protected]

Es quizás el problema más fascinante, y no en balde le llaman el “problema duro”: el de definir qué es la consciencia, si existe inclu-so. ¿Ilusión, simples procesos bioquímicos y bioeléctricos? ¿Alma y espíritu? La discusión es vasta, apabullante, contradictoria e incluso pasional entre religiosos, filósofos y neuro-científicos. Pero sin entrar mucho en ella ni cuestionar quiénes andan con más razón que otros, ¿no hay que admitirlo, que es cuestión de maravilla el que la materia pueda pensarse a sí misma?Yo, particularmente, no creo mucho en eso de la superioridad humana sobre el resto de la naturaleza. Pienso que somos un acciden-te. Y que este accidente afortunado, produc-to de millones de años de evolución, es en este momento quizás el espejo más complejo que se ha inventado el universo para pensarse a sí mismo. Pero sé que esto a muchos les sonará a afrenta: es delicado tocar estos asun-tos cuando aún nuestras herramientas para conocernos más y mejor son tan débiles y escasas. ¿Será que tantos años, como he es-cuchado por ahí, realmente le transforman a uno en cínico? Puede ser, pero prefiero la palabra “escéptico”. Y como escéptico, puedo entonces mirar la historia de nuestra especie y hacia adentro, y conjeturar que, en medio de todo lo especial que podemos considerar-nos como seres auto-conscientes, no somos necesariamente los únicos que podrían po-seer el don de la razón y la consciencia. Sin hablar de que, en algunas ocasiones, ese don parece más un castigo. Dice el filósofo John N. Gray, en varias de sus obras, que la singu-laridad humana viene más bien de la angus-tia que nos produce dicha autoconsciencia, y la problemática aún sin resolver que de ella hemos derivado: sobre la existencia o no de la autodeterminación o libre albedrío humano. Sin siquiera entrar en el problema de qué o

quién la puso ahí (si es que alguien o algo lo hizo, más allá del azar evolutivo).Muchos autores recientes navegan por esas aguas: Sam Harris y Daniel Dennet son solo dos. Ambos, desde posturas diferentes, se en-zarzan en discutir sobre la existencia o no de la consciencia y, por ende, de lo que de ella deriva: ¿somos seres realmente autónomos, en el sentido de decidir conscientemente so-bre nuestros destinos? Gray entra en el deba-te desde una esquina: caen la mayoría de los filósofos actuales en la trampa de suponer la superioridad última de la consciencia y, por ende, de la razón. En libros como El silencio de los animales, Gray ya ha brillantemente cuestionado los hijos de las ideas falsas del progreso humano constante, de cómo el nue-vo ateísmo no es más que el hijo bastardo de los antiguos sueños cristianos de redención. Y aunque lo considero algo injusto en sus ataques a Sam Harris –Harris ha sido quizás el más valiente de los nuevos ateos al prego-nar que la espiritualidad no es algo carente de sentido, pues al fin y al cabo dichas sen-saciones de trascendencia son productos de nuestra misma mente y, aunque se les tache de ilusión, no dejan como conceptos abs-tractos de afectarnos (en línea con las ideas de Joseph Campbell sobre la importancia del mito)–, concuerdo con Gray en que no se puede suponer a la humanidad como el pináculo de la evolución. Hacerlo, es seguir siendo víctima de las ensoñaciones creacio-nistas, con otro nombre. Pero ya se ve que en algo emula Gray a Ha-rris, al proponer la posibilidad evolutiva de la misma ciencia electrónica como continui-dad de la evolución biológica (las líneas pa-ralelas se me han entrecruzado bastante entre lo que ambos han escrito recientemente). Pero aquí veo que, al final, el mismo Gray socava en cierta manera su argumento, pues aunque pretende distanciarse de los futuró-logos como Ray Kurzvewil (que pretenden que pronto estaremos descargando nuestras

La fuerza de lo frágil

Opinión

Apuntes perplejos

De acuerdo con la publicación Indicadores Básicos de Costa Rica 2009, el Ministerio de Salud indica que las enfermedades cardiovas-culares son la principal causa de muerte en el país, para adultos mayores de 30 años [1].Frecuentemente las personas enfermas del corazón desarrollan insuficiencia cardiaca, caracterizada por el bombeo insuficiente de sangre para satisfacer las necesidades del cuerpo. Estudios españoles presentan una supervivencia de menos del 60 % a los cinco años después del diagnóstico de la insufi-ciencia [2]. Algunos de estos pacientes pue-den ser candidatos a trasplante de corazón o al soporte con máquinas, denominados dis-positivos de asistencia ventricular (VAD, por sus siglas en inglés).Desgraciadamente no todos los pacientes son candidatos al trasplante y no hay sufi-cientes órganos para todos los que los nece-sitan. Mientras se encuentra un donante que sea compatible, es posible utilizar los VAD como asistencia temporal o “puente a tras-plante”, para brindar una condición de vida aceptable en la espera.

Proyecto de investigación

Marta Vílchez y Gabriela Ortiz.


Otro uso de los VAD es servir de soporte mientras el corazón se recupera de alguna enfermedad; este uso se denomina “puente a recuperación”.El objetivo de nuestra investigación es el desarrollo en Costa Rica de un dispositivo de asistencia autóctono, capaz de asistir las funciones del corazón mientras este se recu-pera, o bien, mientras es reemplazado por un órgano natural de donante.Posteriormente, para llevar a cabo esta ta-rea se han planteado un conjunto de cinco proyectos de investigación enlazados, y cuya duración total es de 10 años, que permita la construcción de un prototipo funcional para pruebas “in vivo”, es decir, para pruebas en un ser vivo.En los dos primeros proyectos de investiga-ción se han desarrollado modelos matemáti-cos que permiten simular el comportamien-to del sistema circulatorio de una persona sana, y que gracias a su configuración permi-ten emular condiciones fisiológicas presen-tes en diferentes tipos de enfermedades del sistema circulatorio humano; este emulador se presenta en la figura 1. Con este sistema podemos evaluar los primeros modelos de dispositivos de asistencia circulatoria antes de su construcción física.Para poder diseñar mecanismos de impul-sión de sangre, se desarrollan modelos ma-temáticos del comportamiento sanguíneo en diferentes condiciones de flujo, tanto lami-nar como turbulento, y que consideren las características fisiológicas particulares de la sangre humana.Como un fluido vivo, las condiciones en las que la sangre se descompone deben ser evi-tadas a toda costa en un dispositivo de asis-tencia circulatoria. A partir de los modelos descritos anteriormente se estudia la inte-racción de la sangre con las partes móviles del impulsor y se evalúan las posibles conse-cuencias que el impulsor puede acusar en la sangre misma. Una técnica de diseño en ingeniería, muy utilizada en casos donde no es posible en-contrar una solución analítica cerrada a un problema generalmente complejo y del que no conocemos su comportamiento de ma-nera perfecta, es la utilización de métodos numéricos de solución.El diseño del impulsor, y su interacción con la sangre, se realiza con esta técnica de so-

consciencias en máquinas computacionales de gran capacidad y durabilidad: una especie de migración a un soporte físico más fuerte que nuestros débiles tejidos biológicos), hay también cierto menosprecio sobre las mara-villas de la evolución biológica en su aparen-temente opuesto discurso, aunque su tono sea más bien apocalíptico en contraposición con el futuro rosa de inmortalidad humana que persigue Kurzweill con su singularidad. Hay que ver esto con un poco de detalle. ¿Existirá la posibilidad de una inteligencia material no biológica? Harris también se apunta, cauteloso pero positivamente, en esa dirección. Si un trozo de materia pega-josa y suave ha logrado pensar, ¿por qué no otra configuración material? En esto coincide más con Gray, que también se declara ateo (y aquí aclaro, que un escéptico como yo no es necesariamente ateo, porque dudar significa no estar convencido en una u otra dirección, hasta no tener las pruebas contundentes del hecho que se afirma). En principio, si recolectamos los hechos, pareciera que las bases para estas elucubra-ciones son sólidas. Tenemos máquinas que nos superan ya en muchos aspectos: fuerza de cálculo, velocidad y precisión de manio-bra, fortaleza física. Los robots y computa-doras actuales son una maravilla de ingenio humano y un potencial competidor (piensen en Will Smith, en su versión de Yo, Robot: él también, ya es en sí un cyborg, y adentro suyo nace el temor de que la evolución parece ya dejarnos atrás a los simples humanos). Pero, ¿no es quizás muy temprano, para des-prestigiar a esa endeble y chiclosa materia? Podemos despreciar esa aparente fragilidad que nos limita a algunos años sobre este pla-neta, víctimas siempre de la intemperie y el universo. No hay que dejarse cegar por nues-tro peor defecto, esa arrogancia que otorga a nuestra consciencia y razón, y a nuestros productos tecnológicos, la primacía. Esta arrogancia es la que nos lleva a despreciar millones de años de inteligencia evolutiva, aprendida a fuerza de las mutaciones, la ex-perimentación natural y el azar. Un huma-no es ciertamente frágil como cualquier ser vivo. Y sin embargo, ¿quién no ha visto a una persona, por no decir un animal, una planta

misma, baldados de alguna de sus extremi-dades o algún órgano no vital, por no decir alguna supuesta discapacidad mental, y llevar sin embargo una existencia plena y funcional y, en muchos casos, excepcional? Nelson y Cervantes eran mancos, renco Lord Byron, Hellen Keller ciega y sorda, y autista la fe-nomenal Dra. Temple Gradin. Aún con to-das las loas que nos echamos encima por los objetos materiales que creamos, ninguno está cerca de la resiliencia y adaptabilidad que el material biológico posee. ¡Tratemos de hacer un auto funcionar sin una de sus ruedas! Y lo mismo puede decirse de nuestros su-puestos avances en la inteligencia artificial. La fuerza de las neuronas no está tanto en su número (que sí, podemos ya triplicar con los últimos procesos de transistores nanométri-cos), sino más bien en su capacidad e inter-conexión. Mil o más dendritas para una sola neurona, cien billones de interconexiones flexibles y adaptables para un cerebro medio según algunos cálculos (mil veces más que las estrellas existentes en la vía láctea), hacen ver ridículas a las si acaso millones de cone-xiones estáticas posibles entre dispositivos en un microprocesador de alta tecnología. Sin hablar de la plasticidad de cualquier cerebro, esa capacidad de rehacer sus conexiones se-gún sus necesidades de aprendizaje, durante un tiempo de vida medio de 70 años o más.Comparemos el tiempo de vida media de un humano con el de un auto. Un chip no supera en promedio los diez años; fractura térmica, fatiga metálica, electromigración. Estamos lejos de los procesos reconstructivos continuos que mantienen a los sistemas bio-lógicos a punto. No descartemos entonces tan rápidamente esta maravilla orgánica que somos y con la que nos conectamos con todo lo vivo y con nuestro mismo universo. Y qui-zás sí, entonces, algún día, descubramos que la consciencia existe. O tengamos la prueba del mismo Dios, pero no en la forma que lo imaginamos. Hay mucho que conocer allá afuera.

*Profesor de la Escuela de Ingeniería Electró-nica del Instituto Tecnológico de Costa Rica. Ingeniero en electrónica. Tiene una maestría en literatura inglesa y un doctorado en inge-niería con orientación electrónica.


lución numérica, mediante el método de elementos finitos, en el cual las estructuras y el fluido se descomponen en pequeños seg-mentos y las ecuaciones diferenciales que describen sus relaciones se resuelven en cada segmento, de manera que el comportamien-to final se obtiene con la suma de todas las soluciones parciales en cada segmento.El movimiento de la sangre en el impulsor se describe mediante las ecuaciones de Navier-Stokes para marcos de referencia rotatorios y que consideran un fluido newtoniano e incompresible el régimen turbulento que se incluye al adicionar un modelo de turbulen-cia κ-ε.

Hasta el momento se han evaluado diferen-tes opciones geométricas de impulsores de eje central, y hemos podido establecer sus curvas de operación características y las re-laciones entre el nivel de operación del im-pulsor y el daño que el impulsor crea en la sangre; por ejemplo, en la figura 2, donde se presenta el gráfico de presión en la estructu-ra del impulsor, este tipo de gráfico permite determinar con precisión qué parte o partes del impulsor pueden ser mejoradas antes de su construcción.Estudios posteriores permitirán validar de manera experimental los modelos matemá-ticos ya descritos para poder optimizar el

sistema de impulsión. Para lograr este obje-tivo será necesario implementar un banco de pruebas que opere en condiciones de velo-cidad y presión de flujo de nivel fisiológico.

Referencias[1] Ministerio de Salud de Costa Rica. Indica-dores Básicos de Costa Rica 2009. Situación de la salud en Costa Rica. 2009; 12-14.[2] Almenar Bonet L, et al. Registro Español de Trasplante Cardiaco. XX Informe Oficial de la sección de Insuficiencia Cardiaca y Trasplan-te Cardiaco de la Sociedad Española de Car-diología. (1984-2008). Revista Española de Cardiología, 2009; 62 (11): 1286-89.

Figura 1: Circuito electrónico simulador del sistema circulatorio de una persona; permite hacer evaluaciones de diferentes tipos de impulsores y de diferentes enfermedades del corazón.

a) b)

Figura 2: Gráfico de la presión a lo largo de las paredes del impulsor para a) 7 000 rpm y b) 10 000 rpm. El color es indicativo de la intensidad de la presión; estas figuras se utilizan para determinar qué partes del impulsor pueden mejorarse para lograr mejor desempeño.


Un proyecto de extensión denominado Bio-tecnología para todos: socialización de con-ceptos, aplicaciones y beneficios, desarrollan investigadores del Instituto Tecnológico de Costa Rica (TEC), la Universidad de Cos-ta Rica (UCR) y la Universidad Nacional (UNA), con fondos del Sistema CONARE. El proyecto comenzó el 1 de enero del 2015 y finalizará el 31 de diciembre del 2016.El objetivo, según explicó su coordinadora, doctora Ana Abdelnour, es poner al alcance de quienes no son especialistas los conceptos, aplicaciones y beneficios de la biotecnología, especialmente educadores, grupos formado-res de opinión y productores de los sectores agropecuario y alimentario, para incremen-tar la aceptación y aprovechamiento de los procesos biotecnológicos a nivel nacional.Para ello, buscan actualizar los conocimien-tos de educadores de ciencias y biología de educación secundaria por medio de charlas, prácticas, demostraciones y discusiones so-bre el tema, así como orientar a grupos de productores y extensionistas agropecuarios, de la industria alimentaria, y a los formado-

Proceso antiguoLa doctora Abdelnour explica que los proce-sos biotecnológicos han acompañado al ser humano desde los inicios de la civilización, cuando se utilizaban levaduras (hongos) para la elaboración del pan, el vino y la cerveza.Las herramientas biotecnológicas también han sido fundamentales para el mejoramien-to de las plantas y animales que forman parte de la dieta humana, ya que las técnicas de cultivo in vitro han permitido acelerar los procesos para la obtención de mejores cul-tivos y enfrentar así las demandas de la po-blación.El término biotecnología fue acuñado por el agrónomo Karl Ereky en 1919, como “la ciencia de los métodos que permiten la ob-tención de productos a partir de materia pri-ma, mediante la intervención de organismos vivos”. Desde 1980 el concepto se amplió y actualmente hay varias definiciones de bio-tecnología.

Solución a problemas ambientalesActualmente, los procesos biotecnológicos se orientan –entre muchas otras aplicaciones- a la solución de problemas ambientales como la contaminación de suelos, agua y aire, don-de la biorremediación aporta organismos capaces de reutilizar, degradar, inactivar o

Otras definiciones de biotecnología

“El conjunto de técnicas que permiten al hombre aprovechar la capacidad de ciertos seres vivos para la producción de bienes y servicios que satisfagan las necesidades de a sociedad”. Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO).

“Toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos”. Convenio sobre la Diversidad Biológica (CDB). “La aplicación de la ciencia y la tecnología a los organismos vivos, así como de partes, productos y modelos de esos organismos, para alterar materiales vivos o no vivos para la producción de conocimientos, bienes y servicios”. Organización para la Cooperación y Desarrollo Económico (OCDE).

res de opinión, sobre las aplicaciones de la biotecnología en sus campos de acción.También procuran divulgar a la sociedad costarricense los conceptos, aplicaciones y beneficios de la biotecnología en la vida co-tidiana.Uno de los productos del proyecto es el libro que lleva el mismo nombre y que será publi-cado por la Editorial Tecnológica de Costa Rica. Este libro será entregado a las bibliote-cas de los colegios participantes y estará dis-ponible para el público en general a través de la Editorial, dijo la Dra. Abdelnour.


iotecnología para todosB

En las gráficas se aprecia a un grupo de asesores regionales de Ciencias, junto con los investigadores de las universida-des, durante una de las capacitaciones.

Proyecto de extensión


eliminar residuos tóxicos y disminuir su im-pacto en el medio.También contribuyen con el uso de microor-ganismos fijadores de CO2 para disminuir el impacto del cambio climático en el planeta y en la producción de energía, mediante el uso de biocombustibles a partir de fuentes no tradicionales como los desechos orgánicos y las algas. Igualmente, ayudan a proteger el ambiente gracias a la fabricación de plásticos biodegradables que se eliminan con mayor facilidad gracias a organismos especializados que actúan sobre los materiales descompues-tos.Por otra parte, la producción de enzimas cada vez más específicas y efectivas, ha pro-vocado el desarrollo de las industrias, ya que facilitan procesos más rápidos y económicos. En Costa Rica, las universidades estatales han impulsado el desarrollo de la biotecno-logía mediante centros de investigación en el TEC y la UCR y la creación de carreras de biotecnología en el TEC, la UNA y la UCR. Estas han aportado más de 400 profesionales que están contribuyendo con el desarrollo del país en diferentes áreas de la disciplina.

En la investigación en biotecnología hay una alta participación de mujeres (54%) y del total de investigadores, 87% son costarri-censes. Un 64% de los biotecnólogos tienen entre 30 y 50 años y un 42% de ellos está a cargo de cuatro proyectos de investigación o más.

Zonas que cubre el proyectoAsesores regionales y educadores de ciencias y biología de secundaria serán beneficiarios de este proyecto y, por ende, sus estudiantes. La capacitación incluye las regiones Atlán-tica (Central y Norte), Pacífico (Central y Sur) y la Gran Área Metropolitana; las pro-vincias de San José, Alajuela, Cartago, Here-dia, Guanacaste, Puntarenas y Limón; y los cantones de Santa Cruz, Ciudad Quesada, Limón centro, Puntarenas centro y Buenos Aires.

Investigadores participantesDel Instituto Tecnológico de Costa RicaAna Abdelnour Esquivel, doctora en siste-mas de producción agrícola, coordinadora general del proyecto

Giovanni Garro Monge, M.Sc. en biologíaClaudia Zúñiga Vega, M.Sc. en biología

De la Universidad de Costa RicaAndrés M. Gatica Arias, doctor en ciencias agrícolas, coordinador por la UCRMarta Valdez Melara, doctora en Ciencias NaturalesGriselda Arrieta Espinoza, M.Sc. en biotec-nologíaVíctor M. Jiménez, doctor en ciencias agrí-colas

De la Universidad NacionalFrank Solano Campos, doctor en biología molecular, coordinador por la UNA

Más informaciónLas personas interesadas en obtener más in-formación sobre este proyecto, pueden co-municarse con:Dra. Ana Abdelnour ([email protected])Dr. Andrés Gatica ([email protected])Dr. Frank Solano ([email protected])


Con la presencia del Dr. Zenji Horita, pro-fesor del Departamento de Ciencia e Inge-niería de los Materiales de la Universidad de Kyushu, Fukuoka, Japón, se llevó a cabo en el Instituto Tecnológico de Costa Rica el Pri-mer Mini-simposio de mecánica de materiales, organizado por académicos de la Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales.El profesor Horita es investigador principal del Instituto Internacional de Investiga-ción en Energías Carbono-Neutral (WPI-12CNER), y director del Instituto de In-vestigación Internacional de Materiales Avanzados por Deformación Severa (IRC-GSAM).Según explicó el Dr. Jorge Mauricio Cu-bero-Sesin, organizador de la actividad, “el tema de mecánica de materiales es un área de investigación amplia que estudia el compor-tamiento de los materiales, principalmen-te sólidos, ante esfuerzos y deformaciones. Cualquier material base que se vaya a aplicar a un producto o proceso industrial, general-mente requiere algún tipo de procesamiento para impartirle forma, características o pro-piedades específicas. “La mecánica de materiales es importante para la sociedad porque nos permite cono-cer cómo los materiales cambian cuando los procesamos, de manera que podamos dise-ñarlos adecuadamente y predecir su compor-tamiento en servicio. En el simposio, agre-gó el Dr. Cubero, vimos algunos ejemplos de proyectos de investigación en los que se procesan y se caracterizan distintos metales y polímeros, para poder diseñarlos con aplica-ciones prácticas específicas”.El Dr. Zenji Horita impartió la conferencia de fondo “Importance of electron microsco-py in developing high-performance struc-tural and functional materials”. Posterior-mente, académicos de la Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales expusieron los siguientes proyectos de investigación.

• “Desarrollo de aleaciones nanoestructu-radas de aluminio con propiedades supe-riores obtenidas por deformación plástica severa”, a cargo del Dr. Jorge M. Cubero-Sesín;

• “Espumas de aluminio: propiedades me-cánicas y aplicaciones”, impartida por el Dr. Bruno Chiné Polito; y

• “Desarrollo de estructuras porosas perso-nalizadas a base de fosfato de calcio y bio-polímeros por medio de impresión 3D”, a cargo del Dr.-Ing. Teodolito Guillén Girón.

En el mini-simposio participaron gran can-tidad de estudiantes, profesores y graduados de la Escuela, quienes se mostraron muy in-teresados en los temas presentados.


fectuaron primer mini simposio de mecánica de materialesE

El profesor Bruno Chiné impartió la charla “Espumas de aluminio: propiedades mecánicas y aplicaciones”.

Jorge Mauricio Cubero-Sesin, tuvo a su cargo la organización del simposio. Para ello, invitó a su profesor de docto-rado, el Dr. Zenji Horita (sentado, al fondo), a impartir la conferencia introductoria de la actividad.Gran cantidad de personas relacionadas con el tema de los materiales se interesó en esta actividad académica.

El profesor Teodolito Guillén cerró la actividad con la exposición de su proyecto de investigación “Desarrollo de estructuras porosas personalizadas a base de fosfato de calcio y biopolímeros por medio de impresión 3D”.


Dirección de ExtensiónUna vez creado el Programa de Extensión, y posteriormente la Dirección en el TEC, la plataforma de Regionalización se convertirá en un programa de extensión más, solo que con áreas definidas y dirigido a regiones mar-ginadas, donde ha desarrollado su principal experiencia.El coordinador de Regionalización considera que, hasta ahora, el programa ha permitido crear capacidades en las comunidades en diferentes niveles y generar modelos en las regiones.La decisión tomada por el TEC, de crear una Dirección de Extensión, implica para Luis Murillo el poder contar con más recurso humano y mayor contenido presupuestario para desarrollar procesos en otras zonas y te-ner aún más incidencia en las comunidades que lo requieren.

La CureñaUn ejemplo es el proyecto de extensión que se desarrolla en La Cureña, cantón de Sara-piquí, en la provincia de Alajuela. Allí, los estudiantes de la Escuela de Planificación Social de la Universidad Nacional, como parte de un curso deben hacer trabajo de campo durante seis meses. Como resultado de ese trabajo, hacen recomendaciones y en ese marco, uno de los docentes pidió la rea-lización de una actividad del programa Aula Móvil para apoyar una necesidad concreta de la comunidad. Después de eso, en La Cureña se generaron cuatro proyectos; tres fueron coordinados por la Sede Regional del TEC en San Carlos: forrajes para la mejor producción de leche; manejo de residuos sólidos; y agregación de valor a la producción de queso; y uno eje-


T EC fortalecerá actividad de extensión

En los fines y principios del Instituto Tecno-lógico de Costa Rica (TEC), establecidos en su Estatuto Orgánico, concretamente en el artículo 1, se dice que esta es una “institución nacional autónoma de educación superior uni-versitaria, dedicada a la docencia, la investiga-ción y la extensión de la tecnología y las ciencias conexas necesarias para el desarrollo de Costa Rica”.De allí se concluye que cada uno de los pi-lares de la universidad –docencia, investiga-ción y extensión- tiene el mismo peso y de-ben reforzarse unos a otros.La extensión en el TEC, aunque existe des-de su fundación, no ha sido suficientemente visibilizada. Por ello, a partir del 2016 em-pezará a funcionar dentro de la Vicerrectoría de Investigación y Extensión (VIE) un Pro-grama de Extensión, utilizando la estructura existente del Programa de Regionalización Universitaria. El programa se mantendrá por dos años para luego, después de su evalua-ción, convertirse en Dirección de Extensión.Esta situación ha generado un amplio debate en el TEC, cuyo objetivo es acercarse lo me-jor posible a un concepto de extensión que refleje no solo los procesos de extensión que se desarrollan, sino también que estén acor-des con la naturaleza propia de la institución.

“La extensión es un proceso, no una acti-vidad aislada”De esta manera, el coordinador del Programa de Regionalización del Instituto Tecnológico de Costa Rica (TEC), Luis Fernando Murillo, inicia un acercamiento al complejo y no siem-pre bien entendido concepto de extensión universitaria.La extensión, afirma, es un proceso de doble vía que responde a la responsabilidad social de la universidad, y que no consiste simplemente en la transferencia de conocimientos, sino que es un encuentro entre partes para aprender unos de los otros: “doy, pero también recibo; no se trata de una relación paternalista”. Además, las decisiones se toman en grupo y las responsa-bilidades y los compromisos son compartidos entre los diferentes actores involucrados.La universidad se nutre de la relación con la sociedad pues al ser parte del proceso, no solo brinda conocimientos sino que los re-cibe de las comunidades, lo cual le permite realimentar la docencia y la investigación.Otro punto importante en estos procesos es la participación de estudiantes. En Uruguay, por ejemplo, los estudiantes pueden optar entre llevar cursos que tienen como parte de sus actividades académicas los procesos de extensión y los que no los tienen. Sin em-bargo, en opinión de Murillo, todos los estu-diantes universitarios deberían participar en procesos de extensión en algún momento de su carrera y en distintos niveles.Esta concepción de extensión puede variar ligeramente según la universidad de que se trate, pero en términos generales es lo que prevalece, y tiene como fin último hacer aportes al desarrollo y a la calidad de vida respetando, al mismo tiempo, la cultura y ca-racterísticas propias de cada población.Luis Fernando Murillo


cutado por la Sede Central del TEC, el de mejoramiento de la calidad del agua.Pero en La Cureña, también desarrolla pro-yectos la Universidad de Costa Rica lo que ha dado como resultado una labor transfor-madora que se convierte en un proceso edu-cativo no formal y donde la participación de la comunidad es fundamental.Otro aspecto importante es que la univer-sidad no debe ocupar el lugar de otras ins-tituciones, a menos que sea estrictamente necesario en una estrategia de extensión, para dejar capacidades en otros actores. La misión de la universidad es académica, no es hacer donaciones; tampoco es venta de bie-nes y servicios. Y como ejemplo señala que el Instituto de Desarrollo Rural (INDER), hizo una donación a la comunidad de La Cureña para la construcción del acueducto, lo que sí corresponde con la misión y objetivos de esa institución pública.El otro aspecto importante de la extensión es que tenga metas que generen acciones cuyo impacto se pueda medir. Y aquí, Murillo dice sobre los proyectos de extensión: “hay que entrar saliendo”, hay que tener claro dónde termina un proyecto y contar con una estrategia de salida de la comunidad, para que esta se vuelva socialmente sostenible.

“La extensión debe impulsar procesos”Ana Rosa Ruiz, coordinadora de la Oficina de Género del TEC y muy involucrada en procesos de extensión en Talamanca desde hace ocho años, no termina de sorprenderse del talento humano, la capacidad y los recur-sos con que cuenta el TEC para ofrecer a la sociedad.

Afirma que la institución puede resolver problemas comunales, pero debe buscar la forma de hacerlo de manera muy concreta. Esto porque ha escuchado reclamos en las comunidades sobre académicos que llegan a las regiones, brindan talleres y luego desapa-recen, no queda nada.Por eso, el objetivo de la extensión debe ser el de impulsar procesos; que lleguen estudian-tes a desarrollar prácticas de especialidad; que los profesores ejecuten proyectos de in-vestigación y extensión.Ana Rosa Ruiz considera que antes de ir a una comunidad hay que tener una persona aliada, conocer quiénes son las personas de la comunidad, cuáles organizaciones locales participan en los proyectos y que sean estas las que convoquen al resto de la comunidad. Además, hay que saber detectar, de manera anticipada, posibles conflictos.Está convencida de que para que un proceso de estos funcione debe nacer de una necesi-dad de la comunidad, y cuenta que en el caso del TEC, el trabajo en Talamanca se inició de la mano de una mujer indígena, Clotilde Mayorga y su agrupación de mujeres, que trabajó con la gente y con contrapartidas de las comunidades, en un proceso en que las dos partes pusieron recursos. La condición del TEC para trabajar allí fue que la comunidad participara en la formula-ción de los proyectos, convocara a las perso-nas interesadas, trabajara en la construcción del centro de capacitación que necesitaban y firmara todos los acuerdos. Ambas partes, TEC y comunidad, acordaron llevar actas de

las reuniones para tener claras las responsa-bilidades. Posteriormente vino la tarea de involucrar a las escuelas del TEC, según sus áreas de traba-jo, porque las necesidades de apoyo eran mu-chas y diversas y se requería un trabajo de lar-go plazo. Así, se involucraron escuelas como Ingeniería en Construcción, Agronegocios, Ingeniería Electrónica, Administración de Empresas, Ingeniería en Computación, la carrera de Gestión del Turismo Rural de la Sede Regional. Al final, esta experiencia de extensión en Talamanca ha creado un equipo TEC con una ética y mística de trabajo que ha hecho que la misma comunidad valore los aportes llevados a cabo en estos años, entre ellos y ellas: Ricardo Salazar, David Arias, Laura Queralt y Shirley Alarcón. Explica Ana Rosa Ruiz que con la participa-ción de las Escuelas, también se involucró a instituciones que aportaron recursos, tales como: Fundecooperación, Ministerio de Ciencia, Tecnología y Telecomunicaciones (MICITT), Ministerio de Trabajo, IMAS, ICE e INAMU. Estos elementos permiten plantear objetivos de largo plazo y con un mayor impacto. Por este motivo, ha sido clave tener un Programa de Regionalización que respalde e impulse iniciativas con impac-to de largo plazo.Todo esto requiere de mucho lobbying per-sonal y de equipo, dice Ana Rosa Ruiz, pero una vez que se logra, personas e instituciones comienzan a ejecutar las acciones en forma articulada. Muestra su satisfacción al con-tar que ahora ya no sabe con detalle lo que

Proyectos en Talamanca

Con fondos del CONARE, la Vicerrectoría de Investigación y Extensión del TEC, FUNDECOOPERACIÓN y el Programa de Regionalización, la Oficina de Equidad de Género ha trabajado en las zonas bribri y cabécar en las siguientes áreas:1. Gestión de infraestructura, equipamiento y conectividad en Amubri, con la construcción

del Centro Iriria Alakölpa ú; y en el 2014 instalación de un laboratorio en Shuabb.2. Generación de capacidades tecnológicas con cursos básicos dirigidos a toda la comunidad

y formación técnica a indígenas.3. Generación de capacidades turísticas a partir de la implementación de un guía turístico

indígena y el apoyo para la creación de una asociación de guías turísticos indígenas.4. Fortalecimiento organizacional a partir de la asesoría a grupos para su inscripción como

asociaciones.5. Asesoramiento y apoyo en el área de soberanía alimentaria y en la instalación de una

finca integral orgánica.6. Fortalecimiento de las capacidades administrativas a partir de la implementación del

técnico en administración de empresas.7. Asesoría, capacitación y apoyo a las organizaciones de mujeres indígenas.

Ana Rosa Ruiz


hacen las escuelas en Talamanca, porque una vez que se creó la plataforma todo empezó a tener su propia dinámica. Ya existe una logística que les permite integrarse más fácil-mente al proceso; por ejemplo, el transporte es constante entre el TEC y Talamanca y en-tre los académicos se apoyan con los contac-tos de la zona con quienes ya se trabaja.Hay que tener en cuenta que las giras de extensión son muy costosas: por lo menos duran tres días e incluyen chofer, vehículo, materiales, equipo, profesores y estudian-tes. Por eso, Ana Rosa Ruiz considera que se debe tener mucho control para evitar caer en malas prácticas. Dos acciones han sido claves en este control: uno, los informes de gira con objetivos y logros, fotografías que demuestren las actividades realizadas en cada ocasión y avances concretos. Otro ha sido la rendición de cuentas con la comunidad y los actores que se han involucrado.Ana Rosa Ruiz destaca algunos proyectos que han resultado muy exitosos en el ámbi-

to del trabajo en Talamanca: la creación del Centro de Capacitación Iriria Alakölpa ú; la capacitación en robótica, que se echó a andar gracias al proyecto de investigación LuTEC; la formación de 30 indígenas como Técnico en Administración; el de formación de guías turísticos, por medio de la carrera de Ges-tión del Turismo Rural; y el de matemática, creado especialmente para estudiantes que debían hacer el examen de admisión de las universidades, impartido como parte de un proyecto ejecutado con fondos del Consejo Nacional de Rectores (CONARE).Todas estas acciones han sido posibles, por-que siempre ha existido un componente de impulso y fortalecimiento de organizaciones, en especial con el liderazgo de las mujeres. Hoy, como producto de este proceso de ex-tensión, las mujeres involucradas de distintas poblaciones de Talamanca conocen sus dere-chos como mujeres e indígenas, cuentan con una organización que les permite escribir y presentar sus propios proyectos para su fi-

nanciamiento; algunas tienen facturas tim-bradas; y alquilan el centro de capacitación para el desarrollo de actividades académicas y de asesoría, como la asesoría jurídica en el tema de violencia hacia las mujeres, coordi-nado con el INAMU. Con el apoyo de las escuelas, las organiza-ciones han podido impulsar actividades pro-ductivas como una finca orgánica que les ha permitido la diversificación; una piladora de arroz para atender sus necesidades de soste-nibilidad alimentaria; y albergues turísticos. Pronto ofrecerán el cacao procesado y empa-cado para venderlo en la misma comunidad; y esperan tener una cámara de turismo indí-gena con los y las estudiantes que obtuvieron la certificación de guías turísticos.Ana Rosa Ruiz sostiene que cada proyecto es diferente y que las metas deben estar en función del impacto. Considera que para el TEC es mejor tener pocos lugares bien aten-didos, que muchos con carencias y con bajos o nulos resultados.

Nombre del proyecto Año de ejecución Ejecutor ResultadosGeneración de capacidades para emprendimientos productivos para grupos de mujeres indíge-nas. Fondos de CONARE y de la VIE.

2008-2009 Oficina de Equidad de Género

- Construcción del Centro de Capacitación Iriria Alakölpa U con fondos también de FUNDECOOPERACIÓN y el Ministerio de Trabajo.

- Instalación de Internet en el Centro de Capacitación.- Equipamiento del Centro con 14 portátiles y 12 computadoras

fijas, red inalámbrica, video beam.- 2009. Cursos en computación básica: 563 indígenas recibieron

cursos, acceso a Internet y servicios de asesoría.- Formación de la Asociación Alakölpa Kanewak, que administrará

el Centro de Capacitación.

CEMI (Centro de Empresarie-dad Equitativa e Integral “Iriria Alakölpa ú”). Impulso al desa-rrollo agropecuario, turístico, ambiental y empresarial. Pro-grama de Regionalización.

2010-2011 Oficina de Equidad de Género–Escuela de Admi-nistración de Empresas

- 2010. 755 indígenas recibieron cursos, acceso a Internet y servicios de asesoría.

- 2010. 250 familias en conjunto con la UNA recibieron asesoramiento y productos agropecuarios.

- 2011. 347 indígenas recibieron cursos, acceso a Internet y servicios de asesoría.

- 2011. Seis huertas orgánicas implementadas en las casas del grupo de mujeres de Soki.

- Formulación del Plan de Estudios en Guía Turístico Indígena, constituido por 12 cursos, los cuales están disponibles en forma escrita como módulos y están terminados en la plataforma digital del TEC-DIGITAL.

- Creación de una biblioteca física y virtual que contiene: 40 documentos virtuales, 50 videos y 88 libros sobre Talamanca y culturas indígenas de Costa Rica.

- Se capacitaron 45 personas en TECHMYPES, por medio de la Fundación Omar Dengo

- Se formaron 30 técnicos en administración de empresas por parte de la Escuela de Administración de Empresas del TEC.

- Seis asesoramientos a cooperativas y asociaciones.- Instalación de un vivero forestal con una producción de 654

árboles.


En el Modelo Académico del TEC aprobado por la Plenaria de la Comisión de Estudio del Modelo Académico del III Congreso Institucional, en agosto de 2003, se define la extensión como:

La actividad mediante la cual el Instituto Tecnológico de Costa Rica pone al alcance de la sociedad los conocimientos científicos-tecnológicos y otras manifestaciones culturales, a la vez que aprende, se enriquece en esa relación y retroalimenta su quehacer. Está orientada principalmente a la atención y solución de los problemas prioritarios del país y comprometida a contribuir al mejoramiento de la calidad de vida

del pueblo costarricense. El Instituto por medio de la extensión asimila, adapta y genera en forma sistemática y continua, el conocimiento científico, técnico, tecnológico y cultural necesario para un desarrollo humano integral y justo (pág. 16).

Esta definición de extensión adoptada por el TEC se ajusta a la evolución mundial del concepto, de una actividad en una dirección “Universidad hacia la Sociedad” a una acción bidireccional “Universidad con la Sociedad”. (Fuente: Propuesta para la creación de la Dirección de Extensión del TEC (Proceso de transición de Programa a Dirección de Extensión). Setiembre del 2015).

La extensión universitaria en el TEC

Nombre del proyecto Año de ejecución Ejecutor ResultadosDinamizando el desarrollo de las comunidades indígenas bri-bri y cabécar de los distritos de Telire y Bratsi.

2012 Oficina de Equidad de Género–Escuela de Agro-negocios

- El Instituto Costarricense de Turismo aprueba el Plan de Guía Turístico Indígena presentado por el TEC.

- La impartición de seis cursos de computación en la zona bribri con una graduación de 75 estudiantes.

- Establecimiento de seis fincas de cacao en Shuabb bajo un sistema diversificado agroforestal con el grupo de mujeres de Shuabb, apoyado por la VIE.

- Un modelo de finca agroecológica en Shuabb.- Seis indígenas cabécar son capacitados por la Escuela de

Computación en elementos de computación.

Fortalecimiento de los sistemas de producción y comercializa-ción de las unidades produc-tivas y de servicios indígena respetando la cultura bribri y cabécar con un enfoque am-bientalmente sostenible.

2013-2014-2015 Oficina de Equidad de Género–Agronegocios-Carrera de Gestión del Turismo Rural

- Dos personas capacitadas por la Escuela de Electrónica en el campo de mantenimiento de computadoras.

- Cuatro personas indígenas ofrecen capacitación y apoyo a la comunidad por medio del programa Manos a la Obra del IMAS-MICITT.

- 52 estudiantes recibieron cursos básicos de computación en el Centro de Capacitación Iriria Alakölpa ú.

- Se gradúan 17 indígenas con el Plan de Guía Turístico Indígena y reciben la certificación de Guías de Turismo del ICT.

- 17 indígenas guías reciben el certificado en inglés.- Un modelo de finca agroecoturística en Suretka.- Un encadenamiento productivo del cultivo de arroz en la

comunidad de Shuabb.- Entrega a ADITIBRI (Asociación de Desarrollo del Territorio

Bribri) de un código de ética elaborado por los y las estudiantes del Plan de Guía Turístico Indígena.

- Instalación de un laboratorio de computadoras en la Escuela de Shuabb.

Fuente: Trabajo del grupo N°5 del Curso de Idoneidad Docente de febrero de 2015, Análisis del Modelo de Extensión del TEC (2015).

Concepto de extensión en el TEC


Proyecto busca aumentar la permanencia estudiantil en colegios nocturnos de Costa Rica

Costa Rica, como la mayor parte de países del mundo, una vez superadas las políticas cuantitativas de aseguramiento del acceso a la educación (según el Ministerio de Educación Pública –MEP-, actualmente el 95% de la po-blación está alfabetizada), debe atender a polí-ticas de corte más cualitativo, que aseguren la calidad y la eficiencia del sistema. La etapa de la educación secundaria presenta mayores retos si consideramos que la tasa de deserción en 2012, publicada por el MEP para el III Ciclo y la Educación Diversifica-da, fue del 13,5% y el promedio de deser-ción en 2011 de los 80 colegios vinculados a Pro-EDUCA fue del 25,48%. Es evidente, al respecto, que deben diseñarse acciones que, aunándose a los esfuerzos e iniciativas ya en vigencia, busquen una sensible disminución de los porcentajes del fracaso escolar tanto por repitencia como por deserción o aban-dono del sistema escolar (OECD, 2013; SI-TEAL, 2010).Pro-EDUCA es un proyecto que nace me-diante un convenio entre el MEP y la Unión

Europea para, entre otras acciones, disminuir el abandono estudiantil en la educación se-cundaria.El proyecto Iniciativas para el Desarrollo Edu-cativo y Sociocomunitario (IDEAS) se plantea como objetivo general “Mejorar los índices de permanencia de los estudiantes de educación secundaria en Costa Rica”. Y lo concreta en tres objetivos operativos: 1) Diseñar un ma-nual integral de orientación y tutoría centra-do en la atención del alumnado de colegios nocturnos; 2) Desarrollar acciones de desa-rrollo curricular, organizativo, profesional y comunitario; y 3) Debatir y difundir los re-sultados a través de comunidades de práctica profesional.La propuesta la lideran, por la parte latinoa-mericana, la Vicerrectoría de Investigación y Extensión y la Escuela de Matemática del Tecnológico de Costa Rica (TEC), con am-plia trayectoria en cooperación y colaboración educativa nacional e internacional; y como re-presentante europea, la Universidad Autóno-ma de Barcelona (UAB), la mejor universidad española posicionada según los rankings in-ternacionales (QS, THES, Shanghái).Los principales beneficiarios del proyecto son los alumnos de los 13 colegios nocturnos per-tenecientes a 12 de las 20 redes del Pro-EDU-CA. Está previsto que también se beneficien los directivos y responsables pedagógicos de los centros escolares implicados y los docentes que desarrollen los planes de intervención.

Pertinencia en relación con objetivos y ne-cesidadesLa propuesta de acción es integrada porque pretende atender a todos los estudiantes de secundaria de colegio nocturno prestando es-pecial atención a los jóvenes más vulnerables y a los que presentan mayor riesgo de exclusión del sistema. Pero además es integral, ya que

aborda cuatro ámbitos de desarrollo: curricu-lar, organizativo, profesional y comunitario. La estrategia globalizadora que permitirá vincular a los alumnos de los centros selec-cionados con los ámbitos anteriores será la orientación y la tutoría. La acción tutorial ha demostrado ser un potente recurso de inter-vención en la educación secundaria y muy especialmente para los colectivos vulnerables (Blanco, 2007). Los cuatro ámbitos de intervención y su jus-tificación científica y práctica están reseñados en Gairín y Sánchez (2012) y se podrían con-cretar, en este caso, en:• Desarrollo curricular. Supone reflexionar y

mejorar los recursos didácticos, el trabajo orientado a las competencias de secunda-ria y los sistemas de seguimiento y evalua-ción de carácter formativo.

• Desarrollo organizativo. Hace referencia a la mejora institucional que a través de la participación de la comunidad educativa es capaz de diseñar un proyecto de cen-tro más comprometido con el éxito de los jóvenes, unos recursos mejor gestionados y unas relaciones humanas capaces de facilitar la comunicación y el trabajo en equipo.

• Desarrollo profesional. Promociona al pro-fesorado a lo largo de su carrera, al consi-derarlo como un profesional reflexivo que trabaja en equipo y que somete su práctica a la revisión, el análisis y la mejora perma-nentes.

• Desarrollo comunitario. Implica que la acción educativa no puede estar descon-textualizada, sino que se hace necesaria la colaboración entre el centro educativo y su contexto. La acción del centro edu-cativo repercute en el contexto social y productivo; de ahí que deban ampliarse sus sinergias con el entorno productivo y cultural.

Acciones y planes Las acciones se dividen en tres fases: • Diseño del plan de acción Se realizaron dos capacitaciones (abril y

mayo) a 60 participantes en las zonas de Cartago, Siquirres y Palmar Norte corres-pondientes a 38 horas de duración, donde se abordaron las temáticas propuestas en un Manual Integrado de Acción Tutorial (MIAT) que corresponde a:


Carmen Carranza Rojas* Greivin Ramírez Arce**Paula Ulloa Meneses***

Iniciativas para el Desarrollo Educativo y Sociocomunitario (IDEAS)


- Mejoras educativas de personas adultas, con el fin de desarrollar profesionales bien formados y comprometidos con la socie-dad.

El producto fue el diseño preliminar del plan de acción a desarrollar en cada institución. Las capacitaciones fueron valoradas por los participantes como muy provechosas, como se muestra en los gráficos siguientes.

• Desarrollo del plan de acción En el periodo de junio a octubre los parti-

cipantes desarrollan los siguientes planes de mejora.

Se realizaron visitas de seguimiento durante julio a las instituciones para brindar sugeren-cias de mejora a los proyectos. Deben enviar la propuesta definitiva con resultados previos al congreso que se llevará a cabo en noviembre como estrategia de divulgación.

1.1 Difusión del planLa difusión de los proyectos se hará a través del Congreso Internacional “Las instituciones educativas como impulsoras de la equidad y del desarrollo sociocomunitario”.La intención del Congreso es reunir al mayor número de autoridades, profesores y directo-res de instituciones educativas, educadores so-

- La educación de personas adultas: cuáles son las características de las personas adul-tas que hay que tener en cuenta a la hora de compartir procesos formativos con ellas; analizar el rol que debe mantener el educador en los procesos formativos; y argumentar la importancia de pensar en enfoques no tradicionales en la educación de niños y adolescentes.

- El aula como espacio de intervención: entender el contexto aula como espacio clave de intervención y prevención de la no permanencia; orientar estrategias orga-nizativas, didácticas y de orientación en el aula.

- El centro educativo como espacio de intervención: análisis del sentido, natu-raleza y contenido de los centros educa-tivos como organizaciones; estrategias de intervención que puedan lograr centros de adultos de mayor calidad; y el ordena-miento de las intervenciones que realiza la institución en beneficio de los estudiantes.

- La vinculación del centro con el entor-no: análisis de los contextos familiares del centro educativo en sus relaciones con el entorno y la comunidad, para buscar y reconocer los caminos que logren el for-talecimiento de los mecanismos de pro-moción social y prevención del abandono escolar.

17ENERO 2016 -

ciales, investigadores de universidades y otros profesionales vinculados e interesados en la intervención socioeducativa de colectivos que tradicionalmente han tenido más dificultades para continuar sus estudios.Esta actividad servirá de foro para presentar los principales resultados conseguidos por el proyecto IDEAS, así como las actividades di-señadas e implementadas en los diferentes co-legios que han participado en las actividades de formación y asesoría promovidas desde el proyecto.Página web del congreso: http://accelera.uab.cat/congressus/ideas. En este mismo sitio se divulgarán los resultados de los proyectos ela-borados por las instituciones. 2. ReferenciasBlanco, R. (2007). Educación de calidad para todos: un asunto de derechos humanos. San-tiago de Chile: UNESCO. Gairín, J. y Sánchez, S. (2011). Municipio y Educación: reflexiones, experiencias y desa-fíos. Santiago de Chile: FIDECAP.OECD (2013). Education at a Glance 2013: OECD Indicators. Paris: OECD Publishing. SITEAL (2010). Metas educativas 2021: desafíos y oportunidades. Informe sobre ten-dencias sociales y educativas en América Lati-na. París: UNESCO-IIEP.

*Carmen Carranza Rojas es parte del personal técnico del proyecto IDEAS; es bachiller en En-señanza de la Matemática, [email protected].**Greivin Ramírez Arce es coordinador insti-tucional del Proyecto IDEAS; es profesor de la Escuela de Matemática del TEC. [email protected]***Paula Ulloa Meneses es gestora de coopera-ción, Dirección de Cooperación del TEC. [email protected]

Institución Título del proyectoColegio Nocturno de Ciudad Neily Copa de oro: para mejorar el rendimiento académico y la

permanencia del estudiantado.

Liceo Nocturno de Desamparados Conectándonos: implementación de las tecnologías de información y comunicación (TIC) como reforzamiento de lo estudiado en clases.

Sección Nocturna CTP de Granadilla Fortaleciendo la motivación en el estudiante.

Colegio Nocturno de Golfito Comité pro-bienestar estudiantil. Más motivación menos deserción.

Sección Nocturna Liceo de Paraíso Iniciativas de desarrollo educativo y acción socio comunitaria.

Colegio Nocturno de Quepos Prevención del abandono escolar en séptimo año.

Colegio Nocturno Miguel Obregón Lizano de Alajuela

Creación e implementación de página web institucional.

Colegio Nocturno de Palmares Feria de la salud nocturna.

Sección Nocturna CTP de Liberia Estrategias didácticas auténticas y significativas fortaleciendo la permanencia en las aulas.

Colegio Nocturno Carlos Meléndez Chaverri de Heredia

Trabajo conjunto con padres, docentes, estudiantes, fuerza pública, administrativos y Junta Administrativa 2015.

Colegio Nocturno de Siquirres Mediación pedagógica que aborda estrategias viables para ejecutarse en el contexto institucional del Colegio Nocturno de Siquirres.

Colegio Académico Nocturno de Sinaí Pre-proyecto de intervención ante situaciones de ausentismo y deserción.

Investiga TEC


En la actualidad existe una creciente necesi-dad en diferentes campos de la investigación, la producción y la industria de agricultura de precisión, de almacenar y procesar datos pro-venientes de múltiples sensores, muchos de estos ubicados en lugares remotos. El modo usual de recolección de datos implica el uso de equipos separados para cada variable de interés, lo cual dificulta y encarece la inte-gración y el procesamiento conjunto. Así, se visualiza la posibilidad de incorporar la te-mática del Internet de las cosas con el fin de aprovechar las capacidades computacionales y de procesamiento en la nube para brindar información a los investigadores que les per-mita tomar decisiones oportunas.

Internet de las cosas (IdC o IoT, por sus siglas en inglés) y microalgas, parecen dos términos de mundos muy diferentes, uno relacionado con tecnología y computación y otro con biología y el medio ambiente. ¿Pero tendrán algo en común? Para poder dar una respuesta es preciso defi-nir inicialmente los términos: Internet de las cosas y microalgas.

Internet de las Cosas (IdC)El surgimiento de las tecnologías inalámbri-cas y la telefonía celular 3G y 4G, aunado a la caída en los costos de estos sistemas de co-

municación y el inicio del IdC, ha venido a establecer una pirámide de conocimiento en la que los humanos podemos convertir el co-nocimiento en sabiduría. Así lo define Dave Evans, experto de la empresa Cisco (Evans, 2011): los humanos tenemos la capacidad de convertir los datos en información, la infor-mación en conocimiento y el conocimiento en sabiduría. ¿Cómo se logra esto? Muy sencillo, dándole “inteligencia” a los objetos por medio de In-ternet; es decir, tomamos objetos, por ejem-plo una refrigeradora, y la interconectamos a Internet. ¿Qué importancia o uso puede tener? Una refrigeradora con capacidad de IdC nos puede brindar datos sobre lo que hay dentro de ella; por medio de una cámara podemos visualizar imágenes, se genera un listado sobre faltantes y con el conocimien-to apropiado es posible sugerir opciones de menú y, por último, la sabiduría permitirá a los usuarios tomar decisiones oportunas.El IdC ofrece una solución viable y prácti-ca para la integración de múltiples sensores. Esta sinergia permite explotar las grandes capacidades de procesamiento y almacena-miento disponible por medio de Internet, donde los datos provenientes de múltiples si-tios remotos pueden tomar ventaja de técni-cas complejas de procesamiento, usualmente conocidas como “fusión de datos de múlti-ples sensores”, para proveer a los investiga-dores no solo con un amplio rango de series masivas de datos, sino que además tengan la posibilidad de aplicar procesos predictivos y

de estimación. Por medio del uso de IdC podemos superar las limitaciones más comu-nes de este tipo de datos en redes inalám-bricas convencionales, donde normalmente se tienen altos requerimientos de almacena-miento y de procesamiento computacional para el desarrollo de algoritmos probabilísti-cos o estadísticos.

Microalgas El calentamiento global es un resultado de las emisiones de dióxido de carbono y se ha convertido en un término importante rela-cionado con el ambiente.Las microalgas son un grupo de organismos unicelulares que crece muy rápidamente y una de las más importantes capacidades que tienen es la habilidad de convertir, muy efi-cientemente, el dióxido de carbono en bio-masa. Algo interesante y ventajoso dentro de este proceso es que las microalgas brindan una mayor tasa de crecimiento y de fijación de dióxido de carbono al compararlas con bosques, agricultura y plantas acuáticas (Bo-rowitzka, 1999). Varios estudios relacionados con la fijación de dióxido de carbono (CO2) por medio de las microalgas han sido descritos en la literatura (Sydney et al, 2010; Wang et al., 2008), donde se logra controlar y mantener las microalgas en condiciones óptimas de crecimiento en un fotobiorreactor. El foto-biorreactor es un receptáculo especialmente diseñado para el crecimiento de diferentes cultivos en medios acuáticos, en donde es

I nternet de las cosas y microalgas: ¿qué tienen en común?

Arys Carrasquilla Batista*[email protected]

Los humanos convierten los datos en sabiduría (Evans, 2011).

Microalga Chlorella sp.



posible someterlos a condiciones controla-das de luz, oxígeno y dióxido de carbono, entre otras.Chrorella es una microalga que ha sido certi-ficada como generalmente reconocida como segura (GRAS, por sus siglas en inglés–Gene-rally Recognized As Safe) desde el 23 de junio de 1981 (Fox, 1996) y puede ser utilizada como alimento sin tener riesgos para la sa-lud. La Chlorella contiene:

• 53% de proteína;• 23% de carbohidratos;• 9% de grasa;• 5% de minerales; y• 2% de clorofila.

Además, esta microalga es rica en hierro y vitamina B, específicamente B12. Puede ser utilizada para el tratamiento y prevención de la anemia (Henrikson, 1994).

El futuro del Internet de las cosas más el cultivo de microalgasLa importancia de poder integrar el Inter-net de las cosas más el cultivo de microalgas, es evaluado en la investigación en la cual se pretende explorar sobre métodos estadísticos y algoritmos computacionales con el fin de establecer una metodología para predecir el comportamiento de un cultivo microalgal de Chlorella sp. Las variables relacionadas con la dinámica de crecimiento de las microalgas que se integrarían en un modelo matemático y estadístico pueden ser: temperatura, pH, intensidad de luz y oxígeno disuelto, entre otras.Definitivamente el Internet de las cosas tiene mucho potencial que puede ser explotado y aplicado en el estudio del crecimiento de las microalgas, en conjunto con algoritmos de predicción que requieran alta complejidad y procesamiento. Además, el hecho de po-der acceder a la nube de Internet facilita el manejo de los datos para los investigadores y especialistas que requieran información del estado del cultivo.El Internet de las cosas y las microalgas tie-nen algo en común; a pesar de las diferencias entre el mundo tecnológico y el mundo bio-lógico, es posible integrar lo mejor de cada uno para aportar un granito de arena hacia el uso de medios informáticos combinados con la electrónica, que puedan ser útiles en

nuestra lucha por conservar el ambiente y minimizar nuestra huella de carbono.

Energías renovablesEl proyecto de microalgas se enmarca especí-ficamente en el área de investigación en ener-gías renovables, el cual tiene como objetivo la bioprospección de macro y microalgas y otras oleaginosas (vegetales de cuya semilla o fruto puede extraerse aceite, en algunos casos comestibles y, en otros casos, de uso industrial). Además, las propuestas generadas en esta temática buscan ser amigables con el am-biente, establecer fuentes generadoras de

biocombustibles y componentes para la in-dustria farmacéutica, agronómica y alimen-taria.La bioprospección (del griego βιο: vida, y del latín prospectio: exploración), como su nom-bre lo indica, es el estudio de la naturaleza de-dicado al hallazgo de organismos y sustancias con posibles usos para beneficio del ser huma-no que pueden tener un valor comercial signi-ficativo en los sectores industrial, alimentario, cosmético y farmacéutico, entre otros. Se en-tiende entonces como la búsqueda sistemática, clasificación e investigación de nuevas fuentes de compuestos químicos, genes, proteínas, microorganismos y otros productos con valor

• Lugar donde se realiza el proyecto: Laboratorio de Bioenergía del Centro de Investigación en Biotecnología (CIB) del Instituto Tecnológico de Costa Rica (TEC). Sede Central del TEC, Cartago.

• Actividad a la que se dedica el CIB: es la unidad de investigación de la Escuela de Biología del TEC. Sus objetivos son:o Aumentar la eficiencia en procesos productivos de los sectores agrícola, forestal,

ambiental e industrial, mediante la investigación y la aplicación de la biotecnología.o Fortalecer y contribuir con las estrategias regionales y mundiales para la

conservación de los recursos genéticos.o Desarrollar estrategias alternativas que brinden al sector de salud pública del país

una respuesta para tratar afecciones de la piel.o Capacitar profesionales y técnicos que se desempeñen en el campo del cultivo de

tejidos y de técnicas moleculares.

Información básica sobre el proyecto

Representación diagramática del proceso microalgal para la generación de sustancias bioactivas. La luz, el agua y el dióxido de carbono están relacionados con la cinemática de crecimiento de las microalgas. Se produce oxígeno durante el proceso de crecimiento (Rosenberg, 2008).


económico actual o potencial, que forman parte de la biodiversidad.

Equipo de trabajoEl proyecto de investigación sobre microalgas se desarrolla en el TEC por parte de un equi-po interdisciplinario de profesionales. Ade-más de la autora de este artículo, ellos son:Maritza Guerrero Barrantes, bióloga gradua-da en la Universidad de Costa Rica (UCR). Tiene una maestría en ciencias con énfasis en ecología. Es la coordinadora general del pro-yecto de microalgas, investigadora del CIB y profesora de la Escuela de Biología del TEC. Karla Meneses Montero, ingeniera en bio-tecnología graduada del TEC y profesora e

investigadora de la Escuela de Biología y del CIB. Tiene una maestría en sistemas moder-nos de manufactura. Se desempeña en el área de investigación en biotecnología ambiental. Johnny Valverde Cerdas, químico orgánico de la UCR. Obtuvo su doctorado en cien-cias naturales de la Universidad de Zurich, Suiza, con estudios de maestría en nutri-ción y salud del Instituto Politécnico Suizo, ETH. Se incorporó a la Escuela de Química del TEC en el 2013 y desde ese momento está involucrado en investigación en las áreas de biotecnología ambiental e ingeniería am-biental.Jaime Quesada-Kimzey, químico industrial e inorgánico graduado de la UCR; obtuvo su

doctorado en física atmosférica, fisicoquími-ca y química inorgánica en la Universidad Johannes Gutenberg de Maguncia, Alema-nia. Tiene 11 años de laborar en el TEC y durante ocho de ellos ha enfocado su investi-gación en energías renovables, con particular interés en energía de biomasa residual. Su interés en las energías renovables estriba en su potencial para mitigar o hasta resolver gran parte de la problemática ambiental más acuciante de la actualidad. Kattia Núñez Montero, profesora e investi-gadora de la Escuela de Biología del TEC. Es ingeniera en biotecnología.Olman Gómez-Espinoza, ingeniero en bio-tecnología graduado en el TEC, investigador de la Escuela de Biología.

ReferenciasEvans, D., (2011). Internet of Things-How the Next Evolution of the Internet Is Chan-ging Everything. White Paper Cisco Internet Business Solutions Group (IBSG).Borowitzka, M.A. (1999). Commercial pro-duction of microalgae: ponds, tanks, tubes and fermenters. Journal of Biotechnology, 70, 313–321.Fox, R. (1996). Spirulina production and potential, France: Edisud, ISBN 2-84744-883-X.Henrikson, R. (1994) Microalga Spirulina: Superalimento del futuro, Barcelona: Edi-ciones S.A. Urano.Rosenberg, J., Oyler, G., Wilkinson, J. and Betenbaugh, M. (2008). A green light for engineered algae: Redirecting metabolism to fuel a biotechnology revolution. Current Opinion in Biotechnology 19: 430–436.Sydney, E., Sturm, W., de Carvalho, J., Tho-maz-Soccol, V., Larroche, C. (2010) Poten-tial carbon dioxide fixation by industrially important microalgae. Published by Elsevier Ltd. doi:10.1016/j.biortech.2010.02.088s.Wang, B., Li, Y., Wu, N., Lan, C.Q. (2008). CO2 mitigation using microalgae. Applica-tions in Microbiology. Biotechnology. 79, 707–718.

*Arys Carrasquilla Batista es profesora de la Escuela de Ingeniería Electrónica del TEC y coordinadora de la carrera de Ingeniería Meca-trónica. Es ingeniera en electrónica y tiene una maestría en computación con énfasis en telemá-tica del TEC.

Cultivo microalgal en el Laboratorio de Bioenergía del Centro de Investigación en Biotecnología (CIB), del Instituto Tecnológico de Costa Rica.

Cultivo microalgal en el Laboratorio de Bioenergía del Centro de Investigación en Biotecnología (CIB), del Instituto Tecnológico de Costa Rica.


E studiantes del Doctorado en Ingeniería expusieron proyectos de investigación

Un grupo de estudiantes del Doctorado en Ingeniería del Instituto Tecnológico de Costa Rica (TEC), expusieron sus proyectos docto-rales en una presentación pública.Como parte de la actividad hubo, además, dos charlas magistrales a cargo del Dr Jor-ge Cubero, con el tema “Desarrollo de alea-ciones nanoestructuradas de aluminio con propiedades superiores obtenidas por defor-mación plástica severa”; y del Dr. Edgardo Moreno, que dictó la charla “Cómo se llega a ser un científico en países de bajos ingresos”.El Dr. Teodolito Guillén Girón, coordina-dor del programa de Doctorado en Ingenie-ría, explicó que el objetivo de la actividad fue dar a conocer los avances de los proyectos. Hay estudiantes que llevan casi un año inves-tigando y otros solamente un semestre. Sin embargo, indicó, se quería conocer todos los avances de los proyectos hasta la fecha. Otro objetivo fue poder brindar la realimentación necesaria a los distintos proyectos para mejo-rar su ejecución en las etapas futuras.Las presentaciones estudiantiles fueron las siguientes:

Estudiante: Ing. Ronny García RamírezProfesor tutor: Dr. Renato Rímolo (Escuela de Ingeniería Electrónica) Sistema integrado de adquisición de datos en alta frecuencia para aplicaciones de es-pectroscopía por impedancia eléctrica Hasta ahora, el método más común de carac-terización de células en la biología y la medi-cina es el uso de marcadores de fluorescencia (etiquetas). Sin embargo, este es un proceso lento y que, además, puede degradar las célu-las dificultando o impidiendo su uso en prue-bas posteriores. Otros métodos, como el de espectroscopía por impedancia eléctrica, han ganado atención como alternativas en que se puedan analizar múltiples muestras en parale-

lo sin degradar las muestras. Para aprovechar todo el potencial de esta técnica, actualmente se busca automatizar la medición de muchas muestras y ampliar el rango de frecuencias para la medición con respecto a las alternativas comerciales existentes, las cuales no superan los 100 MHz. Para resolver esta necesidad, el presente proyecto se enmarca en el diseño de un circuito integrado para la medición de im-pedancia en un amplio rango de frecuencias de medición (hasta 10 GHz), basándose en la hipótesis de que la reducción del tamaño del circuito de medición, así como de la lon-gitud de sus conexiones con la muestra, per-mite disminuir significativamente los efectos indeseables que afectan las mediciones a alta frecuencia. Específicamente, el presente pro-yecto de doctorado busca profundizar en el módulo de adquisición de datos del sistema, lo cual presenta retos con respecto del ancho de banda y las restricciones de ruido para ase-gurar la integridad de los datos de medición con una tecnología de fabricación CMOS de 130 nm. La presentación se enfoca en los objetivos del sistema así como los avances y limitaciones encontradas hasta el momento.

Estudiante: MSc. Andrea Araya SibajaProfesor tutor: Dr. Teodolito Guillén (Es-cuela de Ciencia e Ingeniería de los Mate-riales)

Ingeniería de cristales aplicada al irbesar-tán: formación de cocristalesLos cocristales son sólidos moleculares cons-tituidos por un fármaco y otra sustancia lla-mada coformador, que entra en la red cris-talina generando un material con mejores propiedades físico-químicas que el fármaco puro. Esta área de la ingeniería de cristales es ampliamente aplicada a fármacos poco solu-bles para mejorar su solubilidad y velocidad de disolución. El irbesartán es un fármaco que además de ser poco soluble es adminis-trado en formas farmacéuticas de liberación inmediata, por lo que resulta un candidato interesante para la aplicación de esta técnica. Además, este fármaco es utilizado en el tra-tamiento de enfermedades cardiovasculares, las cuales son la principal causa de muerte en el país. Mediante calorimetría diferen-cial de barrido (DSC por sus siglas en in-glés) se realizó un estudio preliminar para seleccionar los potenciales coformadores. Se analizaron mezclas binarias en proporciones molares 1:1, 1:2 y 2:1 del fármaco-coforma-dor con las siguientes sustancias: cumarina, glutamina y úrea, así como con los ácidos p-aminobenzoico, benzoico, cinámico, málico, maléico, mandélico, oxálico y salicílico. La presencia de dos señales endotérmicas des-plazadas a temperaturas diferentes al punto de fusión del fármaco y del coformador, in-


Proyectos doctorales


dican la formación de una mezcla eutéctica y la fusión del coformador. Así, se determinó que la glutamina, úrea y los ácidos benzoico, cinámico, málico, maléico, mandélico y sali-cílico son buenos candidatos a formar cocris-tales con el irbesartán. Posteriormente, se aplicaron dos técnicas de cristalización: evaporación de solvente y for-mación de suspensión (slurry) a las mezclas del fármaco con los coformadores seleccio-nados. Los sólidos obtenidos fueron carac-terizados a través de difracción de rayos-X de polvos, DSC y espectroscopía infrarroja. Mediante la técnica de suspensión o slurry existe evidencia de formación de un cocris-tal de irbesartán con el ácido málico 1:1 en metanol; sin embargo, se requieren análisis adicionales para su confirmación. Las crista-lizaciones por evaporación de solvente están siendo llevadas a cabo.

Estudiante: Ing. Arys Carrasquilla BatistaProfesor tutor: Dr. Alfonso Chacón (Escue-la de Ingeniería Electrónica)Sistema electrónico integrado para el pro-cesamiento y control de múltiples varia-bles ambientales por medio de Internet de las CosasEn la actualidad, existe una creciente nece-sidad en diferentes campos de investigación, producción y en la industria de agricultura de precisión, de almacenar y procesar datos provenientes de múltiples sensores; muchas veces estos dispositivos se encuentran ubi-cados en lugares remotos. El modo usual de recolección de datos implica el uso de equi-pos separados para cada variable de interés, lo cual dificulta y encarece la integración y procesamiento conjunto. Se visualiza la posi-bilidad de incorporar la temática del Internet de las Cosas con el fin de aprovechar las capa-cidades computacionales y de procesamiento en la nube para brindar información a los investigadores que les permita tomar decisio-nes oportunas. Durante el segundo semestre del Doctorado Académico en Ingeniería, específicamente en el curso Investigación en Ingeniería, se dise-ñó un experimento para estudiar los factores que pueden perturbar el crecimiento en un cultivo microalgal y una investigación que centró su objeto de estudio en los modelos de regresión lineal simple y múltiple; esto, con el fin de establecer las bases para mode-

lar y explorar la relación que existe entre las variables de temperatura, luz, pH y oxígeno disuelto y, de esta manera, poder aproximar y predecir el crecimiento del cultivo de mi-croalgas en futuras investigaciones. Además, en el curso Desarrollo de Proyectos de Investigación se formuló un proyecto para la búsqueda de fondos que permitan finan-ciar las horas investigador y los insumos re-queridos para el cumplimiento de objetivos. Se presentó un artículo y ponencia en el 66th. International Astronautical Congress–IAC 2015, el cual tuvo lugar en la ciudad de Jerusalén, Israel, del 12 al 16 de octubre.

Estudiante: MSc. Liliana Sancho ChavarríaProfesor tutor: Dr. Erick Mata (Escuela de Ingeniería en Computación) Visualización de estructuras jerárquicas Hoy en día tenemos información en abun-dancia pero su utilidad depende de las repre-sentaciones y mecanismos disponibles para llevar a cabo el proceso de entenderla, anali-zarla, alcanzar conclusiones, generar conoci-miento y tomar decisiones. La visualización de información es un área de la computación que desarrolla representaciones y mecanis-mos de visualización con el propósito de que los seres humanos podamos acelerar ese proceso. Nuestra investigación se centra en la visualización y el análisis de información voluminosa con estructura jerárquica, por ejemplo taxonomías. Existen diversas formas en que las jerarquías son visualizadas. Nuestra hipótesis es que a través de árboles de conos interactivos, tridimensionales y animados, se puede lograr una mayor efectividad en la comprensión de la información voluminosa. Los retos que enfrentamos son: el manejo de la inherente aglomeración de datos en pan-talla; la estrategia para minimizar la pérdida de contexto que se puede producir durante la navegación por el árbol; y la propuesta de mecanismos eficientes y novedosos, tanto para editar el árbol como para asistir al usua-rio en el análisis de la información. En esta charla, presentamos un resumen del estado del arte en visualización de información y “big data”; una demostración de una nueva versión de software para la visualización de estructuras jerárquicas en 3D (árboles de co-nos) que muestra taxonomías “grandes” en el dominio de la biodiversidad; el diseño de la herramienta para captura y edición de los ár-

boles; y un primer acercamiento a las formas de analizar el cambio en estructuras jerárqui-cas, por medio de “grafos dinámicos”.

Estudiante: Ing. Manuel Mata Coto Profesor tutor: Dr. Iván Vargas (Escuela de Física) Modelado teórico y simulación numérica de antorchas de plasma de arco no trans-ferido Los modelos de plasma LTE (Local Thermo-dynamic Equilibrium) y NLTE (Non Local Thermodynamic equilibrium) se basan en los siguientes supuestos: • El plasma se considera como un fluido con-

tinuo. • En el modelo LTE el plasma se caracteri-

za por una temperatura única T, mientras que en el modelo NLTE distribuciones maxwellianas separadas se asumen para las partículas pesadas y para los electro-nes, caracterizadas por una temperatura de partícula pesada Th, y una temperatura de electrones Te, respectivamente.

• El plasma está en equilibrio químico; por tanto, su composición es una función de la presión p y T en el modelo LTE y de p, Th, y Te en el modelo NLTE.

• La condición de cuasi-neutralidad se man-tiene para ambos casos.

• Los efectos de las corrientes Hall, efectos gravitacionales y disipación viscosa se des-precian.

Como parte del trabajo doctoral se ha simu-lado una antorcha de plasma en condición LTE con las siguientes características:

• Configuración axisimétrica • Estado estacionario, flujo laminar de ar-

gón, plasma a presión atmosférica • Plasma en equilibrio termodinámico local

(LTE=Local Thermodynamic equilibrium) • Disipación viscosa despreciada • Se desprecia el trabajo realizado por la pre-

sión en la ecuación de energía • Argón como gas ionizante

Estudiante: Ing. Yostin Chacón Varela Profesor tutor: Dra. Carmen Madriz (Es-cuela de Ingeniería en Producción Industrial) Diseño de un sistema inteligente autóno-mo para la operación de robots en el pro-ceso de alisto de almacenes automatizados en el sector ferretero latinoamericano.


Los robots actuales son cada vez más capaces de conducta adaptativa y manipulación ex-perta. Estos son capacidades importantes y necesarias en los robots que trabajarán junto a los seres humanos en entornos no contro-lados. Un aspecto importante con este tipo de entornos es la dificultad para predecir la manera en que los objetos se comportarán. La posibilidad de predecir el comportamien-to objeto puede mejorar en gran medida y aumentar las capacidades de los robots para adaptarse a nuevas situaciones y ser más hábi-les en la manipulación. Tradicionalmente, la robótica se ha concentrado en programar el comportamiento del robot por el movimien-to del motor de programación. En este estu-dio doctoral se toma un enfoque diferente: en lugar de concentrarse en el movimiento del robot, ponemos la atención a los objetos que están siendo manipulados. La idea es que una vez que una instrucción para manipular un objeto se le da al robot, el objeto active una serie de algoritmos matemáticos, bases de inteligencia artificial y un área con poco estudio, que es el área cognitiva, que deter-mine lo que el robot debe hacer. El objeto dirige el movimiento del robot. Para lograr esto, el robot debe tener conocimiento de cómo se comporta el objeto. Si el robot sabe cómo responderá el objeto a ciertos estímu-los, a continuación el robot puede utilizar es-tos estímulos para producir la respuesta obje-to deseado. Mediante el uso de un modelo de objeto, el robot puede estimar una creencia interna de cómo él debe ser manejado. Usan-do este modelo, el robot puede predecir los efectos o consecuencias de sus acciones so-bre el objeto. Además, esto puede ser usado para crear un sistema que se implementa a la inversa: un controlador que, dado un re-sultado deseado, produce acciones del robot. Debido a que estos modelos se componen de propiedades de los objetos y las descripcio-nes matemáticas de la conducta objeto son compactos, una representación simbólica se puede generar para que lo represente. Por lo tanto, estos modelos tienen el potencial de facilitar la comunicación entre la inteligencia artificial y robótica. Lo anterior es lo que da pie al dilema a resolver, que se traduce en un caso de una manipulación especializada que requiere un control de retroalimentación no lineal para una variante en el tiempo no ho-lonómico y sistema dinámico no lineal

Estudiante: Ing. Roy Zamora SequeiraProfesor tutor: Dr. Ricardo Starbird (Escue-la de Química)Desarrollo de electrodos modificados con nanotubos de carbono usados en el análi-sis electroquímico de plaguicidas en me-dios acuíferos de la producción orgánica y convencional de banano en Costa RicaEl uso de electrodos con nanotubos para el análisis de detección preliminar de algunos componentes como el cloropirifos, empleado en la producción bananera en Costa Rica, y que es sumamente dañino para las aguas y para los suelos, puede contribuir con un de-sarrollo sostenible. La voltametría cíclica es una técnica sumamente usada, la cual permi-te estudiar una amplia gama de fenómenos en todos los campos de la ciencia. Recientes equipos portátiles reducen costos y permiten enfocarse básicamente en el desarrollo de nuevos materiales y metodologías sencillas, de bajo costo y alta sensibilidad. Dado que la eficacia de la metodología depende en gran parte de la especificidad del electrodo, es importante estudiar el uso de diferentes polí-meros conductores tanto como nano-estruc-turas (nanotubos o grafeno) para mejorar la especificidad y sensibilidad de la técnica en la determinación de ciertos componentes en el agua. Dicho sistema facilitaría a comuni-dades afectadas tomar medidas preventivas cuando la concentración de dichas sustancias pueda ser peligrosa en los mantos acuíferos.

Estudiante: MSc. Mac Arturo Fernández Murillo Profesor tutor: Dr. Ernesto Montero (Es-cuela de Física)Fundamentación de la aplicación de los principios espectrofotométricos en el ran-go visible y ultravioleta para el control de calidad en la producción de tabletas de la industria farmacéutica El color tiene gran importancia en la fabrica-ción de productos farmacéuticos, pues mu-chos de estos productos son coloreados. No obstante, el control y la evaluación del color de muchos de los productos farmacéuticos utilizan valoraciones cualitativas que depen-den en gran medida del método de análisis y de la habilidad del operario. Además, debido a que el costo del proceso productivo de las tabletas coloreadas es mayor al de los produc-tos blancos, la industria farmacéutica de Cos-ta Rica casi no fabrica tabletas de color. Por tanto, un método efectivo y económico para medir el color podría cambiar la perspecti-va actual de la industria, pues este se podría incorporar como una variable más del pro-ceso productivo, con el valor agregado que esto conlleva. Este proyecto de investigación tiene como principal objetivo, establecer cri-terios experimentales para la aplicación de algunas técnicas de espectroscopia óptica y la colorimetría al proceso de control de calidad empleado en la fabricación de comprimidos farmacéuticos. Para realizar esta investiga-

ción se cuenta con el apoyo del Laboratorio de Tecnología Farmacéutica de la Facultad de Farmacia de la Universidad de Costa Rica y del Laboratorio de Ensayos de la Compañía CALOX. Estos laboratorios ofrecen su cola-boración en el proceso de preparación de las muestras, en los ensayos de aplicación y en el diseño de experimentos y análisis de los re-sultados. Asimismo, para el desarrollo de esta investigación se cuenta con un grupo de in-vestigadores nacionales del TEC y de la Uni-versidad de Costa Rica, quienes brindarán su asesoría en el proyecto. También, en calidad de asesor externo hemos iniciado el contacto con el Dr. Manuel Melgosa, académico e in-vestigador de la Universidad de Granada en España, quien es un reconocido especialista en temas de color y ha dirigido numerosos proyectos doctorales en áreas similares. Du-rante el primer semestre del doctorado se han atendido los requerimientos de los cursos teóricos del doctorado, de donde han surgi-do algunos productos que pueden contribuir al desarrollo del proyecto. También, se ha realizado una amplia búsqueda bibliográfi-ca de los procesos y métodos de la industria farmacéutica (Process Analytical Technolo-gy, PAT) y de la aplicación de los principios colorimétricos y espectrofotométricos para la medición de las propiedades de las table-tas, pues todo ello constituye una parte de

los productos esperados del plan de trabajo. Además, se han estudiado las características de un espectrofotómetro UV-Vis-NIR que está en proceso de adquisición por parte de la Escuela de Física del TEC y que será uti-lizado para esta investigación. El desarrollo de este proyecto fortalecerá la capacidad de realizar investigación aplicada en la medición de propiedades ópticas en el Instituto Tecno-lógico de Costa Rica.

Estudiante: MSc. José Mario Carranza Ro-jas Profesor tutor: Dr. Erick Mata (Escuela de Computación) Identificación de especies de plantas de Costa Rica utilizando visión por compu-tadoraSe estima que la cantidad de especies de plantas de nuestro planeta es cercana a las 400 000. En Costa Rica se han identificado cerca de 11 000 y se espera que el número total llegue a las 12 000. La identificación de plantas es fundamental para estudios de riqueza biológica de una región; inventarios de plantas; monitoreo de poblaciones de ani-males y plantas en peligro de extinción; im-pacto del cambio climático en los bosques; y modelado de especies invasoras, entre otros. La identificación de especies de plantas es un proceso que requiere conocimiento experto y

el uso de llaves dicotómicas, llaves interacti-vas, o el conocimiento del experto. Esto hace el proceso tedioso, ineficiente y propenso a errores. Esta investigación presenta formas de identificar la especie de las plantas, haciendo uso de visión por computadora, dadas fotos de hojas de la planta. Primero presentamos nuestros resultados iniciales con textura y curvatura de la hoja, que fueron aceptados en la conferencia CLEI 2015 y está peer re-view en una versión extendida para journal del CLEI. Luego discutimos el progreso en la extracción de características morfológicas de la hoja, basado en retroalimentación de taxó-nomos del Museo Nacional de Costa Rica. También presentamos la exploración de cá-maras 3D para obtener medidas reales de la hoja. Seguidamente discutimos nuestros primeros intentos para extraer las venas de la hoja usando detección de bordes y ecuali-zación de histogramas. Finalmente, presen-tamos nuestra forma de detectar daño en la hoja usando SuperPixels, que puede ser útil para limpiar fotos de herbario.

El Dr. Teodolito Guillén Girón indicó que esta es la primera vez que se realiza una pre-sentación de proyectos en el Doctorado, ya que el programa solo tiene un año de existen-cia. Se espera seguirla realizando al menos una vez al año.


Revista Investiga.Tec 25

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