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Ciencia

Una fábrica de ingenios

En el marco de la serie de artículos dedicados al 70° aniversario de la Universidad de São Paulo, Pesquisa FAPESP muestra ahora las soluciones tecnológicas creadas en la Escuela Politécnica de la USP, un granero de profesionales que ha ayudado a modernizar el país

Los 111 años de historia de la Escuela Politécnica de la Universidad de São Paulo (Poli-USP) resumen la trayectoria de un país que supo modernizarse a marcha rápida. São Paulo adquirió aires cosmopolitas en buena medida gracias a la contribución de los pioneros, como el ingeniero Antonio Francisco de Paula Souza (1843-1917), o el constructor de edificios y palacetes Francisco de Paula Ramos de Azevedo (1851-1928), ambos fundadores de la Escuela Politécnica de São Paulo en 1893. A finales de los años 1920, cuando gobernar se convirtió en sinónimo de construir carreteras, la institución aportó sus cuadros para la elaboración de un primer boceto de la red vial que, décadas más tarde, suplantaría definitivamente a los ferrocarriles. Ingenieros politécnicos se aventuraron incluso a producir tanques y granadas cuando São Paulo se sublevó contra Getúlio Vargas, en 1932. La Escuela, que se incorporó a la Universidad de São Paulo en 1934, adquiriría rápidamente fama de granero de hombres públicos: un puñado de gobernadores paulistas pasaron por ella.

Entre las décadas de 1950 y 1970, una fase durante la cual la economía brasileña creció a tasas de tigre asiático y carecía de soluciones tecnológicas para sostener tal desarrollo, los ingenieros politécnicos quizás hayan vivido su fase de oro. “Nosotros íbamos en colectivo a la facultad, cargando aquella enorme regla T; llamábamos la atención. Muchos futuros ingeniero consiguieron novia así”, recuerda el profesor Moacyr Martucci Júnior, presidente de la Comisión de Investigación de la Poli-USP. El advenimiento de la informática provocó un terremoto en la ingeniería, que explotó en nuevas especialidades. De la ingeniería eléctrica brotó la ingeniería de computación. De la ingeniería eléctrica y la ingeniería mecánica surgió la mecatrónica. Las computadoras llevaron le significaron a la regla T el beneficio de una merecida jubilación y sentaron nuevas bases para la enseñanza y la investigación en la institución, donde trabajan actualmente 495 docentes y estudian 4,3 mil alumnos de grado y 4 mil de posgrado.

La Poli-USP se metamorfoseó para mantener su rol modernizador, y continuó creando ingenios capaces de dar más bienestar a la sociedad. Es posible mencionar contribuciones significativas de científicos y profesionales egresados de la institución en innumerables áreas. En los años 1960, la planificación en el área de transportes en Brasil, que transformó la ingeniería de tránsito en una ciencia que se aplicó a la construcción de las líneas de metro, también despuntó gracias al trabajo de los docentes de la Poli, como Íon de Freitas y Antonio Galvão Novaes. Entre 1990 y 1994, la Escuela Politécnica de la USP fue dirigida por el profesor Francisco Romeu Landi, director presidente del Consejo Técnico Administrativo de la FAPESP, fallecido en abril a los 71 años.

Si hoy en día Brasil dispone de una industria de microelectrónica y cuenta con capacidad especializada en el área de telecomunicaciones, esto se debe a la destreza de la Escuela Politécnica para hacer investigación y a su vez formar mano de obra en esas áreas durante los últimos 30 años. La Escuela reivindica para sí la creación del primera computadora brasileña. Llamada “El Patito Feo”, ésta fue obra de científicos del área de ingeniería eléctrica en 1972. Pasados 30 años, esta simiente produjo un árbol con abundantes frutos. Aunque Brasil, al igual que varios otros países, no haya logrado desarrollar una industria de computadoras competitiva como tal lo planeara inicialmente, los investigadores del área de informática de la Poli-USP se han destacado en la creación de software y en la seguridad de redes.

El Laboratorio de Arquitectura y Redes de Computadoras de la Escuela es una referencia mundial en códigos de criptografía. Paulo Barreto, investigador de la Poli y criptólogo jefe de la empresa brasileña Scopus, tomó parte en la creación de los algoritmos empleados para la elaboración de la firma digital de la Comunidad Europea y la del gobierno estadounidense, tras vencer licitaciones internacionales que definieron las normas de seguridad. El Laboratorio también creó ambientes seguros para páginas de Internet de diversos bancos y desarrolló un sistema de seguridad para la recaudación del Impuesto a la Propiedad de Vehículos Automotores (IPVA), que terminó con los fraudes practicados en las computadoras de la Dirección de Tránsito (Detran) de São Paulo.

Tanque numérico
En el terreno de las telecomunicaciones, docentes de la Poli-USP fueron contratados a comienzos de los años 1970 por Telebrás para ayudar a modernizar las centrales telefónicas brasileñas, que en ese entonces eran analógicas. La digitalización de las centrales amplió el acceso por parte de los brasileños al teléfono, e integró el territorio nacional. Este grupo también desarrolló en 1976 el prototipo que hizo posible hacer llamados vía discado directo internacional. Algunos de estos investigadores acabaron desgarrándose de la Escuela para fundar el Centro de Investigaciones y Desarrollo de Telebrás (CPqD), uno de los principales dínamos de la investigación brasileña en el área de telecomunicaciones.

Por otro lado, la industria naval brasileña ganó en solidez a partir de 1956, tras la firma de un estratégico convenio entre la Armada y la Poli, que dio origen al Departamento de Ingeniería Naval y Oceánica. Dicho departamento continua en actividad, pero con nuevas incumbencias. Durante los últimos quince años fortaleció sus lazos con Petrobras, en el marco de un línea de investigación que culminó con la creación de un tanque de pruebas numérico en 2001. Se trata de un simulador, dotado de un cluster de 120 microcomputadoras personales, capaz de proyectar modelos tridimensionales de cualquier cosa: aviones, autos y barcos. “En un tanque numérico, el procesamiento de la información es mucho más rápido y es posible realizar simulaciones de sistemas bastante complejos”, dice el profesor Hélio Mitio Morishita, jefe del departamento. En el caso de Petrobras, el principal interés es el desarrollo de sistemas oceánicos, como las plataformas de petróleo, demasiado complejas como para probarlas en un tanque de pruebas de verdad.

La Armada utilizó los servicios del tanque numérico de la Poli-USP antes de hacer las adaptaciones del portaaviones São Paulo, que pertenecía a Francia. Había dudas en cuanto a si la enorme embarcación cabría en el dique seco del arsenal de la Marina con sede en Río de Janeiro, donde sería refaccionada. Con base en imágenes y medidas tomadas en el portaaviones y en el dique, en el tanque se demostró que sí, que era posible apostar el portaaviones allí dentro –por cierto: entró raspando. Recién después de la simulación empezó la refacción. Las herramientas de realidad virtual son cada vez más empleadas en las escuelas de ingeniería. El Laboratorio de Sistemas Integrables de la Politécnica es sede desde 2000 de la Caverna Digital, un complejo para realidad virtual que crea un ambiente interactivo mediante proyecciones de imágenes múltiples. Pueden ingresar hasta seis personas pueden en la caverna al mismo tiempo, e interactuar con el mundo simulado por computadora. Al margen de las aplicaciones en las ramos de ingeniería, esta caverna también puede emplearse en medicina y astronomía, y en la producción de juegos interactivos.

El nexo entre las aptitudes del pasado y las del presente se vuelve más palpable en algunos departamentos de la Poli-USP, como el de Ingeniería de Energía y Automación Eléctrica. Bajo el comando del profesor José Roberto Cardoso, el Laboratorio de Electromagnetismo Aplicado sigue trabajando en los estudios de tracción eléctrica en ferrocarriles y metros. “Como participamos en la implantación de la primera línea del subterráneo de São Paulo, ese conocimiento quedó acumulado”, dice Cardoso. No resta mucho trabajo por hacer con relación a los ferrocarriles, que pierden cada vez más importancia como medio de transporte. Pero, como varias capitales brasileñas están construyendo sus metros, el laboratorio ha sido convocado a ayudar, para hacer simulaciones de las composiciones andando sobre la línea a varias velocidades, y de la cantidad de energía necesaria para hacer que el sistema completo funcione.

El laboratorio también se aboca a estudios sobre las interferencias electromagnéticas. Ayudó a los fabricantes de electrodomésticos a controlar las emisiones electromagnéticas de sus productos, para que se éstas ubicasen en los niveles exigidos internacionalmente, por ejemplo. También auxilió a la Marina a realizar un estudio de compatibilidad electromagnética del proyecto de submarino de propulsión nuclear que está desarrollándose en el complejo de Aramar, interior paulista. Se trata de un estudio sofisticadísimo, dada la profusión de cables y circuitos previstos para la construcción del gigantesco prototipo. Pero la vida del laboratorio no se restringe a brindar soporte a aquéllos que lo necesitan. A pedido de Petrobras, se desarrolló un motor tubular lineal para la extracción de petróleo, que suplantará a las instalaciones mecánicas conocidos en Brasil como ‘cavalos de pau’ [caballos de madera] instaladas en 9 mil pozos terrestres en el país. El motor eléctrico tiene la capacidad de incrementar el caudal de los pozos, y sufre un desgaste menor, pues, al contrario que en el caso del caballo de madera, no genera rozamiento con las paredes del pozo.

La Escuela participa en estudios de carácter teórico con la misma disposición con la que busca soluciones para problemas prosaicos. En el Departamento de Ingeniería de Transportes, se prueba el empleo de un pavimento compuesto, en el cual placas de concreto de cemento trabajan de adheridas al concreto asfáltico. Esta técnica, traída de Estados Unidos, crea una superficie más resistente y ayuda en el mantenimiento de pavimentos con deficiencias estructurales. El Departamento de Ingeniería Metalúrgica y de Materiales –que es el de mayor producción académica de la Escuela– desarrolló un método capaz de reciclar el polvo de mineral de hierro que antes era descartado y contaminaba el ambiente. Ese polvo, obtenido en grandes cantidades durante el proceso de degradación del mineral, obstruía los hornos y era considerado inútil. En el marco de un trabajo sobre el comportamiento térmico de los materiales, los investigadores de la Poli constataron que, al mezclar el polvo del mineral de hierro con el carbón, podían producirse ‘pellets’ o pequeñas briquetas que, tras un proceso de cura, se volvían durísimos, y podían almacenarse. Así, el derroche y la contaminación se terminaron. Actualmente esos ‘pellets’ se usan en los hornos como materia prima para la elaboración de acero. “Esta investigación tuvo una gran importancia en la busca de procesos limpios y no contaminantes en la metalurgia”, dice el profesor José Deodoro Trani Capocchi, jefe del Departamento de Ingeniería Metalúrgica y de Materiales. Son 400 trabajos científicos publicados anualmente en revistas anualmente. También, sus investigadores a veces ayudan a resolver crímenes. A pedido de la Policía Científica de São Paulo, emiten laudos sobre la deformación de proyectiles o el desgaste de otros materiales, capaces de dilucidar las circunstancias de homicidios o accidentes.

Dentro de la Politécnica funciona el Centro Internacional de Referencia en Reutilización del Agua (Cirra), vinculado al Departamento de Ingeniería Hidráulica y Sanitaria. En tal sentido, un grupo de investigadores de la institución trabaja en varios frentes: desde el desarrollo de sistemas hidráulicos para economizar agua (como por ejemplo un tanque de descarga para inodoro con capacidad para 3 litros de agua) hasta ensayos de estrategias de reaprovechamiento de los recursos hídricos, tales como el uso de agua no tratada en la agricultura, en sistemas de refrigeración de industrias o en la irrigación de áreas verdes urbanas. También ayuda a la Agencia Nacional de Agua a formular nuevas políticas contra el derroche.

Dentro de esa lista de aplicaciones prácticas, un investigador del Cirra diseño un sistema de reaprovechamiento del agua que se utilizará en la tercera terminal del Aeropuerto Internacional de Cumbica, Guarulhos, que será construido en los próximos años. Hoy en día toda el agua usada en las dos terminales del aeropuerto, que recibe anualmente 14 millones de pasajeros, se extrae del subsuelo. La construcción de una tercera terminal requerirá una nueva solución, pues el manantial está al borde de su agotamiento y no tendrá agua suficiente. La idea consiste en que aguas servidas pasen por un tratamiento parcial, para luego utilizarlas nuevamente para lavar la pista y enfriar el sistema de aire acondicionado del aeropuerto, solo por mencionar dos ejemplos de aplicación. “Es posible hacer un uso más prudente del agua echando mano de múltiples estrategias”, dice el profesor Ivanildo Hespanhol, director del Cirra.

Al igual que en la mayoría de las carreras, el campo de conocimiento de la ingeniería se ha expandido mucho en las últimas décadas, y la Escuela Politécnica se ha esforzado por abarcar todos esos despliegues, creando nuevos departamentos y especializaciones. Pero los cambios y oscilaciones del mercado de trabajo son tan abruptos que un rubro de la ingeniería muy concurrido un año en el examen de ingreso a la universidad puede ver reducirse el interés en pocos años más tarde, cuando los estudiantes estén recibiéndose. Y esto ha ocurrido varias veces. La tradicional ingeniería civil, por ejemplo, perdió fuerzas en los años 1980 –la década perdida–, cuando Brasil paró de hacer hidroeléctricas y carreteras, frustrando así a una generación de jóvenes profesionales. Pero hoy en día la demanda en el sector de ingeniería civil ha crecido nuevamente. Pese a la carencia de grandes obras, se ha abierto un espacio para los ingenieros en la expansión de la construcción civil y de la infraestructura de saneamiento, por ejemplo. La ingeniería de telecomunicaciones vivió su apogeo y su caída en un cortísimo lapso de tiempo. Con las privatizaciones, a mediados de los años 1990, la concurrencia en el matrícula hizo eclosión, pero hubo una severa retracción en 2000 y 2001, que hizo mermar el interés de los postulantes. “Ni la euforia ni la resaca se justificaban”, dice Paul Jean Etienne Jeszensky, docente del Departamento de Ingeniería en Telecomunicaciones y Control. “Ahora se avanza hacia un equilibrio en el mercado de trabajo, un escenario que no es ni tan bueno ni tan malo como se había llegado a imaginar”, afirma.

Tales oscilaciones son naturales y, excepto por la decepción que generan en los recién recibidos, no tienen consecuencias profundas. Sucede que los ingenieros politécnicos se gradúan, antes que nada, para adaptarse a las nuevas situaciones, para estar listos para solucionar problemas que ni siquiera pueden imaginarse hoy. “La Escuela suministra una excelente base. Ese bagaje es de los alumnos”, dice Jeszensky. “Preparamos profesionales para tomar decisiones: profesionales que están siempre listos para aprender cosas nuevas”, dice Moacyr Martucci, presidente de la Comisión de Investigación. Así como los ingenieros civiles frustrados de los años 1980 hicieron carreras brillantes dentro y fuera de la ingeniería –el mercado financiero, por ejemplo, se abasteció hasta el hartazgo de esos profesionales–, la promoción destinada a las telecomunicaciones también será absorbido. Pero también existen carreras que no saben de crisis. La de ingeniería en computación oferta matrícula a dos grupos de 40 alumnos en cada ingreso. Uno de esos grupos hace un carrera en los moldes tradicionales. El otro tiene una programación curricular diferente, donde teoría y práctica tienen el mismo peso. Los módulos se alternan cada cuadrimestre –ora el estudiante se aboca a asignaturas teóricas, ora hace una pasantía en una empresa, que la propia Escuela se encarga de tramitarles a los alumnos. “Los ingenieros se reciben con una base teórica fuerte y también con una notable experiencia profesional”, dice el profesor Wilson Vicente Ruggiero, del Departamento de Ingeniería de Computación y Sistemas Digitales.

En tanto, la Escuela está ensayando un cambio conceptual en la formación de sus alumnos. El mercado de trabajo demanda profesionales con un bagaje más humanístico. Los ingenieros de hoy debe tener en cuenta variables que eran relegadas antiguamente. Ha quedado atrás el tiempo en que se proyectaba una hidroeléctrica sin tener en cuenta el impacto ecológico que dicha obra causaría. Construida comienzos de los años 1980, la central de Balbina, que abastece a Manaos, la capital de Amazonas, es un ejemplo de una hermosa obra de ingeniería que perpetró un crimen ecológico, creando un gigantesco lago poco profundo, donde especies de árboles se pudren hasta hoy. “La formación excesivamente técnica a veces hace que el ingeniero razone sin tener en cuenta que hay gente de por medio en el proceso”, dice el profesor Hélio Morishita, cuyo departamento, el de Ingeniería Naval y Oceánica, alteró su currículo y actualmente exige que sus estudiantes cursen y aprueben 24 asignaturas optativas en otras unidades de la Universidad de São Paulo.

“La elección de esas materias cabe al estudiante. Lo mejor de esto es que ellos tienen contacto con la sociología, la comunicación o la filosofía. Algunos se resisten y van a cursar esas materias en la Facultad de Economía y Administración, que tiene más afinidad con la ingeniería”, dice Morishita. El Departamento de Ingeniería Eléctrica impulsó una alteración parecida en su currículo. La humanización en la formación de los alumnos es uno de los objetivos del Poli 2015, un programa destinado hacer ajustes en la Escuela hasta el año 2015, teniendo en la mira los retos de este comienzo de siglo. Entre las metas declaradas del Poli 2015, se destacan “la aptitud y capacidad para el trato, las relaciones humanas y la comunicación; la postura ética y el compromiso cultural y social con Brasil”. Sin dejar de lado, por supuesto, la excelencia de las enseñanza.

El futuro de la Poli-USP también es virtual. La educación a distancia es hoy en día una realidad. Las clases de 105 asignaturas son grabadas en vídeo y puestas a disposición en Internet, como así también el material didáctico utilizado por los docentes. Los alumnos que faltan a una clase pueden verla en casa en la pantalla de la computadora. En caso de que el estudiante virtual no entienda la explanación, puede interactuar entrando en un chat y haciendo preguntas. Si se trata de una duda que otro alumno ha tenido antes (el 80% de éstas se repite), la respuesta queda almacenada y aparece al instante. Sino, el docente responde más tarde por e-mail. Las carreras y su material didáctico están comenzando a tener libre acceso para cualquiera que tenga computadora en casa. “La idea es diseminar el conocimiento depositado en la Poli en otras facultades y entre otros estudiantes de ingeniería. Es devolverle a la sociedad, de la manera más amplia posible, la inversión que ésta hace en la escuela”, dice el profesor Wilson Vicente Ruggiero. Si todo sale bien, la escuela, que nació vinculada a la elite –los fundadores Ramos de Azevedo y Paula Souza debieron ir a Europa para graduarse– habrá consumado un hermoso ajuste de cuentas con el pasado.

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