Fabricación avanzada: Por la industria cubana del mañana

La ciencia en Cuba se hace en condiciones desafiantes. Tal vez todo sería más sencillo si no existiera el bloqueo estadounidense que impide adquirir hasta lo más elemental, si fuera más eficiente la gestión económica hacia lo interno, si la Isla mayor de las Antillas no viviera aún en el subdesarrollo, pero la realidad es bien distinta.

Entre quienes buscan soluciones desde la ciencia a problemas como los de la debilitada industria nacional se encuentran los integrantes del Centro de Estudios de Fabricación Avanzada y Sostenible (Cefas) de la Universidad de Matanzas (UM), que este primero de noviembre arribó a su quinto aniversario.

Con un abanico amplio que va desde innovadoras soluciones para la rama biomédica, a partir de la impresión 3D, hasta tecnologías para la automatización de procesos fabriles, el Cefas apuesta fuerte por la transformación digital para derribar barreras en pos del desarrollo socioeconómico. A propósito de la labor actual del Centro, dialogamos con el doctor en ciencias Ramón Quiza Sardiñas, su actual director.

¿En qué contexto surgió el Cefas y cuál es su alcance hoy en día?

–Originalmente éramos un grupo de investigación dentro del departamento de ingeniería mecánica de la UM. La persona que tuvo la idea de crear el Cefas fue el doctor en ciencias Marcelino Rivas Santana, nuestro investigador líder. Él llevaba 20 años trabajando en temáticas de fabricación. La investigación se fue acercando cada vez más a lo avanzado usando métodos de inteligencia artificial y herramientas de la industria 4.0, y a la sostenibilidad que también forma parte de ese concepto. A partir del año 2016 logramos un nivel de madurez que nos permitió pensar en convertirnos en un centro de estudios, autorizado ese año por una resolución del ministro de Educación, pero que operativamente fundamos el primero de noviembre del año 2017.

“Ahora mismo tenemos a siete profesores en plantilla, además de tres adiestradas, y un grupo importante de colaboradores en otras áreas de la facultad como química, mecánica, informática, y construcción, porque existe vinculación con los otros departamentos, las carreras y los programas de posgrado. Nuestro equipo está compuesto por profesionales de diferentes perfiles, ingenieros mecánicos, automáticos, informáticos, químicos, físicos y otros, porque las investigaciones que realizamos requieren el enfoque interdisciplinario. En el grupo de profesionales más experimentados se incluyen las doctoras en ciencias Elsa Paz y Teresa Pérez, y otros en formación doctoral. Mantenemos nexos con otros centros de la UM donde laboran colegas muy valiosos que aportan muchísimo. Desde hace un tiempo existe un intercambio permanente también con los médicos, lo que resulta enriquecedor para ambas partes.

“El Cefas tiene entre sus líneas principales la aplicación de técnicas de inteligencia artificial a los procesos de fabricación mecánica, y acercamiento al paradigma de industria 4.0. Ahí trabajamos en herramientas de modelación y de optimización, gemelos digitales, sistemas ciberfísicos, y aplicaciones de este tipo para sistemas industriales. Tenemos un proyecto con la industria química para el desarrollo de gemelos digitales en la planta de gases industriales del municipio de Jovellanos y la empresa Rayonitro en Matanzas. Se prevé que podamos extenderlo a otras entidades del país a medida que madure esta iniciativa. Participamos en otro proyecto con el Programa nacional de automática, robótica e inteligencia artificial, para desarrollar herramientas de monitoreo y control, de conjunto con las universidades de Camagüey y Cienfuegos.

“Otra línea tiene que ver con sistemas de fabricación para mipymes, incluso desde antes de que comenzaran a crearse en el país. Era evidente que Cuba también llegaría a potenciar el auge de estos actores económicos, porque es un hecho que las mipymes juegan un papel importante en todas las economías, incluidas las de naciones más desarrolladas.

“En esta temática desarrollamos sobre todo sistemas de bajo costo orientados a la transformación digital, y tuvimos un proyecto con financiamiento europeo en colaboración con la Universidad Autónoma de Nuevo León, México, el Centro de Automática y Robótica de España, y el Centro Universitario Teresa D'Ávila de Brasil. Aquí nos enfocamos en tecnologías de monitoreo, control y visualización económicas, siempre de bajo costo, porque las mipymes no pueden permitirse grandes inversiones, pero también en soluciones organizativas porque implica un cambio de cultura para usar el nuevo equipamiento de manera diferente”.

Especialmente en los círculos científicos es muy conocida la colaboración de su equipo con el sector de la Salud en Matanzas. ¿Cuáles son los principales frutos de esta alianza?

–Precisamente otra de nuestras líneas de trabajo es la fabricación para el área de biomedicina. Un proyecto perteneciente al Programa territorial de encadenamientos productivos ya está por terminar. Abarca un amplio espectro de aplicaciones: prótesis craneales personalizadas por manufactura aditiva, implementos como portajeringas, placas para dermo-expansor (se emplea en el trasplante de piel), espejuelos impresos en 3D para niños, también piezas de repuesto para algunos equipos. Son soluciones puntuales a partir del vínculo con hospitales provinciales de Matanzas como el Faustino Pérez y el pediátrico Eliseo Noel Caamaño. Esto se hace a partir de modelación, escaneo e impresión tridimensional. En el intercambio con los médicos aprendimos mucho, constatamos que existe un gran potencial y pudimos afinar un grupo de técnicas. En una ocasión, a partir de una tomografía, fabricamos una réplica en tres dimensiones del cráneo de un niño con una malformación, que sirvió a los médicos para decidir la mejor manera de realizar la intervención quirúrgica. Gracias a esto el procedimiento se pudo realizar en menos tiempo. Otras iniciativas tienen que ver con la fabricación tridimensional de prótesis óseas personalizadas de huesos maxilares y de caderas.

“La impresión 3D tiene mucho de artesanía. La experiencia es muy valiosa y enriquece el esfuerzo de equipo interdisciplinario. Hoy valoramos opciones para transformar esto en un servicio regular para prestarlo a salud, que se diferencie de la misión principal del Cefas, que es investigar.

“Tenemos un proyecto de ciencias básicas con el Centro de Biomateriales de la Universidad de La Habana, para crear andamios porosos de poliácido láctico (PLA) recubiertos con nanopartículas de apatita obtenidos mediante manufactura aditiva, que permitan la regeneración de tejido óseo”.

Una de las limitaciones más frecuentes para que los científicos desarrollen todo su potencial, en el caso de Cuba, suele ser la falta de presupuesto e insumos. ¿Cómo logran ustedes sortear estos obstáculos?

–La ciencia necesita de la economía, porque sin recursos es imposible sobrevivir, pero no es este un empleo que se haga solamente por dinero. Tiene que gustarte lo que haces porque requiere mucha motivación y esfuerzo, de lo contrario no se logra nada. Lo que hacemos para el sector de la salud es muy importante por el impacto social y humano que tiene y también por el económico.

“Ahora mismo el país tiene una situación financiera muy difícil, y la ciencia como toda actividad necesita financiamiento. Las carencias se hacen sentir por ejemplo en el tema del equipamiento; una parte importante del que tenemos hoy llegó a través de donaciones internacionales. Es muy importante para nosotros el apoyo de amigos y colaboradores en el extranjero que simpatizan con Cuba y saben que muchas de nuestras investigaciones aportan al sector de la salud. También colegas de instituciones en el exterior con quienes mantenemos relaciones de trabajo nos facilitaron donaciones puntuales”.

¿Cómo logró el Cefas reinventarse durante la pandemia, cuando muchas actividades debieron paralizarse?

–La pandemia de la COVID-19 fue algo terrible, pero a pesar de la tragedia significó para nosotros una oportunidad de colaborar con el personal sanitario. Para satisfacer una necesidad primero fabricamos caretas protectoras impresas en 3D para los médicos y enfermeros en zona roja, y eso marcó un primer acercamiento. Luego hicimos también los splitters, dispositivos que ayudaron en medio del gran déficit de oxígeno en los hospitales. Son piezas muy sencillas que permiten conectar a más de una persona al mismo balón de oxígeno. Aunque desde el punto de vista médico no es lo ideal permitió dar una mejor respuesta a una situación de emergencia.

“Hubo que ponerse las pilas y crear varios diseños aceleradamente. No fuimos los únicos. Me sorprendió mucho como toda la comunidad de makers (los que trabajan la impresión 3D), cuentapropistas que disponían de la tecnología para obtener implementos de plástico por inyección, y también empresas se sumaron rápidamente para tratar de resolver una lamentable situación que costaba vidas. Nos sentimos muy satisfechos de formar parte de esa respuesta solidaria en Cuba. Se creó una gran red para intercambiar información sobre los prototipos para ver cuál funcionaba mejor. Nadie buscaba protagonismo, tan solo ayudar”.

Para buena parte de los cubanos el paradigma de industria 4.0 y la cuarta revolución industrial pueden parecer conceptos todavía ajenos a nuestra realidad. ¿Por qué deberían interesarnos?

–Es esencial la aplicación de nuevas paradigmas y tecnologías en la industria de procesos en Cuba, actualmente muy deprimida. En mi opinión su reactivación tiene que hacerse pensando en el futuro, hay que construir hoy la industria que queremos para los próximos cinco o 10 años, porque si nos enfocamos solo en necesidades de la actualidad cuando lleguemos a ese punto estará obsoleta. Nuestra industria tiene que ser competitiva, sustituir importaciones pero también proyectarse a exportar, porque es una necesidad del país. La digitalización es esencial para modernizar nuestros sistemas y formas de actuación. Hay que ver las nuevas tecnologías como parte de un todo que va desde el control y monitoreo de la producción hasta la comercialización, las cadenas de suministros, la atención al cliente... Ahí está el reto. Creemos que a mediano plazo pueden generar un gran impacto las herramientas de inteligencia artificial incrustadas en sistemas industriales, como internet de las cosas, gemelos digitales, big data, y sistemas de seguridad y de comunicación, y por este enfoque apostamos.

Un aniversario siempre es momento de hacer balance, sacar cuentas, pensar en lo que quedó por lograr. ¿Cuáles son las prioridades del equipo actualmente?

–El tema de las publicaciones, al ser algo muy técnico, no se menciona mucho en las entrevistas y suele pasar desapercibido, pero tiene una gran importancia. Las publicaciones no son un fin en sí mismas, porque puedes tener muchas y no lograr convertirlas en productos o tecnología con impacto en la sociedad, pero son un filtro que marca la calidad científica. Es necesario que el conocimiento no se quede en el papel. Tenemos también un grupo de resultados premiados por el Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente (Citma) a nivel provincial, y está en preparación una propuesta al premio de la Academia de Ciencias de Cuba. En este sentido creo que estamos en el camino indicado, aunque nos quedan por vencer varios retos, uno de ellos es incrementar los niveles de formación doctoral, a tono con el llamado del país, y para ello contamos con un grupo muy prometedor de jóvenes talentosos. Además, contamos con un grupo importante de registros de software pero no hemos logrado todavía patentarlos. Los resultados que queremos patentar sabemos que pueden transferirse a la industria. Otra meta es alcanzar la categoría de Entidad de Ciencia, Tecnología e Innovación (ECTI), y pensamos lograrlo en el año 2023.

“Uno de nuestros objetivos fundamentales introducir un mayor número de nuestros resultados. En tal sentido ya hay precedentes de éxito, como la labor que desarrollamos con la Empresa de Conformación de Metales de Matanzas (Conformat), donde están en marcha varios proyectos. Esta sinergia posibilita el reciclaje de escoria de la soldadura y su reutilización como fundente (producto químico usado en el proceso de soldar y la fabricación de componentes electrónicos) o sustituto parcial del cemento en la construcción. En el caso del fundente se puede sustituir hasta un 30% del material por la escoria reciclada, con altos niveles de fiabilidad. Como parte de otra variante hicimos experimentos junto con un cuentapropista y un proyecto de desarrollo local, y se demostró que existen aplicaciones para fabricar varios tipos de mortero, donde la escoria puede sustituir una parte importante del árido, e incluso del cemento, sin afectar sus propiedades. Fue una solución puntual para reutilizar un producto de desecho, y nos enseñó que hay un gran potencial en la provincia para reciclar este tipo de materiales que pueden abaratar costos y evitar la contaminación al medio ambiente”.

A menudo los científicos se quejan de que el conocimiento, en lugar de llevarse a la práctica, se engaveta. ¿Cuál ha sido la experiencia de su equipo?

–La dificultad de introducir resultados científicos en la industria no ocurre solamente en Cuba, es un problema mundial, y constituye un reclamo frecuente de los académicos. Por otra parte, también la industria tiene quejas de cómo proceden las universidades y los centros de investigación para introducir los resultados. Cada una de las partes espera que la otra se adapte a su dinámica. Mi experiencia es que la principal dificultad radica en la incapacidad de ambas partes para sincronizar sus sistemas de trabajo, y así lo refleja la literatura sobre el tema. A los científicos nos toca aprender a llevar nuestros resultados a la práctica, y eso implica conocer las necesidades y los ciclos de la industria. Hay que dar el conocimiento en forma de paquetes tecnológicos y brindar una capacitación adecuada para para sacarles el mayor provecho, que sean aplicables con un mínimo de esfuerzo. Hay que aprender a convivir juntos en función del desarrollo.

“El Cefas siempre ha contado con el apoyo entusiasta de la propia UM, las instituciones del territorio como el Gobierno Provincial del Poder Popular, la delegación del Citma y otras, por eso nuestro equipo se siente alentado a continuar en pos de alcanzar nuevas metas”.