El fenómeno del hidrógeno verde analizado por nuestros investigadores

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Actualmente el hidrógeno verde ha adquirido un notable protagonismo en el marco de la actual transición energética. 

La necesidad de sustituir las fuentes de energía más empleadas en la actualidad (carbón, petróleo y sus derivados, gas natural) por fuentes de energía renovables y sin emisiones de dióxido de carbono (CO2), introdujo nuevos desafíos a nivel internacional. Uno de ellos es la necesidad de almacenar los excedentes de energía eléctrica generada en momentos de picos de producción para poder emplearla en momentos de baja producción.

Desde varias esferas influyentes, científicas, empresariales y políticas  aseguran que si se quieren evitar los peores impactos del cambio climático se deberá encontrar la manera de que las temperaturas globales no sigan subiendo.  En particular el empresario Bill Gates definió al hidrógeno verde, también conocido como hidrógeno renovable o e-Hydrogen, como “la mejor innovación de los últimos años para combatir el efecto invernadero”, en su libro llamado “Cómo evitar un desastre climático”.

Para profundizar sobre este tema presente en los medios de comunicación de Argentina,  dialogamos con el Dr. Daniel Guerreiro y el Dr. Andrés García Blanco, docentes del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales.

¿Por qué cobró auge el hidrógeno verde recientemente?

Andrés: Podemos decir que las principales fuentes de energía renovable que se están instalando actualmente para alimentar las redes eléctricas (solar fotovoltaica y eólica) justamente presentan estas características de intermitencia. Es preciso indicar que el hidrógeno es un vector energético capaz de ser producido a partir de la energía eléctrica obtenida de fuentes renovables en momentos de excedentes y, luego, generar energía eléctrica en momentos que se requiera, empleando celdas de combustible.

Otro aspecto que se puede mencionar es la necesidad de producir hidrógeno mediante procesos libres de emisiones de CO2. El hidrógeno es muy importante para la industria, siendo materia prima de numerosos procesos. Sin embargo, en la actualidad en su mayoría es obtenido mediante el reformado de gas natural, en un proceso que libera CO2. Por tanto, buscar fuentes de producción de hidrógeno libres de emisiones de CO2 es una necesidad. Por último, por su capacidad de almacenamiento de energía, es un vector que se plantea para uso en dispositivos móviles, como pueden ser autos, barcos, entre otros.

Daniel: En mi caso, considero que el hidrógeno es el elemento más abundante del universo, pero en la Tierra no está libre y disponible como tal, sino que siempre está asociado a otros elementos formando compuestos químicos. El más accesible o abundante es el agua (una molécula muy particular por sus propiedades fisicoquímicas) y que a través del proceso de electrólisis (se separa el hidrógeno del oxígeno) utilizando las energías eólicas, fotovoltaica y termosolar es posible obtener hidrógeno sin afectar el medio ambiente. Luego, disponiendo del hidrógeno molecular (como un gas purificado) y basado en su alta reactividad y contenido energético potencial es posible convertirlo en energías útiles tales como por ejemplo térmica o eléctrica.

Desde su punto de vista, ¿Cómo definen al hidrógeno verde?, ¿Cuál es la finalidad de su uso?

Andrés: La etiqueta hidrógeno verde se le dio recientemente al hidrógeno producido mediante electrólisis de agua, empleando energía eléctrica obtenida a partir de fuentes de energías renovables, sin emisiones de CO2. Estas etiquetas se crearon en un contexto preocupado por controlar las emisiones de CO2 a la atmósfera, considerando la cadena completa de producción. Por mucho tiempo, se asoció el uso del hidrógeno como un vector energético “limpio”, sin tener en cuenta si para obtenerlo se emitían grandes cantidades de CO2, como ocurre en la producción mediante reformado del gas natural. Ahora, a éste tipo de hidrógeno (el obtenido a partir del gas natural), se le denomina hidrógeno gris y en caso que se incluyan tecnologías de captura de CO2 de manera que se disminuyan las emisiones de CO2 en el proceso, se etiquetó como hidrógeno azul.

Con respecto a los principales usos del hidrógeno verde están relacionados con su capacidad de almacenamiento de energía. En este sentido, destaco el papel que va a tener para otorgar robustez a las redes eléctricas con generación a partir de fuentes de energía renovables. Sin embargo, es también importante para aplicaciones de movilidad y donde es actualmente empleado como materia prima a nivel industrial (refinerías, producción de fertilizantes).

Daniel: Es interesante mencionar otros dos usos que están tomando mucha importancia como parte de la transición energética dado que se pueden usar en los motores convencionales existentes en los vehículos terrestres, marítimos o aéreos (los llamados motores ICE – motores de combustión interna). En un caso el hidrógeno puede utilizarse como combustible, es decir que reemplazaría a los actuales como por ejemplo las naftas. Esto significa que es un combustible con un alto contenido energético (mayor que los hidrocarburos convencionales) y que los productos de la combustión son fundamentalmente agua en forma de vapor.  Otro caso, en los que existen varios proyectos a nivel mundial muy avanzados o ya produciendo a escala industrial (tal es el caso del proyecto Haru Oni en el sur de Chile donde participan empresas europeas de tecnología junto al gobierno) para la obtención de los e-combustibles para uso en motores convencionales (ECI). Estos e-combustibles son el producto de hidrógeno verde obtenido por electrólisis de agua combinado por  reacciones químicas catalizadas con el dióxido de carbono capturado del aire (atmosférico, el mismo que produce el efecto invernadero y como consecuencia el calentamiento global) para dar como resultado combustibles líquidos que reemplazan en forma directa a los combustibles líquidos (naftas y gasoil)  sin  que sea necesaria modificación alguna a los sistemas de distribución (la red logística de camiones tanques, estaciones servicio, etc.)  ni en los motores ICE actuales de los vehículos.  Esta tecnología tiene además la ventaja de que captura el dióxido de carbono del aire transformándolo en un proceso llamado “carbono neutral” o neutro en carbono.

¿Esta temática se incluye dentro de la materia “Biomasa” de la carrera Tecnicatura Universitaria en Energías Renovables (TUER) de la FCFMyN?

Daniel: Sí, efectivamente la temática se incorporó en el programa de la materia Biomasa.  El año pasado trabajando en una actualización del programa decidimos darle un lugar importante dado que tiene una conexión directa con el alcance de esta materia en la carrera.

De hecho, aparte de todos los procesos y usos explicados en párrafos anteriores, hay otra manera de obtener hidrógeno aún más directamente vinculado con los materiales biomásicos residuales y que tendría un interés especial para nuestro país. Estos son los procesos de gasificación de biomasa a alta temperatura a través de los cuales se puede obtener gas de síntesis (una mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono) que por reacciones químicas posteriores permiten sintetizar productos como combustibles líquidos o materias primas químicas.

¿Existen empresas que ya comenzaron a explorar el potencial del hidrógeno verde?

Andrés: Actualmente vemos a muchas empresas del sector energético, no solamente en etapa de exploración, puesto que hablamos de una tecnología totalmente madura. En estos momentos hay varios proyectos aprobados, en construcción o por comenzar a construirse. En el caso puntual de España, hay varios proyectos aprobados de empresas como Repsol, Iberdrola, Acciona, entre otras. En localidades a lo largo del país (A Coruña, Ciudad Real, Mallorca). 

Daniel: Hay empresas trabajando fuertemente en todas las opciones disponibles tanto para la obtención, la distribución y almacenamiento, así como para el uso o aplicación del hidrógeno. Esto se debe en buena medida a que la buena noticia es que es una fuente de energía (fuente propiamente dicha o como vector energético) que es “democrática” en el sentido que muchos más países, sino todos de alguna manera, tienen la posibilidad de obtener hidrógeno y sus derivados, disponiendo solo de suficiente agua, viento, radiación solar o biomasa.

¿A qué se refiere el concepto “Descarbonizar” la industria?

Andrés: Se refiere a suprimir o disminuir las emisiones de CO2 y otros gases de efecto invernadero (GEI) como el metano, de los procesos industriales. En el contexto actual, con la decisión política de muchos países (no todos) en disminuir las emisiones de CO2, con metas concretas hacia 2050, es necesario revisar todas las fuentes de emisiones de GEI a la atmósfera. El sector energético ha sido uno de los principales generadores de emisiones de GEI, pero hay otros sectores, como la producción de cemento y la industria del acero, que también son grandes emisores de GEI.

Con respecto al medio ambiente, ¿En qué aspectos beneficia la utilización del hidrógeno verde?

Daniel: el mayor beneficio es que contribuyen a reducir el efecto invernadero debido a que las emisiones directas no son contaminantes y no producen gases de efecto invernadero (GEI). Además, las emisiones indirectas (del uso de los productos obtenidos a partir de la combinación de hidrógeno y gases como el dióxido de carbono) son neutras en carbono.  

¿Cuál sería el impacto positivo para luchar contra el cambio climático?

Andrés: La actual transición energética fue motivada principalmente por la necesidad de sustituir fuentes de energía no renovables como el carbón y el petróleo, debido a las emisiones a la atmósfera del CO2 producido en la combustión, reacción química necesaria para la generación de energía eléctrica a partir de estos recursos. Como se mostró, el incremento de la concentración de CO2 en la atmósfera por la actividad humana es responsable del efecto invernadero y el cambio climático asociado. Por tanto, ante un nuevo panorama donde es fundamental descarbonizar la industria para disminuir la cantidad de emisiones de GEI a la atmósfera, el hidrógeno verde es un recurso muy importante para lograr estos objetivos.

Daniel: La ciencia lo dijo claramente hace mucho tiempo que si se quieren evitar los peores impactos del cambio climático debemos encontrar la manera de que las temperaturas globales no sigan subiendo. El desafío es hoy y es inmenso.

Las temperaturas ya están 1 grado centígrado por encima de los niveles preindustriales y, según el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés), con solo elevarse otros 0.5 ºC los efectos podrían ser devastadores y en muchos aspectos irreversibles.

Entonces, se hace urgente resolver cómo cubrir las necesidades energéticas actuales y futuras sin seguir dañando al medioambiente. Así, una de las tantas soluciones que se están desarrollando es la del hidrógeno verde o correctamente denominado hidrógeno renovable.

 ¿Considera que el hidrógeno verde es la energía del futuro?

Andrés: En el contexto actual de una transición energética veremos el empleo de numerosas fuentes de energía eléctrica y de sistemas de almacenamiento de la misma. Vale la pena destacar que el hidrógeno no es considerado como una fuente de energía eléctrica, sino como un vector energético, por esta capacidad de almacenar energía y luego suministrar de manera controlada. Con seguridad, el hidrógeno será un protagonista del sector energético en el futuro próximo y mediano. A largo plazo, quizás tendremos que esperar a ver cómo será la próxima transición energética.

Entrevista: Esp. Francisco Vidal Sierra


Presentación del auto eléctrico “Tito” en la UNSL

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Durante la pandemia la Secretaría de Innovación y Desarrollo de la FCFMyN presentó el Ciclo de Capacitaciones en Innovación Abierta de manera virtual con distintas propuestas relacionadas a temáticas actuales. En esta oportunidad, la convocatoria fue presencial en el auditorio Mauricio López de la Universidad Nacional de San Luis con la conferencia “Construyendo la movilidad del futuro desde San Luis”.

La propuesta se basó en la presentación del novedoso auto eléctrico “Tito” fabricado en San Luis, como así también en una charla a cargo del Ing. Juan Manuel Baretto, presidente de la empresa CORADIR.

La apertura estuvo a cargo del rector de la UNSL, CPN. Víctor Moriñigo; la decana de la Facultad, Dra. Marcela Printista y el Secretario de Innovación y Desarrollo, Mg. Vicente Fusco.

“Tito” es un auto 100% eléctrico, que ahorra 10 veces más que un auto convencional, es silencioso, no emite ningún tipo de gas contaminante, está pensado para ciudades con una velocidad máxima de 65 km/h, que garantiza una conducción más segura ya que los mayores factores de colisiones son por altas velocidades en las estadísticas viales.

En cuanto a sus características y datos para tener en cuenta, el auto eléctrico cuenta con una batería de litio de 8kwh y 2000 ciclos de carga, esto significa que la batería se descarga completamente 2000 veces y luego se recarga al 100%. Esto corresponde a una distancia recorrida aproximada de 200.000 km. La recarga se puede hacer en una un toma de corriente estándar de 220V, en un plazo de entre 6 a 8 horas en caso de hacerlo si la batería estaba totalmente descargada.

En cuanto a la caja, no requiere engranajes diferentes, por eso se conduce como un vehículo con transmisión automática, con pedal acelerador y pedal de freno.

Cabe mencionar que la actividad tuvo una gran participación de colegios secundarios de la ciudad de San Luis, quienes se entusiasmaron con la propuesta y aprovecharon para hacer preguntas al disertante y tomarse fotos con “Tito”.

Fotos: Tato Torres

Teoría de Juego y Estudio de la matemática a través de proyectos

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En el marco del “Ciclo de entrevistas a Investigadores/as Directores/as de Proyectos/Laboratorios de la Facultad” hoy dialogamos con la Dra. Patricia Galdeano, Directora del Proyecto de Investigación “Teoría de Juego y Estudio de la matemática a través de proyectos”.

Es importante mencionar que es el único Proyecto de Investigación Consolidado (PROICO) del Departamento de Matemática dirigido por una mujer.

¿Cuándo inició su grupo de investigación?

Si bien con parte del grupo estamos trabajando desde el 2018, es un proyecto que se inició en el 2020.

En cuanto a la unión de estas dos áreas que reúne su investigación, ¿Surgió para dar respuesta a alguna situación en particular que existía?

En el Departamento de Matemática una de las áreas más fuertes de investigación es la Teoría de Juego, en la que me formé y soy parte de la misma hace más de 20 años. La Estadística era una herramienta que usábamos, pero es innegable que es un área de vacancia. Por ello, decidimos presentar un proyecto PROICO, que se centre en  el trabajo estadístico basado en proyectos.

 ¿En qué tema están trabajando actualmente?

Continuamos con los distintos problemas abordando usando Teoría de Juego y Estadística, como por ejemplo, determinar el poder de las mujeres dentro de los diferentes ámbitos de la UNSL, cuyos resultados parciales han sido parte del Trabajo Final de la Licenciatura en Ciencias Matemáticas de uno los integrantes del proyecto.

En otra de las líneas se comenzó a trabajar con el aprendizaje basado en proyectos (ABP), que tiene como fundamento principal el aprendizaje activo por parte del estudiante.  Este requiere que los estudiantes desarrollen actitudes de aprendizaje significativo y que reflexionen acerca de lo que están realizando con una actitud comprometida hacia la tarea. El ABP se centra en el proceso de aprendizaje procurando desarrollar además de competencias disciplinares específicas, capacidades vinculadas a la resiliencia, la autoestima, el trabajo colaborativo, la autonomía y la comunicación, entre otras.

¿Es posible que con esta aproximación basada en proyectos mejore la motivación de los estudiantes para aprender matemáticas?

Sin duda, prueba de esto son las numerosas presentaciones finales de estudios estadísticos basados en ABP, que durante 20 años los alumnos y las alumnas de distintos niveles han exhibido en las jornadas de estadística realizadas en nuestra universidad.

¿En qué contextos y en qué niveles de enseñanza se puede aplicar la metodología?

Esta metodología tiene la posibilidad de aplicarse en todos los niveles, siempre adaptando los temas y formas de enseñanza para lograr que llegue al alumnado de la mejor manera.

 ¿Es posible la aplicación de esta metodología para repensar la enseñanza del Bloque de Ciencias Básicas incluido en los nuevos estándares de las ingenierías?, ¿Es una metodología amigable a la hora de cubrir perfiles de egreso que deben cumplir ciertas competencias o habilidades?

Sí, pero no es una tarea fácil ya que hay que cambiar la forma enseñar-aprendizaje para que se enfoque en el estudiante y no en los docentes, algo que era muy común en el pasado, pero no hay que olvidar queel estudiante es el que aprende, el es el protagonista, no los docentes.

Trabajar,  conocer e investigar los ABP, como ya mencioné requiere que los estudiantes desarrollen actitudes de aprendizaje significativo, que reflexionen acerca de lo que están realizando con una actitud comprometida hacia la tarea.

Es una forma de trabajar a la que no estamos acostumbrados y nos obliga a salir de nuestra zona de confort.

¿Han realizado colaboraciones o trabajos en conjuntos con profesionales de otras universidades?

Estamos trabajando con un referente del área de didáctica de la matemática, el Dr. Marcel Pochulu del Universidad Nacional de Villa María.

A lo largo de estos años, ¿Han recibido algún financiamiento para la investigación?

Si, lo magros recursos  asignados a los proyectos de Ciencia y Técnica.

Desde su grupo de investigación, ¿Cómo se promueve la formación y cuál ha sido el aporte a la formación de profesionales?

Desde que estamos en este proyecto, que comenzó en el 2020, tuvimos que enfrentar los desafíos que nos trajo la pandemia, pero a pesar de esta situación dos de los integrantes terminaron la carrera de grado y se encuentran cursando la Maestría y Doctorado en Matemática, así como otra integrante-becaria terminó el Profesorado en Matemática y está cursando la Especialización en Didáctica de la Matemática, que es una carrera fundamental para iniciarse en la investigación de la didáctica de la matemática. Otras dos integrantes están en la etapa final de maestrías.

¿Cuál cree que puede ser el impacto de su proyecto en la Facultad?

Estamos convencidos que este es el comienzo de una propuesta  interdisciplinaria y multidisplinaria, de modo que buscamos  provoque un impacto real en la calidad del  proceso de enseñanza-aprendizaje, tanto  en las clases de matemática y/o estadística, como en las otras disciplinas.

Prácticas Educativas en la empresa TGN

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Hoy por la mañana el Ing. Joaquín Burdisso y el estudiante egresable Emilio Fassero, en representación de la empresa TRANSPORTADORA DE GAS DEL NORTE S.A.,  se reunieron con la decana de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales, Dra. Marcela Printista; el vicedecano, Ing. Alfredo Debattista y el Secretario de Innovación y Desarrollo, Mg. Vicente Fusco.

Los representantes de la empresa hicieron entrega de las copias del convenio marco y acta acuerdo que se firmaron con la Universidad Nacional de San Luis y la Facultad.

Uno de ellos es un convenio de cooperación mutua e intercambio recíproco de información científica, tecnológica, desarrollo de nuevos conocimientos, creación y aplicación de nuevas tecnologías y emprendimientos en todos los campos en que desarrollan sus actividades.

Mientras que el otro es un convenio específico de pasantías educativas para estudiantes de la Facultad que comprenden la realización de actividades formativas sustantivamente relacionadas con la propuesta curricular de los estudios cursados.


La FCFMyN genera un espacio de participación para el mejoramiento de sus carreras

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La primera jornada contó con la participación de la Directora de Acreditación de CONEAU, Esp. Marcela Groppo, quien de manera virtual expuso sobre las características del nuevo proceso de acreditación y las posibles fechas de convocatoria. Asimismo, hizo hincapié en las metodologías que se prevén utilizar y puso en conocimiento los talleres de capacitación. 

En este primer encuentro las Jornadas coordinadas por la Secretaria Académica de la FCFMyN contaron con las exposiciones de la Subsecretaria de Acreditación y Evaluación de la UNSL, Dra. Olinda Gagliardi, sobre los nuevos instrumentos de evaluación y de los directores y profesores de carreras de Ingeniería en Electrónica, en Minería, Informática y Computación, de la Licenciatura Geología y  en Ciencias de la Computación, quienes expusieron sobre el trabajo que vienen realizando en sus redes disciplinares respectivas. 

Como última actividad se trabajó sobre las materias del bloque básico, matemática y física, y se acordó entre todas las carreras y directores de departamentos iniciar un proceso de análisis para coordinar colectivamente contenidos, créditos horarios, intensidad de la práctica de estas materias, entre otros aspectos.

Al respecto, la Secretaria Académica de la Facultad comentó que esta actividad surge a partir del proceso de acreditación de carreras de grado: “Actualmente la carrera que está transitando el proceso de acreditación es la Licenciatura en Ciencias Geológicas. No obstante, otras carreras también iniciarán este proceso en el año 2023”.

Asimismo, la Mg. Rosita Lorenzo explicó que todas las carreras del artículo 43 se van a acreditar próximamente. “Consideramos que es una excelente oportunidad, reunir a estas carreras y trabajar en conjunto con los Directores de los Departamentos de Física y Matemática para iniciar un proceso de revisión y coordinación en cuanto a créditos horarios, contenidos y metodologías”, indicó.

Es importante mencionar que esta actividad fue solo el inicio y será parte de un ciclo de seminarios. La próxima actividad se llevará a cabo en el mes de diciembre con la intervención de miembros de la Secretaría de Políticas Universitarias (SPU) en temas como la internacionalización del currículum y de la Dirección Nacional de Gestión Universitaria para tratar la flexibilización de los planes de estudios. 

En cuanto a la convocatoria la Secretaria destacó que hubo una gran participación y además fue una jornada productiva donde los asistentes realizaron preguntas y plantearon sus inquietudes en este espacio necesario para la comunidad de la Facultad.

Por último, la Secretaria Académica de la FCFMyN sostuvo que: “Es un proceso en el que deseamos involucrar a todas las carreras y no solo a las que se acrediten. Vamos a ver los planes de estudio desde otro lugar, incursionando en nuevos enfoques”.

Utilización de desechos plásticos en el concreto asfáltico

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En el marco del “Ciclo de entrevistas a Investigadores/as Directores/as de Proyectos/Laboratorios de la Facultad” hoy dialogamos con la Dra. MARÍA ELIZABETH MÉDICI, Directora del Proyecto de Investigación “Elaboración experimental de concretos asfálticos mediante adición de desechos plásticos con la finalidad de remediación medioambiental” del Departamento de Minería.

¿Cuáles fueron las motivaciones para llevar adelante este interesante Proyecto?

La motivación para llevar adelante este proyecto fue el hecho de reutilizar los desechos plásticos incorporándolos en un material de construcción muy importante como lo es el concreto asfáltico en caliente.

Desde su proyecto, se impulsa una formación de investigadores integrada en un todo con los Objetivos de Desarrollo Sostenible, ¿Es posible cuantificar la contribución del concreto con adición de desechos plásticos al desarrollo sostenible global?

Con este proyecto no se pretende solucionar la polución generada por los desechos plásticos, pero sí contribuir a dar una alternativa más de utilización de estos materiales.

¿Qué tipo de desechos plásticos utilizan en su laboratorio y en qué estado?

Como estamos en etapa de investigación hemos utilizado distintos tipos de plásticos. Carcasas de computadoras molidas, botellas plásticas molidas, recortes de fabricación de pañales molidos, polietileno molido, caucho molido, obteniendo con cada uno de ellos resultados diferentes.

¿La provincia de San Luis cuenta con alguna política de acopio de desechos plásticos?

Sí, cuenta con 5 plantas de separación de RSU, en donde los productos plásticos en general son un importante porcentaje de los RSU. Los materiales plásticos que en estas plantas se recuperan, se enfardan y venden a recicladoras.

El material experimental que su grupo tiene en estudio, ¿Tiene prestaciones comparables a las del concreto comúnmente utilizado para asfaltar calles y rutas?, ¿Cuál es su tiempo de vida, costo, etc.?

Con los distintos materiales plásticos incorporados se han obtenido resultados diferentes. Los resultados han sido variados, las prestaciones de los concretos en algunas combinaciones han sido inferiores, en otras iguales e incluso superiores a las del concreto asfáltico estándar.

Se está buscando que el tiempo de vida útil se mayor o igual a la vida útil del concreto asfáltico estándar. El costo es el mismo al del concreto convencional, la diferencia la hace el hecho de darle un destino final a un desecho, que de otra manera, permanece en el medio ambiente como un polucionante activo.

¿Cuál es la recepción en la comunidad científica y de los prestadores de la región de este nuevo concreto asfáltico?, ¿Ha planificado su grupo realizar alguna transferencia tecnológica del mismo?

En el medio siempre hay expectativa, pero todavía no hay una posibilidad de hacer una transferencia concreta para ser utilizado de forma masiva hasta que no se logre efectuar la normativa y reglamentación a nivel nacional que avalen y promuevan la elaboración de concretos con la incorporación de desechos plásticos. En este camino hay varias instituciones trabajando a nivel nacional, pero aún no se ha conseguido estandarizar este proceso.

¿Se podría utilizar este material en otro tipo de construcciones tales como viviendas?

Si es posible, pero nosotros no estamos trabajando en esa dirección. Nuestro trabajo apunta a construcciones viales.

Imagino que para llevar adelante sus experimentaciones es necesario el acceso a grandes equipamientos, ¿Con que equipos cuentan en su Laboratorio del Dpto de Minería?, ¿Se trabaja en colaboración con otras instituciones?, ¿Existen convenios?

Trabajamos en convenio con una empresa privada que brinda colaboración con el aporte de maquinaria para la elaboración y colocación del concreto, el cual se llevó a cabo en un tramo experimental, en una calle perteneciente al ejido Municipal de Santa Rosa del Conlara. También, en conjunto con el laboratorio que posee la Tecnicatura Universitaria en Obras Viales y el laboratorio de la empresa privada, se realizan los ensayos. 

Este proyecto está fuertemente vinculado con la carrera Tecnicatura en Obras Viales, ¿Puede describir la participación y la formación complementaria que adquieren los estudiantes que participan en este proyecto?

La formación complementaria que adquieren es la de experimentar la elaboración de un nuevo material y compararlo con el concreto estándar, además de la destreza que adquieren en la ejecución de ensayos, en la determinación de mediciones e interpretación de resultados.

 ¿Cómo impactaría a nivel internacional los resultados obtenidos de su proyecto?

Sin lugar a dudas se espera un impacto positivo a nivel local, nacional e internacional. En muchos países se está trabajando con estos materiales en pos de los mismos objetivos, y como parte de un concepto de la economía circular en la reutilización de estos productos. Hay que tener en claro que esto es un eslabón más, como parte de todo un proceso de reutilización de estos materiales, que comienza con la recolección, separación, clasificación y preparación de los mismos para ser utilizados (lavados, molidos, etc).

En una entrevista recientemente realizada, el Rector de la UNSL, mencionó que los profesionales de obras viales tienen empleo pleno, además los egresados  y las egresadas de la Ingeniería en Minas tienen una gran salida laboral. Respecto a esto, ¿Es una dificultad mantener investigadores con dedicación exclusiva a la investigación?

 Sí, tal como lo ha manifestado el Sr. Rector de la UNSL, Contador Moriñigo, todos los egresados de la TUOV están trabajando en obras directamente relacionadas con su especialidad.

Sin lugar a dudas, a pesar de todos los esfuerzos que hace la Universidad, no puede equiparar los sueldos que se logran en la actividad privada, lo cual hace muy difícil retener a los profesionales de este rubro como investigadores exclusivos.

¿Cómo está conformado su grupo?

Nuestro equipo consta de dos profesores exclusivos, Ing. Armando Benegas y quien suscribe y dos profesores de dedicación Simple, Ing Alfredo R. Cortez, el Profesor Carlos Aguilar. El resto de los integrantes son estudiantes del Departamento de Minería.

Actividades presenciales para la Semana Nacional de la Ciencia y la Tecnología

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Llega una nueva edición de la “Semana Nacional de la Ciencia y la Tecnología” con el propósito de mostrar la ciencia que se hace en cada región de Argentina, museos, centros de investigación, bibliotecas, universidades, institutos, escuelas, abren sus puertas para compartir con la comunidad la producción de conocimiento de la mano de sus investigadores e investigadoras.

La iniciativa está dirigida a todas las edades y la entrada es libre y gratuita. Para conocer las actividades por provincia ingresar en el buscador de la página web.

Una de las propuestas de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales de la Universidad Nacional de San Luis tendrá lugar en el edificio ubicado en Chacabuco y Pedernera, precisamente en el Laboratorio de Innovación Abierta y Asociativa (LIAA) del primer piso.

Podrás participar desde el 8 al 12 de noviembre.

Links de inscripciones:

Introducción a las herramientas de monitoreo satelital del medio ambiente
Inscripciones: https://forms.gle/au8QY3Q8vJH6CvYs8

Introducción a la impresión 3D
Inscripciones: https://forms.gle/EME2kohfjDErsVpd6

Visualización 3D e Interacción Humano Computadora Avanzada
Inscripciones: https://forms.gle/kwUQDyE8v4VZtyR4A

Primeros Pasos en Programación con Arduino
Inscripciones: https://forms.gle/oBC7rfvjJjfcQBiJ9

Donación de equipo destinado a la Tecnicatura en Fotografía

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El Rector de la Universidad Nacional de San Luis, CPN. Víctor Moriñigo junto al Vicedecano de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales, Ing. Alfredo Debattista realizaron la entrega de nuevo equipamiento destinado a la Tecnicatura Universitaria en Fotografía (TUF), carrera que se dicta en el ámbito del Departamento de Física.

También participaron del encuentro la Subsecretaria General de la UNSL, Lic. Jaquelina Nanclares; el Director del Departamento de Física, Dr. Marcelo Nazarro; el Coordinador de la carrera, Lic. José Luis Rezzano y docentes e integrantes de la Fototeca “José La Vía”.

La donación que consiste en una impresora profesional para fotografía, permitirá alcanzar impresiones de calidad fine art en un ancho de hasta 40 cm. gracias a las 10 tintas con las que trabaja.

Sobre la nueva adquisición para la carrera y el uso que le darán, el Profesor Orlando Saccomandi comentó que con este dispositivo se logra cerrar un ciclo de trabajo completo entre la toma fotográfica y la impresión final: “Los estudiantes de la Tecnicatura en Fotografía valorarán significativamente, ya que completarán su formación con un seminario específico sobre impresión”.

Por su parte, el Lic. Rezzano sostuvo que esta concreción es un paso significativo en el avance de los conocimientos que se le pueden impartir a los estudiantes, teniendo en cuenta que el fotógrafo de hoy en día debe manejar tanto los procesos de toma y captura de la imagen como los dispositivos de salida.

“Esto significa manejar y tener el control sobre todo el proceso de impresión de la imagen. Era una deuda pendiente que teníamos con nuestros estudiantes y ahora van a poder realizar in situ las impresiones para sus trabajos de campo, trabajos finales y proyectos en la carrera”, explicó el coordinador de la TUF. 

Fotos: Ramiro Rezzano

La simulación, entre la teoría tradicional y el experimento

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En el marco del “Ciclo de entrevistas a Investigadores/as Directores/as de Proyectos/Laboratorios de la Facultad” hoy dialogamos con el Dr. Antonio José Ramirez Pastor, Director del Proyecto de Investigación “Simulación y Mecánica Estadística de Sistemas Complejos” del Departamento de Física.

Sus primeros pasos en la investigación comenzaron cuando realizó su tesis de Licenciatura en Física en la FCFMyN durante el año 1993 con dirección del Dr. José Luis Riccardo. A partir de ese momento, el Dr. Ramirez Pastor inició su carrera científica y su investigación se desarrolló dentro del grupo Físico-Química de Superficies, que en ese momento dirigía el Dr. Jorge Zgrablich.

¿Cuál es la línea de investigación del proyecto que dirige?

Se trata de Simulación y Mecánica Estadística de Sistemas Complejos. El título ya nos anticipa sobre las herramientas que utilizamos. Teniendo en cuenta que la física tiene distintos campos, nosotros en particular nos dedicamos a la mecánica estadística. Somos un grupo que hace teoría en el sentido de “lápiz y papel” y también hace simulaciones computacionales.

¿De qué tratan este tipo de simulaciones?

Actualmente en la ciencia se dice que las simulaciones computacionales han llenado un espacio entre la teoría tradicional y el experimento. Dicho en otras palabras, los resultados de la simulación pueden ser comparados con aquellos predichos por una teoría, utilizando el mismo conjunto de fuerzas intermoleculares. Esto provee un test exacto de la teoría, evitando apartamientos de las hipótesis teóricas que generalmente aparecen en los experimentos. En otras ocasiones las simulaciones computacionales se pueden utilizar con el fin de estudiar situaciones muy complejas y que no permiten su abordaje con herramientas teóricas analíticas. En nuestro grupo las simulaciones computacionales son usadas en los dos sentidos, como “experimento de máquina” y como herramienta de cálculo para modelar situaciones experimentales complejas.

¿Cuál es el objeto de estudio del grupo de investigación?

Tiene que ver con los sistemas complejos. Esto engloba una gran cantidad de problemas que abarcan disciplinas diferentes entre sí como la física, química, biología, sociología, entre otras. Se trata de sistemas que están compuestos por muchos elementos (o unidades) y cuya característica principal es que, si uno analiza las interacciones locales que hay entre estos componentes individuales, esa interacción local no alcanza para describir las propiedades que tiene el sistema como un sistema global o propiedades emergentes. Podríamos resumir diciendo que para entender el comportamiento de un sistema complejo se requiere algo más que la simple suma de la contribución de cada elemento. Por ejemplo, uno de los sistemas complejos más sofisticados es el cerebro, cuya principal propiedad emergente es la capacidad de pensar. Esta capacidad de pensar se debe a un conjunto de neuronas que trabajan juntas. Se conoce el funcionamiento de una sola neurona aislada, pero el comportamiento colectivo de un gran número de neuronas no es tan simple como simplemente sumarlo. La capacidad de pensar no está entonces en una neurona aislada sino en un conjunto de ellas,  siendo el pensamiento el resultado de la interacción de un gran número de neuronas. En nuestro grupo estudiamos sistemas complejos vinculados principalmente a problemas de superficies y magnetismo. 

¿Existe alguna otra línea de investigación en el grupo?

Sí, somos un grupo muy amplio en cuanto a los intereses y formación de sus integrantes. Físicos, químicos, matemáticos, biólogos, e ingenieros usamos el lenguaje común de la mecánica estadística para abordar un extenso abanico de sistemas. Entre ellos se destacan el problema de adsorción de gases sobre superficies sólidas; adsorción de proteínas en solución; fases superficiales autoensambladas; robustez en sistemas interconectados con aplicaciones al problema de ataques sobre redes eléctricas, de internet, etc.; sistemas magnéticos desordenados; modelos sociales de opinión de agentes y hasta problemas de optimización en modelos económicos simples. Aún cuando hacemos ciencia básica y nuestro principal objetivo es contribuir al avance general del conocimiento, en el último tiempo estamos  interesados en desarrollar algunas aplicaciones. A través de un convenio firmado con una empresa local dedicada a la producción de hormigón, estamos colaborando en el desarrollo de un material mixto constituido por hormigón reforzado con fibras plásticas. Estamos aplicando nuestra experiencia en el tratamiento de sistemas compuestos por dos fases, el hormigón y las fibras plásticas en este caso, para determinar los valores óptimos del tamaño y la densidad de fibras, de acuerdo a las propiedades requeridas para el material. Tenemos muchas expectativas en concretar con éxito este proyecto.

¿En qué aspecto se relaciona su grupo con las investigaciones de Giorgio Parisi, recientemente ganador del Premio Nobel en Física?

Todos los que pertenecemos a la comunidad de la mecánica estadística recibimos con gran alegría la noticia que señalaba a Giorgio Parisi como uno de los ganadores del Premio Nobel de Física 2021. Fue muy emocionante, se trata de un investigador muy cercano a lo que hacemos nosotros en el grupo. Justamente el galardón tuvo que ver con los aportes realizados por el Prof. Parisi a la descripción teórica de los sistemas complejos. A modo de anécdota, puedo mencionar que los papers de Mézard, Parisi y Virasoro sobre sistemas magnéticos desordenados fueron los primeros trabajos que comencé a estudiar, cuando iniciaba mis labores como alumno de maestría a principios de los años 90’. Mi director de maestría, y actual colaborador de nuestro grupo, Dr. Eugenio Vogel, ya había tenido contactos con el Prof. Parisi. Estos contactos se extendieron más tarde a otros miembros del grupo, quienes tuvimos la suerte de compartir congresos con el Prof. Parisi e incluso asistir a alguna de sus clases en el Centro Internacional de Física Teórica de Trieste, Italia. El merecido premio obtenido por Giorgio Parisi es también un importante reconocimiento a esta rama de la física vinculada a la mecánica estadística y los sistemas complejos.

¿Dónde se aplica la mecánica estadística principalmente?

Aborda una amplia variedad de sistemas uniendo las teorías microscópicas como física clásica, mecánica cuántica, relatividad y electromagnetismo con las teorías macroscópicas, principalmente la termodinámica. Podemos decir que la mecánica estadística aporta una interpretación microscópica a nivel de átomos y moléculas de cantidades termodinámicas macroscópicas tales como trabajo, calor, energía libre y entropía. Siempre un ejemplo resulta útil para asimilar mejor estos conceptos. Pensemos en un recipiente que contiene un gas, podría ser el tubo de un vehículo que funciona con GNC. Hagamos ahora un experimento midiendo algunas cantidades macroscópicas después del proceso de carga del tubo. Obtendremos así valores para la presión, temperatura, volumen de gas cargado, etc. A partir de aquí, es la termodinámica quien nos brinda las ecuaciones que nos permiten relacionar entre sí las cantidades medidas. Sin embargo, nada nos dice la termodinámica sobre lo que está ocurriendo a nivel microscópico dentro del tubo. Es en este punto en donde la termodinámica se complementa con la mecánica estadística. Esta última, a partir de ciertas hipótesis sobre los elementos que conforman un sistema y sus interacciones mutuas, nos brinda las bases físicas a nivel microscópico que dan origen al comportamiento macroscópico descrito por la termodinámica. El poderoso marco teórico que ofrece la mecánica estadística resulta en múltiples aplicaciones que incluyen desde pequeños sistemas físicos hasta galaxias, sistemas biológicos, químicos, e incluso aparecen aplicaciones en campos tan ajenos a la física como la economía y la sociología.

A través del tiempo los aportes realizados por la física permitieron significativos desarrollos en la generación de nuevas tecnologías, en forma recíproca, ¿Cómo impacta en el desarrollo de sus investigaciones en Simulación los importantes avances tecnológicos?

Los avances y mejoras que día a día tienen lugar en los sistemas de computación son cruciales para el desarrollo de las investigaciones que hacemos en el campo de las simulaciones en física. En la Facultad contamos con un clúster computacional de alto desempeño, constituido en este momento por aproximadamente 400 nodos, en donde nuestro equipo de investigadores realiza sus experimentos de máquina. De alguna manera tratamos de reproducir en un programa lo que hace la naturaleza, en lugar de hacerlo en un laboratorio tradicional. Cada avance tecnológico en ciencia computacional mejora nuestra capacidad de cálculo, brindando mayor precisión al resultado de nuestras investigaciones.

¿Se dificultó esa tarea en la época de aislamiento?

Quienes hacemos teoría no fuimos los más perjudicados durante la pandemia. Nuestro principal equipamiento de cálculo es el clúster “BACO”, una facilidad computacional de alto desempeño que funciona las 24 horas del día y a la que puede accederse de forma remota. Durante el periodo más crítico del aislamiento tuvimos algunos problemas puntuales como cortes de luz u otras fallas técnicas, pero en todos los casos el sistema pudo ser restablecido rápidamente. De todos modos, la vuelta a la presencialidad es de gran valor para nuestra tarea cotidiana. Es altamente aceptado que el trabajo cara a cara tiene un impacto positivo sobre las actividades de investigación.

Usted dirige el Instituto de Física Aplicada (INFAP), ámbito desde el cual la UNSL es reconocida por sus aportes a la generación de conocimientos tanto en la Argentina como fuera de ella, ¿Cómo se fomenta el desarrollo de recursos humanos calificados y cuál es la incidencia de CONICET en la formación de becarios y científicos en la UNSL?

El grupo de investigación que dirijo se generó a principios del año 2000, en el ámbito del Departamento de Física.  A partir de la creación en el 2007 del Instituto de Física Aplicada (INFAP), un instituto de doble dependencia UNSL-CONICET, nuestro grupo pasó a formar parte del Instituto, como una de sus líneas iniciales. En la actualidad, el  INFAP cuenta con ocho líneas de investigación y una de ellas es la de Simulación y Mecánica Estadística de Sistemas Complejos. Con respecto a la formación de recursos humanos, uno de los cinco objetivos generales del INFAP establece como prioritario el contribuir a la formación de académicos altamente especializados en el campo de la Física Aplicada. Esto implica colaborar con la UNSL en la organización y dictado de cursos de posgrado, seminarios y cursos especiales tendientes al mejoramiento de las carreras de grado y posgrado que se dictan en nuestra universidad. De esta manera, la UNSL brinda el respaldo académico y su tradición en carreras científicas, y el CONICET contribuye con becas y subsidios de investigación que posibilitan un mejor desarrollo de las actividades de grado y posgrado. El resultado de esta labor conjunta se refleja en el excelente desempeño de las carreras de posgrado vinculadas a las temáticas del INFAP, Doctorado en Física, Doctorado en Química y Maestría en Ciencias de Superficies y Medios Porosos, las tres categorizadas “A”, máxima categoría establecida por CONEAU.

¿Cómo es la relación del INFAP con el Departamento de Física y las carreras que se dictan?

Es una relación absolutamente estrecha, trabajamos casi de forma indistinguible. Los investigadores del INFAP son en su mayoría docentes-investigadores de la UNSL y nos sentimos muy involucrados con la Universidad y sus carreras. En mi caso particular, no sólo realizo mis actividades de docencia en el Departamento de Física, sino que también soy director del Doctorado en Física. Actualmente nuestro Instituto funciona en instalaciones del Departamento de Física, y estamos iniciando el proceso de construcción de un edificio propio. La concreción de esta anhelada meta tendrá un impacto muy positivo sobre todas las líneas de investigación que se desarrollan en el ámbito del INFAP.

Fotos: Prensa UNSL

Los sistemas embebidos en aplicaciones científicas

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En el marco del “Ciclo de entrevistas a Investigadores/as Directores/as de Proyectos/Laboratorios de la Facultad” hoy dialogamos con el Ing. Carlos Sosa Páez, Director del Proyecto de Investigación “Diseño de arquitecturas Hw/Sw de Sistemas embebidos orientados a la adquisición y procesamiento de datos y señales en tiempo real para aplicaciones científicas” del Departamento de Electrónica.

Su Proyecto está orientado al diseño e implementación de sistemas electrónicos para una aplicación específica. El mismo tuvo su origen a partir del proyecto de investigación que dirigía el Ing. Héctor Gellón, que en esa época era el único proyecto donde participaban docentes de la reconocida Área de Electrónica y Microprocesadores. 

¿Qué cuestiones aborda desde su Proyecto de Investigación?

Principalmente se tiene como idea diseñar un equipo “a medida” que permita adquirir y procesar en tiempo real una determinada señal que se toma del mundo real. En general, tratamos de desarrollar equipos para aplicaciones científicas que no existen en el mercado o son muy costosos y que además podemos implementar con las nuevas tecnologías que tenemos a nuestro alcance. 

¿Cómo se inserta el proyecto en los avances de la ingeniería electrónica, en general, y de los sistemas embebidos, en particular?

Con la creación de la Carrera de Ingeniería Electrónica con Orientación en Sistemas Digitales se incorporaron nuevos docentes al área y se generaron líneas de investigación, una de las cuales es el origen del proyecto actual.

El término sistemas embebidos es muy amplio, ya que se refiere a un sistema electrónico destinado a una aplicación específica. Por tal motivo, casi todos los avances que tienen que ver con la electrónica, se van incorporando a los sistemas embebidos. En ese sentido, el crecimiento exponencial de la industria de semiconductores durante los últimos 50 años, que se manifiesta en una reducción de tamaño, disminución del consumo de energía, y el consiguiente aumento de poder de cálculo y procesamiento de datos, ha hecho posible incorporar los sistemas embebidos a  juguetes, teléfonos celulares, equipamiento médico, automóviles etc.

En su proyecto se observa una fuerte influencia de los sistemas basados en lógica programable (FPGA – Fiel Programmable Gate Array), ¿Cómo se posicionaron respecto de esta tecnología, tanto en el contexto nacional como internacional?, ¿Se articularon acciones e investigaciones con otros grupos, en este contexto?

Todos los avances en electrónica tienen influencia en los sistemas embebidos. Sin embargo, como en nuestro proyecto,  trabajamos con sistema en tiempo real, o sea sistema que procesan la información a medida que la van adquiriendo, los FPGA son los dispositivos que mejor se adecuan para esta tarea. 

Los FPGA’s son circuitos integrados digitales de uso general, configurados por el diseñador del sistema para  realizar una tarea particular. Tienen la ventaja, que permite realizar muchas tareas en paralelo, lo que lo distingue de los microprocesadores que trabajan de manera secuencial. Esto le da un gran potencial cuando se debe realizar procesamiento digital de señales en tiempo real. Los FPGA’s son una tecnología bastante accesible para países como el nuestro, debido a que el valor del producto final no es un circuito integrado en sí, sino el diseño que se incorpora en él.

Lo que nosotros manejamos es una tecnología bastante poderosa, pero adquiere mayor valor cuando se la aplica para resolver problemas concretos, que en general son de otras disciplinas. Existen varios proyectos finales de carrera donde estudiantes de ingeniería han hecho aplicaciones en áreas distintas a la electrónica. 

 ¿Cuál fue el impacto en la formación de recursos humanos dentro del área y Departamento que se inserta su proyecto?, ¿Podría comentar cómo es la inclusión y participación de estudiantes de grado y posgrado en el proyecto?

En el proyecto participan varios estudiantes de grado de la carrera de Ingeniería Electrónica y estudiantes de la Especialización y la Maestría en Sistemas Embebidos. También hay integrantes del proyecto que son docentes de esas carreras de posgrado. Actualmente  hay un egresado de la especialidad en Sistemas Embebidos que participa de nuestro proyecto y otros dos realizando el Trabajo Final. 

¿Qué influencia tuvo la línea de investigación en la generación de nuevas áreas disciplinares y carreras de posgrado que se dictan en el ámbito del Departamento de Electrónica de la Facultad?, ¿Cuál es la proyección que observa en ello?

Sin duda esta línea de investigación tuvo gran influencia en las carreras de posgrado que se dictan en el ámbito del Departamento, ya sea por la presencia de alumnos y docentes en esas carreras y porque el proyecto ofrece un marco adecuado para realizar los trabajos finales de la Ingeniería Electrónica y las carreras de posgrado. 

De cualquier modo, la idea de estas carreras de posgrado, es también ofrecerlas a los profesionales del medio que desarrollan sus actividades fuera de la universidad.

¿Existe una vinculación de su proyecto con otras áreas multidisciplinares o dieron origen a trabajos multidisciplinares, en el ámbito de la UNSL?, ¿Cree que hay un área de vacancia en estas temáticas de tecnologías aplicadas?, ¿Es posible la transferencia de conocimientos y tecnologías de las ciencias aplicadas al medio?

Si, se hicieron trabajos interdisciplinares dentro del ámbito de la UNSL. Además entendemos que la potencialidad del uso de estas herramientas que manejamos toma relevancia cuando se aplican en otras disciplinas. Es nuestro deseo vincularnos con otros proyectos de investigación o entidades, dentro o fuera de la UNSL, con quienes podamos cooperar y compartir nuestro conocimiento.

En la actualidad, los sistemas embebidos poseen un gran impacto e influencia en el mundo laboral, profesional y personal. El Internet de las Cosas (IoT), la Industria 4.0 y las Ciudades Inteligentes (Smart Cities), entre otros, son potenciados por estos sistemas e influenciados por la transformación digital en desarrollo, ¿Qué acciones deberían encararse desde la universidad pública argentina, para ser actores relevantes y motores de esa transformación digital, en su articulación con el medio que la alberga?

Creo que las acciones que deben realizarse desde la universidad pública en la temática de nuestra disciplina no distan mucho de otras que también se desarrollan las otras disciplinas. Quizá desde la universidad se debería valorar más las tareas de los docentes que hacen transferencia a la sociedad. Establecer una cooperación entre la universidad, y en nuestro caso, con el medio productivo, requiere bastante esfuerzo y muchas veces no aporta mucho reconocimiento para ascender en la carrera docente. Creo que esto desalienta, a que la mayoría de los docentes universitarios vean conveniente realizar este tipo de cooperación.

¿Surgen nombres de referentes destacados (nacionales y/o  internacionales)  que desean reconocer por la contribución que hicieron al desarrollo de la ciencia  y en la formación de investigadores de la Facultad?

En lo que se refiere a nuestro proyecto de investigación me parece que fue de gran ayuda la intensa relación que tuvimos desde hace mucho tiempo con el Mlab del ICTP (International Centre of Theoretical Phisycs), cuyo vínculo inicial fue el Dr. Alberto Colavita. Muchos de los que integramos el proyecto participamos, como estudiantes o profesores, en cursos que organiza esa institución sobre temas de mucha actualidad en nuestra área de trabajo. Esta relación que se mantuvo durante más de 20 años, sin duda, colaboró para mantenernos  actualizados en estas tecnologías.

Finalmente, creo muy necesario reconocer al Ing. Hector Gellón como el referente de la UNSL en electrónica. Su calidad profesional, su capacidad de trabajo y su generosidad personal, sin duda fue de gran ayuda para que hoy se haya podido desarrollar una disciplina tecnológica como la nuestra, dentro de una facultad de ciencias básicas.