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7 Septiembre 2016: Proyecto interdisciplinario motiva pasantía de estudiante PUC en el CI²MA

El estudiante de la Pontificia Universidad Católica de Chile Nicolás Barnafi, realizó una pasantía de dos semanas en el Centro de Investigación en Ingeniería Matemática, CI²MA, de la Universidad de Concepción, con el director del Centro, Gabriel Gatica, motivada por la colaboración previa que el profesor Gatica ya había establecido con uno de los profesores de Barnafi en la PUC, el académico Daniel Hurtado.

En el pregrado, Barnafi estudió Ingeniería Industrial con mención en Matemática, y actualmente está realizando el Magister en Ciencias de la Ingeniería con mención en Estructuras. Respecto de sus líneas de investigación, Barnafi señala que “actualmente, estoy trabajando en análisis numérico y en biomecánica. En ambos temas simultáneamente, ya que, en el fondo lo que estamos haciendo es el análisis numérico de un problema de biomecánica, que es como se produjo la confluencia de intereses entre los profesores Gatica y Hurtado respectivamente, y yo actúo como un agente interdisciplinario entre ambos. Antes, en la universidad, he visto muchos otros temas de investigación, aunque siempre me he esforzado por no mezclarlos. Algunos de ellos han sido aprendizaje de máquinas, big data y otros temas contemporáneos que han adquirido mucha relevancia. Además, he hecho cursos sobre geometría y problemas inversos, entre muchos otros”, detalla sobre su formación previa.

En relación con el estudio que actualmente realiza junto a los investigadores Hurtado y Gatica, Barnafi explica que “el problema en el que estamos trabajando se llama 'registración pulmonar' y consiste en tomar dos imágenes del pulmón, una en relajación y otra con aire en su interior, y luego compararlas para ver cómo se efectuó el desplazamiento propiamente tal, qué deformaciones sufrió y, a partir de ello, sacar varios datos adicionales. Estos análisis sirven, por ejemplo, para calcular el estrés que puede soportar un pulmón para saber cuánto se puede ventilar a una persona que está con problemas de respiración, para así evitar lesiones. Este problema que suena relativamente simple, en realidad, tienen varias dificultades por la resolución de las imágenes o porque los resultados no son fácilmente interpretables, por ejemplo. La intención es plantear la resolución del problema resultante de mejor forma desde el punto de vista matemático, aplicando un método ya previamente desarrollado por el profesor Gatica”, señala.

Además, Barnafi destaca la relevancia que tiene la aplicación de métodos matemáticos en estudios de biomecánica como los que desarrolla Hurtado. “La biomecánica es una disciplina relativamente nueva y, por ende, los problemas que plantea son de difícil resolución y los recursos computacionales que se requieren para resolverlos son muy exigentes. El punto es cómo representar computacionalmente procesos naturales del cuerpo y hay estudios de órganos que son muy relevantes, por ejemplo, en estudios de los canales neuronales en el sentido de los estímulos en el cerebro, los latidos del corazón, entre otros. Me interesa este tema porque hay muchas preguntas que no están resueltas y porque me motiva trabajar en matemáticas en cosas que no sean demasiado abstractas, que tengan una aplicación concreta y relevante”, destaca.  

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