Investigacion Desarrollo Innovacion10-2

7/17/2019 Investigacion Desarrollo Innovacion10-2

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Investigación, desarrollo e innovación:

relación con la ingeniería

Research, development and innovation: Their

relationship with engineering

Fabio Téllez Barón1

R R R R R esumenesumenesumenesumenesumen

¿Qué hacen los ingenieros dentro del esquema de investigación,desarrollo e innovación? En este artículo se pretende demostrar que los ingenieros no hacen investigación; hacen, en esencia,

tecnología. Son quienes mantienen el enlace con la ciencia. Semantienen alejados de las labores manufactureras, empero sonquienes transfieren los resultados de los prototipos delaboratorio hacia la planta piloto que terminan en la línea de

producción. Con este fin, se parte del modelo de relación encadena de la innovación, se analizan documentos de entidadesnacionales e internacionales y de autores reconocidos en suámbito del conocimiento.

Palabras clave: Investigación, desarrollo, innovación, funcionesde los ingenieros.

Abstract Abstract Abstract Abstract Abstract

What is the role of the engineers within the framework of research, development and innovation? This article aims todemonstrate that engineers don't make research, in essence,

they do technology. The engineers are those who maintain thelink with science. They keep away from manufacturing work,however are those who transferred the results of laboratoryprototypes towards the pilot plant, prototypes that end up in

the production line.The chain relationship model of innovation was used a start point andseveral documents were analyzed of national and international authors recognized in their field of knowledge.

Keywords: Research, development, innovation, engineering functions.

Rev. Tecnol. • Vol. 10 No. 2 F. TéllezInvestigación, desarrollo e innovación: relación con la ingeniería. p. 105-124

Recibido: Agosto 19, 2011. Aceptado: Septiembre 8, 2011 Artículo de Reflexión.El autor declara no tener conflictos de interés.1 Universidad El Bosque, carrera 7B Bis 132-11, Bogotá D. C., Colombia.



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I. II. II. II. II. INTRODUCCIÓNNTRODUCCIÓNNTRODUCCIÓNNTRODUCCIÓNNTRODUCCIÓN

Una creencia bastante extendida entre los ingenieros es queellos hacen investigación. Aquí se pretende demostrar que

aunque sí participan activamente en todo el entorno deinvest igac ión, desarrol lo e innovac ión, I+D+i, susconocimientos y esfuerzos están orientados para hacer

tecnología, a partir de los conocimientos elaborados por otros -los científicos- que sí hacen ciencia.

Para sustentar esta tesis se parte de una explicación someradel modelo de relación en cadena de la innovación, adoptadopor la la Organización para la Cooperación Económica y elDesarrol lo, OECD, para revelar e l v ínculo entreconocimiento y economía. El modelo elabora estadísticaspara encontrar las fuentes de los beneficios económicos ysociales que surgen de la I+D+i.

En él se plantean los diferentes estadios de investigación,desarrol lo y manufactura, que soportan los t ipos deinnovación, mayores o menores, en cada una de las fases deI+D+i. Las preguntas que nos hacemos son: ¿qué hacenlos ingenieros dentro de ese modelo?, ¿Dónde participan?,¿Cuáles son sus actividades principales?

Para dar respuesta a esas preguntas debemos definir cadauna de las actividades con sus principales productos y lasconexiones existentes entre ellas. Ello implica, también, tomar una definición de ingeniería.

Es necesario hacer un recuento rápido de la epistemologíapara relacionar la ciencia y la tecnología, y un repaso

vert iginoso de la evolución de la ciencia hasta finales del siglo XIX/principios del XX, con el fi n de ver cómo ha idoevolucionando la complejidad de la ciencia.

Por otra parte, en el mundo científico se acostumbra utilizar indis t intamente las palabras c ienc ia y tecnología, einvestigación y desarrollo. Por ello, es necesario aclarar queen este documento se reserva la palabra investigación parael entorno científico y desarrollo para el tecnológico; tambiénse reserva la palabra innovación para todo el ambiente

relacionado con las grandes empresas inmersas tanto en lainvestigación, como en el desarrollo y en la producción.

II. III. III. III. III. INNONNONNONNONNO V V V V V A A A A A CIÓNCIÓNCIÓNCIÓNCIÓN

El modelo lineal de I+D utilizado antes de 1990 se conocióexplícitamente a partir de los años posteriores a la segunda

guerra mundial, cuando Vannevar Bush [1], director de laOficina de Desarrollo Científico y Desarrollo, elaboró su famoso reporte . Ese modelo, también, fue adoptado por losotros países miembros de la Organizac ión para laCooperación Económica y el Desarrollo, OECD, a partir delos años cincuenta y se estandarizó con el llamado Manualde Frascati [2].

El modelo lineal constaba de cuatro etapas: investigación básica,investigación aplicada, desarrollo y producción (fig. 1). Ladistinción básica entre las dos categorías de investigación essu aplicabilidad y su desarrollo en el tiempo. El desarrollo

tiene dos orientaciones según se dir ija hacia los productos oa los procesos. La producción se relaciona con la generaciónde bienes y servicios fundamentados en las anteriores etapas.

El modelo lineal fue utilizado para explicar el vínculo entreconocimiento y economía. El conocimiento se descubre enla universidad, pasa a las firmas/compañías a través depublicaciones, patentes u otras formas de divulgacióncientífica, y concluye en los usuarios finales como bienes oservicios [3], [4], [5].

La innovación en este modelo es un proceso lineal cuya fuente es la investigación. Aunque el modelo fue util izado

por los organismos estatales y las firmas durante casi seisdécadas, recibió, hacia finales de los 80, una serie de críticasdebido principalmente a que no tenía en cuenta ni losaspectos económicos ni los aspectos sociales; tampoco teníalíneas de realimentación ni desde el mercado ni desde laproducción. Por otro lado, las estadísticas que usaban esemodelo hacían demasiado énfasis en las actividades de I+Dcomo única fuente de los beneficios económicos y socialesque surgían de la I+D.

El modelo también consideraba que la ciencia precede a la tecnología , lo que no siempre es cierto como nos lo muestra

la evolución de la tecnología [6], [7], [8].

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A. L A. L A. L A. L A. La firma como origena firma como origena firma como origena firma como origena firma como origen

El modelo l ineal fue reemplazado por el modelo deinnovación en cadena de la innovación propuesto por Kliney Rosenberg [9]; ver también [10], [11], [12]. El modelo fueadoptado por la Asociación para la Cooperación Económica

de los Países Desarrollados, OECD, a través del Manual deOslo,[13], [14].

Así, como punto de part ida para este documento, se tomael modelo de relación en cadena de la innovación para

visualizar mejor las relaciones entre investigación, desarrolloe innovación, y para tratar de esclarecer, en lo posible, laparticipación de los ingenieros dentro de ellas. Este modelo

tiene a la f irma como origen de la innovación. (fig . 2) .

B. R B. R B. R B. R B. R elaciones internas y externaselaciones internas y externaselaciones internas y externaselaciones internas y externaselaciones internas y externas

El modelo de innovación dentro de una firma tiene un ciclode vida que oscila, principalmente, entre las siguientes etapas:mercado potencial, invención y/o producción de diseñosanalíticos, diseño detallado-pruebas, rediseño-producción,y distribución-comercialización. Entre todas ellas puede existir retroalimentación; la principal es entre la distribución-

comercialización y el mercado potencial, las dos etapasextremas. La firma tiene a su disposición el conocimientopropio (investigación básica dirigida e investigación aplicada)o el conocimiento universal generado por la ciencia,disponible para el público en general. Cuando existenproblemas en las etapas de diseño se busca información en

el conocimiento existente, propio o público; si hubiere, se toma y se continúa con el proceso de innovación; si nohubiere solución, entonces se acude al nivel de investigacióndonde se ejecuta un proyecto y, cuando se obtiene lasolución, se recibe el conocimiento nuevo requerido para elproceso de innovación (la entrega del nuevo conocimientoproducido en los estadios de investigación puede ser complicada si el personal que trabaja en el proceso dedesarrollo no tiene los conocimientos necesarios paracomprenderlos) . En consecuencia, un proyecto deinnovación puede realizarse con el conocimiento tecnológicoexistente, apelando al conocimiento científico existente, o

yendo hasta los estadios de investigación. En otras palabras,pueden haber innovac iones mayores o menores,entendiendo como innovación mayor aquella que debe apelar a los estadios de investigación para obtener los conocimientosnecesarios para el producto en ciernes y, como menor, laque puede realizarse con el conocimiento existente [9].

FFFFFigura 1. Modelo lineal de innovaciónigura 1. Modelo lineal de innovaciónigura 1. Modelo lineal de innovaciónigura 1. Modelo lineal de innovaciónigura 1. Modelo lineal de innovación

FFFFFig. 2. Modelo de relación en cadena de la innovaciónig. 2. Modelo de relación en cadena de la innovaciónig. 2. Modelo de relación en cadena de la innovaciónig. 2. Modelo de relación en cadena de la innovaciónig. 2. Modelo de relación en cadena de la innovación

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III. IIII. IIII. IIII. IIII. INVESTIGA NVESTIGA NVESTIGA NVESTIGA NVESTIGA CIÓNCIÓNCIÓNCIÓNCIÓN Y Y Y Y Y DESARROLLDESARROLLDESARROLLDESARROLLDESARROLLOOOOO

A. Ciencias bás icas A. Ciencias básicas A. Ciencias bás icas A. Ciencias básicas A. Ciencias bás icas

La ingeniería se soporta en las ciencias. Entre ellas están lalógica y las matemáticas, como ciencias formales, y la física,la química y la biología, como ciencias naturales. Estas sonlas llamadas ciencias básicas de la ingeniería [15].

B. EpistemologíaB. EpistemologíaB. EpistemologíaB. EpistemologíaB. Epistemología

Pueden entenderse la ciencia y la tecnología -investigación ydesarrollo- como dos conceptos comparables. La cienciacomo el conocimiento sistemático de cómo trabaja lanaturaleza; la tecnología como el conocimiento sistemáticosobre cómo producir cosas útiles [16].

Epis teme es traducido normalmente como c ienc ia,conocimiento. Pero, esto no es exacto, pues en griego

gnososes conocimiento. Sería mejor decir que "episteme esla capacidad o competencia para mirar con atención y sinperder de vista los principios de todas las cosas y de aquelloque las gobierna" [Hernán Prieto Bernal, Conferencias sobreFilosofía de la Ciencia]. La traducción latina de episteme esscientia, de donde procede ciencia en español. También,

so ph ia se traduce normalmente como conocimientointelectual o ciencia, pero quizás su mejor sentido essabiduría.

Las palabras técnica y tecnología tienen sus ra íces en el griego

tecne, traducido comúnmente como arte, oficio y habilidad.La misma raíz griega es el origen de las palabras inglesas -technics, technique y technology- y alemanas -Technik yTechnologie-. La traducción latina de tecne es ars, de dondeprocede arte en español, que se refiere a la inteligencia oastucia para hacer bien alguna cosa dentro de determinadosof ic ios -artes l iberales y mecánicas- y artesanías. Enconsecuencia, tecne significa arte manual.

La tecne es un hábito o disposición que con un razonamiento(logos) ordenado lleva a la fabricación (producción humana).La tecne era concebida no sólo como una actividad sino comouna clase de conocimiento [17].

Era entendida como episteme en cuanto involucraba unaconciencia del mundo que podía ser enseñada o comunicada[18]; pero era una forma diferente de episteme en cuanto aque se refería a las cosas que cambiaban y no a las inmutables[19].

Aunque Platón y Aristóteles estaban de acuerdo en subrayar el carácter lógico de la tecne no estaban de acuerdo en el

tipo de logos util izado; ninguno unió las dos palabras parahablar del logos de la tecne (tecnología) porque la tecne

simplemente usaba el logos. Lo que podía ser captado oconocido por la tecne a través del logos era la idea o forma(eidos) en Platón o la causa (aitia) en Aristóteles. Lo que nopodía ser aprehendido era el proceso, el cómo hacerlo [17].

A pesar de que la tecné podía ser enseñada, la fabricación deartefactos era fortuita pues dependía de la particularidad dela materia y de la suerte de actuar en el momento oportuno(kairos) sobre ella. Escoger el momento oportuno para lasactividades humanas significaba un poder inteligente y tortuoso(consulta de los oráculos, adivinos). El poder limitado del logossobre la tecnefue, quizás, el motivo por el cual ni Platón ni

Aristóteles utilizaron el término tecnología [17].

La sociedad griega tenía esclavos, a quienes asignaba laslabores manuales. Un hombre libre trataba de no parecerse

a un esclavo: si estos corrían, aquellos andaban despacio.Era tanto su rechazo que aún los escultores eran apreciadosmenos que los pintores porque sudaban al realizar su trabajo.Sólo se exceptuaban el atletismo y la guerra que eranconsiderados trabajos de hombres libres. Los griegoscontrastaban tecne y sophia. Dado que la ciencia y la filosofíaeran un asunto del pensamiento, no un arte manual, eran,por tanto, un asunto de los hombres libres [16].

No obstante que no fue utilizada en la Grecia antigua, tecnología proviene de las palabras griegas tecne y logos,donde tecne significa arte manual. Así, por ejemplo, un tektonera un carpintero o un obrero de la construcción; un

arquitecto era un maestro constructor. El sufijo logos significaponer en palabras, una explicación o estudio. Así, la tecnología era la explicación o el estudio de un arte manual .Sin embargo, hoy en día, tecnología no es el estudio de lasartes manuales, sino la forma de referirnos a todas esasinvenciones que facilitan el trabajo manual, que lo hacen másproductivo o, incluso, innecesario; además, las palabras cienciay tecnología no se oponen sino que se complementan [16].

Esa forma de separar los trabajos que eran parte de lasociedad griega, fue el motivo por el cual los asuntos delpensamiento tuvieron un mayor desarrollo que las artesmanuales. Así, la filosofía (que incluía matemáticas, geometría,política, física, y otras ciencias), es el mayor legado de losgriegos a nuestra cultura occidental. En oposición, lascontribuciones griegas a las artes manuales (tecne) fueronpocas.

En consecuencia, el conocimiento para los griegos era unasunto mental, pues ellos no experimentaban. Quizá la únicaexcepción fue Arquímedes, quien hizo física con rigor geométrico, pero no tuvo seguidores.




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C. Ciencia/InvestigaciónC. Ciencia/InvestigaciónC. Ciencia/InvestigaciónC. Ciencia/InvestigaciónC. Ciencia/Investigación

En Grecia se plantearon los gérmenes de los dos conceptosde ciencia que tenemos hoy en día: uno para las ciencias del

espíritu, y otro para las ciencias de la naturaleza. Estos dosconceptos siguen las tradiciones de Aristóteles, por un lado,y las de Pitágoras, Platón y Arquímedes, por el otro; a estaúltima tradición también se le conoce como galileana.

Para Aristóteles la ciencia se iniciaba con la observación deciertos fenómenos y continuaba con la explicación científicaque da razón de los mismos. La explicación segu ía un caminoinductivo que partía de las observaciones y llegaba a losprincipios generales o explicativos. Empero, la explicaciónexigía deducir enunciados acerca de los fenómenos, a partir de premisas que incluyeran los principios explicativos, pero,

también, debía exis tir una relación causal entre las premisasy la conclusión. La causa, para Aristóteles, tenía cuatroaspectos: formal, material, eficiente y final. Así que unaexplicación científica debíaconsiderar esos cuatro aspectos;sobre todo, se hacía hincapié en la causa final (telos). Enconsecuencia, las explicaciones científicas debían incluir lasexplicaciones teleológicas que aclarasen "con el fin de qué"ocurrían esos hechos o fenómenos [20].

Esta concepción de la ciencia se impuso en Europa hasta fina les del siglo XII , comienzos del XIII, cuando la críti ca a la tradic ión aristotélica fue creciendo. Tuvo su punto culminantecon la aparición de Copérnico y de Galileo que se expresó

en sus obras De revolutionibus orbium coelestium, en 1543, ylos Discorsi, en 1638, respectivamente. Entonces "se dejade mirar al mundo como un conjunto de sustancias con suspropiedades y poderes, para verlo como un flujo deacontecimientos que suceden según leyes". A través de loshumanistas se recuperó la tradición matemática pitagórica-platónica para modificar las explicaciones físicas cualitativasde Aristóteles por las formulaciones matemáticas de

Arquímedes. Esa nueva cienc ia ya no era metaf ísica y final ista,sino funcional y mecanicista. El centro ya no era el mundo,sino el hombre, quien miraba a la naturaleza con el fin deque le sirviera para sus necesidades y le fuera útil: el hombre

quería controlar a la naturaleza.El control de éstaiba acordecon los interesesutilitarios que perseguía la burguesía; seseguía una actitud tecnológica del conocimiento y susaplicaciones.Así, los artistas-ingenieros del Renacimiento,como Leonardo, iniciaron la vinculación del saber académicocon las artes empíricas. El mismo Galileo tuvo contactos conartesanos para solucionar problemas físicos de artefactosmilitares, bombas de agua, etc.[20].

En sentido amplio, la diferencia entre las ciencias del espíritu ylas ciencias de la naturaleza puede ser expresada, como diceDroysen, entre comprender (Verstehen) una manifestación,conducta, hecho histórico o social en contraposición al explicar

(Erklären) de la física matemática [20]. Ahora bien, dado queeste documento se fundamenta en las matemáticas y las cienciasnaturales, que son el soporte de la ingeniería, en adelantehablaremos sólo de este tipo de investigación.

La verdad de una cosa es lo que ésta es o lo que correspondeexactamente a lo que es. "No tenemos ningún acceso directoa la verdad de las cosas; solo podemos conocerlas por mediode nuestra sensibilidad, de nuestra razón, de nuestrosinstrumentos de observación y de medida, de nuestrosconceptos, de nuestras teorías". Por eso, ningúnconocimiento corresponde exactamente a la realidad de lascosas, empero nos permite aproximarnos a lo que existe enla naturaleza. Esa aproximación es la que diferencia alconocimiento de la verdad y, que al mismo tiempo, permiteel avance de las ciencias [21].

Consideremos, por ejemplo, el movimiento de la Tierraalrededor del Sol. Nadie puede conocerlo en forma absoluta,pero sabemos que ese movimiento existe. Las teorías deCopérnico y de Newton son más ciertas que las de Hiparcoy Ptolomeo, pero la Teoría de la Relatividad es más explicativaque la mecánica celeste de Newton El hecho de que cadaconocimiento sea relativo no significa que todos sean válidos,pues el progreso de Newton a Einstein es tan indiscutible

como el de Ptolomeo a Newton [21].

Así que, la evo luc ión de la ciencia se fundamenta en elconocimiento que han ido acumulando los científicos, poco apoco, en forma más o menos acelerada, según el entorno social,político, económico o religioso de las diferentes épocas. Veamos:

La concepción predominante del universo entre los griegosera geocéntrica, y ese pensamiento permaneció hastacomienzos del s ig lo XII I , cuando una avalancha de

traducciones de los grandes pensadores griegos abrió nuevoshorizontes intelectuales en Europa y se comenzó a mirar al

mundo físico con renovado interés. Tras las críticas a lasustancia y causalidad de Aristóteles, se hacía necesaria lacreación de alternativas para abordar el problema de lo real.Esas alternativas se enfocaron en el uso de las matemáticascomo medio de acceso a la inteligibilidad del mundo físico.

Ya Roger Bacon decía que "no se puede conocer nada deeste mundo si no se sabe matemáticas" [22].




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Antes de la apar ición de Copérnico se hacía la diferenc iaentre la física y la astronomía matemática. Por un lado, la

física informaba del orden real del cosmos, y, por otra , laastronomía matemát ica e laboraba h ipótes is de

correspondencia incierta con la realidad. Es decir, el discursodel astrónomo quedaba reducido a una simple probabilidad.Esa situación estaba conforme a lo dicho por Santo Tomás,quien separaba los ámbitos físico y matemático, lo que

fac ilitaba que los escolást icos pudiesen discutir las teoríascosmológicas, y, al mismo tiempo, permanecer fieles a laortodoxia. Es decir, se permitía un camino de libertad para

teor izar [23].

El modelo cosmológico de Ptolomeo, siglo II D.C., manteníaa la tierra como centro del universo, rodeada por ochoesferas que transportaban a la Luna, el Sol, las estrellas fijas ylos cinco planetas conocidos en ese tiempo. Este modeloproporcionaba un sistema bastante preciso para predecir lasposiciones de los cuerpos celestes en el f irmamento.Copérnico, en 1514, en su obra Sobre las revoluciones de los

orbes celestes, propuso un modelo heliocéntrico mucho mássimple: la Tierra y los planetas se movían en órbitas circularesa su alrededor. Sin embargo, las órbitas que predecía no seajustaban exactamente a las observaciones. Osiander, quienprologó la obra, sintió necesidad de protegerlo de la furia delos teólogos, y la presentó al mundo como una hipótesisque competía con la de Ptolomeo; es decir, eludió lo esencial:la necesidad de hablar sobre lo real en forma matemática.Sin embargo, la obra de Copérnico presenta una nueva

manera de ver el mundo y de representarlo [23].

Casi un siglo después, Galileo toma en serio la TeoríaCopernicana y la apoya; ya no es una mera teoría; habla delo real. Con su telescopio, en 1609, observó al planeta Júpiter y encontró que existían pequeños satélites que giraban a sualrededor; así, pues, no todo tenía que girar alrededor de laTierra como Aristóteles y Ptolomeo habían supuesto. Galileo,aunque mantuvo el punto de vista aristotélico del métodocientí f ico como un proceso inductivo-deductivo, locompletaba con la confirmación experimental de las leyesgeneralizadas matemáticamente. Desde entonces, ese ha

sido el paradigma a seguir [24].

Kepler, a su vez, modificó la teoría de Copérnico al sugerir que los planetas no giraban alrededor del Sol en círculossino en elipses; ahora sí las predicciones se ajustaban a lasobservaciones. Sin embargo, Kepler no pudo conciliar estaexplicación con su idea de que los planetas giraban alrededor del Sol atraídos por fuerzas magnéticas. Hubo que esperar a

Newton, en 1687, quien presentó una teoría más coherenteque explicaba cómo se movían los cuerpos en el espacio yen el tiempo, conocida como la Ley de la gravitaciónuniversal. Con este fin, Newton desarrolló unas complicadas

matemáticas necesarias para analizar esos movimientos: elcálculo (desarrollado en paralelo con Leibniz) [25].

Newton comprendió que su sistema implicaba que lasestrellas debían atraerse unas a otras, con lo cual emergía ladificultad de mantener al universo en reposo, estático. Enconsecuencia, además de la fuerza de la gravedad, deberíaexistir otra fuerza de repulsión para mantenerlo en equilibrio.Cabían dos posibilidades adicionales: el universo se estabacontrayendo o expandiendo; empero nadie antes del siglo

XX sugir ió esas ideas, pues se aceptaba que el universo habíaexistido siempre en un estado inmóvil o había sido creado.Pero, en 1929, Hubble hizo una observación fundamental:"donde quiera que se mire las galaxias distantes se estánalejando de nosotros". En consecuencia, el universo se estáexpandiendo y ello implica que tuvo un inicio. Así se pasó abuscar una explicación del origen del universo dentro de laciencia [25].

Asimismo, Maxwel l, en 1865, propuso una teoría de lapropagación de la luz cuando consiguió unificar con éxito las

teor ías parciales que se usaban para definir las fuerzas de laelectricidad y el magnetismo. Las ecuaciones de Maxwellpredecían que "podían existir perturbaciones de carácter ondulatorio del campo electromagnético combinado, y que

éstas viajarían a velocidad constante"; esto se predecía tantopara las ondas de radio como para las luminosas. Para queesto tuviera sentido se sugirió la existencia de una sustanciallamada éter. Se suponía que dos observadores que semovieran a velocidades diferentes con respecto al éter veríanacercarse la luz a velocidades distintas, pero Michelson yMorley, en 1887, demostraron que no era cierto. Einstein,en 1905, señaló que la idea del éter no era necesaria con talde que se estuviera dispuesto a abandonar la idea de un

tiempo absoluto. El postulado fundamental de la teoría de larelatividad especia l, se centraba en que las leyes de la cienciadeberían ser las mismas para todos los observadores en

movimiento libre, independientemente de cual fuera su velocidad [25].

Las ecuaciones originales de Maxwell eran 20. Después desu muerte, Heaviside y Hertz, las trabajaron durante casidos décadas y las redujeron a cuatro con el fin de hacer másinteligible el trabajo de Maxwell para los inventores.




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Newton creía en el tiempo absoluto. Una consecuencia dela relatividad es el modo como ha cambiado nuestras ideasacerca del espacio y del tiempo. Según Newton, si un pulsode luz era enviado de un lugar a otro, observadores diferentes

estarían de acuerdo al tiempo que duró el viaje -el tiempoera un concepto absoluto-, pero no siempre estarían deacuerdo en la distancia recorrida por la luz (el espacio noera un concepto absoluto). Pero en la relatividad, todos losobservadores pensaban lo mismo en relación con la rapidezque viajaba la luz, por lo que continuarán sin estar de acuerdoen la distancia recorrida por la luz y, por lo tanto, deberándiscrepar en el tiempo empleado. Es decir, la relatividad acabócon la idea de un tiempo absoluto.

La teoría de la relatividad tuvo gran éxito al explicar por quéla velocidad de la luz es la misma para todos los observadores.Sin embargo, no era consistente con la teoría de la gravitaciónde Newton, que decía que los objetos se atraían mutuamentecon una fuerza dependiente de la distancia entre ellos. Estosignificaba que si uno movía uno de los objetos, la fuerzasobre el otro cambiaría instantáneamente (velocidad infinita).Einstein propuso, en 1915, la teoría de la relatividad general,en la cual sugirió que la gravedad no era una fuerza como lasdemás, sino que era una consecuencia de que el espacio-

tiempo no fuera plano: éste estaba curvado, o deformado,por la distribución de masa y energía en él presentes. Elespacio y el tiempo eran cantidades dinámicas: cuando uncuerpo se movía, o una fuerza actuaba, afectaba la curvaturadel espacio y del tiempo, y, viceversa, la estructura del

espacio-tiempo afectaba el modo en que los cuerpos semovían y las fuerzas actuaban. El espacio y el tiempo no sóloafectaban, sino que también eran afectados por todo aquelloque sucedía en el universo. Así, pues, no tenía sentido hablar del espacio y del tiempo fuera de los límites del universo [25].

Planck, en 1900, sugirió que las ondas electromagnéticas nopodían ser emitidas en cantidades arbitrarias, sino en ciertospaquetes que él llamó cuantos. Esta idea, según la cual, lasondas electromagnéticas sólo pueden ser absorbidas oemitidas en cuantos discretos, se conoció como el principiocuántico de Planck. Paralelamente, Heisenberg formuló el

principio de incertidumbre, según el cual no podíamosconocer con exactitud y simultáneamente la posición y velocidad de una partícula; a medida que se conocía mejor una de ellas, aumentaba el desconocimiento de la otra. Estosdos principios, junto con los trabajos de Dirac y Schrödinger,dieron origen a la teoría de la mecánica cuántica, base de losdesarrollos en química, biología molecular y electrónica, queconst i tuyen el fundamento de la tecnología que ha

transformado el mundo durante la últ ima mitad del siglo XX y lo continúa haciendo en nuestros días [26].

A partir de la relatividad y de la mecánica cuánti ca, que

pusieron fin a la llamada teoría clásica de la física, se inició ungran avance de ésta que linda con la ciencia ficción. Se hanplanteado diferentes teorías de cuerdas o supercuerdas, quehan tratado de unificar la mecánica cuántica y la relatividadgeneral; aquellas han descrito a las partículas como ondas enuna cuerda. Así,han aparecido las branas de p dimensiones,correspondientes a los objetos de la teoría de cuerdas. A su

vez, la teor ía M, ha re un ido las di fe re ntes teor ía s desupercuerdas y ha propuesto once dimensiones espacio-

temporales. Por otra parte, se ha propuesto una serie de teor ías qu e ha n tratado de uni f ic ar la s fuerzaselectromagnéticas fuertes y débiles, y un conjunto de teoríasque tratan de relacionar las cuatro fuerzas y toda la materia.Esta última ha sido conocida como la teoría M. También,está la supergravedad como conjunto de teorías que hanunificado la relatividad general y la supersimetría [26].

Todas estas teorías van en busca del gran sueño de loshombres de ciencia: la gran teoría que las reúna a todas, a larelatividad general y otras.

La teoría de la relatividad general y la mecánica cuántica, sondos teorías parciales, inconsistentes entre sí. La primeradescribe la fuerza de la gravedad y la estructura a gran escaladel universo. La segunda, se ocupa de los fenómenos a escalas

extremadamente pequeñas. Sin embargo, estas teorías noshan dado la energ ía nuc lear y la revoluc ión de lamicroelectrónica [25]. A su vez, el electromagnetismo nosha dado la radio, la telev isión, el radar, la internet, y las redesinalámbricas de voz, datos e imágenes.

Como se mencionó antes, en el siglo XIII se comenzó amirar al mundo físico con renovado interés. Para abordar elproblema de lo real, las miradas se enfocaron en el uso delas matemáticas como medio de acceso a la inteligibilidaddel mundo físico.

Empero, desde los griegos la ciencia matemática habíaquedado prácticamente estática en Europa. Sin embargo, lanueva importancia dada a las matemáticas hace que desde elRenacimiento surjan avances, como el álgebra de Vieta yRecorde, el trabajo de Stevin con los decimales, loslogaritmos de Napier, la geometría analítica cartesiana, y laelaboración del cálculo de Newton y Leibniz. Así, surgió ungran entusiasmo por las matemáticas que llevó a considerar




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que esta ciencia ha sido la clave de las demás. Es decir, lasmatemáticas, más que una ciencia en sí misma, se hanidentif icadocomo una herramienta universal de la quedepende nuestro conocimiento científico [27], [28], [29].

Se han desarrollado múltiples trabajos en los que hanparticipado matemáticos como Huygens, Bayes, Gauss,Galois , Abel , Poncelet , Monge, Riemann, Laplace,D'Alembert, Fourier, Lagrange y Hilbert, entre otros, quehan fundamentado los avances de la f í s ica v is tosanteriormente.

A manera de ejemplo, recordemos la relación de Einsteincon la teoría de las superf ic ies y espacios curvadosdesarrollada por Riemann, que le llevó a demostrar que elespacio-tiempo era curvo. Igualmente, su relación conHilbert que le permitió hallar las ecuaciones correspondientesde la relatividad general [26].

IV IV IV IV IV . E. E. E. E. ESTSTSTSTST ADIOS ADIOS ADIOS ADIOS ADIOS DEDEDEDEDE I+D+II+D+II+D+II+D+II+D+I

Para ubicarnos en los estadios de la ciencia, nos remontamosinicialmente al modelo de innovación lineal que ya distinguíaentre la investigación básica y la aplicada. Empero, ésta erauna división esencialmente académica. Con la crecienteincursión de las firmas en la investigación básica, buscandoque los resultados de ésta estuvieran próximos a los intereses

futuros de la compañía en el área tecnológica, se empezó a

distinguir otro estadio que se conoce como el de lainvestigación básica dirigida u orientada.

Para algunos autores anteriores a la década de los 80, existíansólo la investigación básica y la apli cada, [1], [30]. También laOECD, que, a través del Manual de Frascati, intentabacoordinar las actividades para medir las actividades científicasy técnicas entre la OECD y los países miembros, manteníaesa clasif icación [2]; las definiciones se establecieron,inicialmente, para la industria manufacturera así como parala investigación en las ciencias exactas, naturales y deingeniería.

Sólo hacia inicios de los 90, se encuentran documentos quehablan claramente de los tres estadios. Así, Primo Yúfera,[31], plantea que la definición depende de la intencionalidaddel investigador, según que éste busque el avance delconocimiento en sí mismo o el dominio de la natura leza parabeneficio del hombre, a partir de la imagen del universoconocido, es decir, del conocimiento científico. Pero, además,

reconoce que la industria hace investigación básica paradesarrollar nueva tecnología a largo plazo.

Esta impresión es más palpable al considerar las definiciones

de la Enciclopedia Británica, de 1993 y de 2010, que dividela I+D en cuatro categorías: pura o académica, fundamentalorientada, aplicada y desarrollo [32], [33]. Sus definiciones,aunque más explicativas que las expuestas por Primo,coinciden en lo esencial. Además, también concuerdan enlo fundamental -en lo referente a investigación básica, aplicaday al desarrollo-con las expuestas por Bush, Feibleman y laOECD.

Igualmente, se analizaron las definiciones elaboradas por otrasentidades cercanas a la industria en los Estados Unidos, talescomo: la National Science Foundation, NSF; el NationalScience Board, NSB; y la Oficina de Normas de ContabilidadFinanciera, FASB. Así, no sólo se razona lo expuesto por laOECD, que puede considerarse de orientación más europea.

La NSF, que realiza las encuestas de investigación y desarrolloen la industria de los EE.UU, considera tres estadios:investigación básica, dirigida y aplicada, e incluye el desarrollo.Se tuvieron en cuenta las definiciones actuales [34] y lasanteriores [35]. El NSB divide la investigación en básica yaplicada; además, incluye el desarrollo y la manufactura/

fabricación. Sus definiciones son muy parecidas a las dadaspor las otras entidades[36]. La Financial Accounting StandardsBoard -Oficina de Normas de Contabilidad Financiera-, FASB,

que define los principios de contabilidad generalmenteaceptados para las empresas con actividades en los EstadosUnidos, es más parca en sus definiciones de I+D, pero,puede intuirse que incluye los tres estadios de investigacióny el desarrollo de prototipos[37]. Las definiciones de la NSBy la FASB, ganan en claridad cuando esas oficinas indicancuáles son las actividades que hacen o no parte de lainvestigación y desarrollo.

Las anteriores consideraciones no indican que la industriahaya iniciado la investigación básica dirigida hasta finales delsiglo XX, pues ya existían grandes corporaciones que desde

el siglo XIX orientaban sus esfuerzos a beneficiarse de losresultados de la investigación. En la gran industria, por ejemplo, Siemens, Krupp, y Zeiss en Alemania; y GeneralElectric, Du Pont, American Telephone & Telegraph,

Westi nghouse, Eastman Kodak, y la Standard Oil en losEstados Unidos de América, tenían sus propios laboratoriosde investigación y desarrollo. Hacían ya investigaciónorientada a obtener beneficios económicos.




113

De los documentos mencionados puede extraersela siguienteinformación:

La investigación científica se contempla en tres

estadios: básica, aplicada e investigación básicadirigida.

o La inves ti gación bási ca busca e l avance de lconocimiento de la naturaleza.

o La investigación aplicada busca fines util itarios delconocimiento obtenido en la investigación básica.

o La investigación básica dirigida se conecta, a largoplazo, con apl icac iones tecnológicas delconocimiento.

El desarrollo tecnológico define todas las condicionesnecesarias para elaborar prototipos que culminen enequipos concretos susceptibles de producción.

o Un primer nivel tiene por objetivo mostrar que laaplicación del conocimiento científico es realizable.

o Un segundo nivel , parte de la certeza de l a v ia bi l id ad de la apl ica c ió n, para def in i r la scondiciones que permitan llevarlo a la fabricación.

Se hace una clara distinción entre los estadios de I+D ylos de manufactura.

La formación de los profesionales que trabajan enactividades de I+D depende del estadio donde lasejecuten.

A. Investigación A. Investigación A. Investigación A. Investigación A. Investigación

Así, pues, la investigación científica puede divid irse en tresestadios: investigación básica fundamental, investigaciónaplicada e investigación básica dirigida. Es realizada por científicos con formación doctoral o postdoctoral dados losaltos niveles de abstracción a que han llegado las ciencias

formales (lógica y matemáticas) y las cienc ias naturales (física ,química y biología). (fig. 3). Teniendo en cuenta que todaslas definiciones anteriores se basan esencialmente en lomismo, a continuación relaciono unas definiciones queseñalan lo fundamental, sin hacer grandes discursos.

Investigación básica fundamental: tiene como propósito elavance del conocimiento per se. Incumbe principalmente alas universidades, institutos estatales de investigación ylaboratorios de asociaciones de investigación. Sus productosprincipales son las teorías científicas en general, propuestasen forma terminada, después de haber recorrido losprocesos del método científico y, en particular, el propio ycaracterístico de la disciplina objeto.

Investigación aplicada: tiene como finalidad el avance delconocimiento con fines específicos utilitarios, a partir de losresultados de la investigación básica fundamental. Susproductos principales son teorías elaboradas con el mismorigor del método científico de la investigación básica y tambiéninformes y documentos de viabilidad. Sus actividades sedesarrollan en las universidades, en los institutos estatalesde investigación aplicada, en los laboratorios de asociacionesde investigación, en los laboratorios de investigación de laindustria y en los laboratorios independientes, cuando son

contratados por pequeñas industrias. Era el punto de entrada típico de la industria en el modelo lineal .

Investigación básica dirigida, puede considerarse como unaamalgama de las dos anteriores. Está direccionada a conseguir un conocimiento científico nuevo que es esencial para desarrollar una nueva tecnología en el largo plazo. Incumbe

FFFFFig. 3. Estadios de la investigación científicaig. 3. Estadios de la investigación científicaig. 3. Estadios de la investigación científicaig. 3. Estadios de la investigación científicaig. 3. Estadios de la investigación científica




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fundamentalmente a los laboratorios de investigación de algunas firmas muy grandes; también se realiza en los laboratorios delas asociaciones de investigación. Actualmente, es el punto deentrada de la gran industria. Sus productos principales son teorías

elaboradas con el mismo rigor del método científico de lainvestigación básica fundamental y aplicada, e informes ydocumentos de viabilidad.

B. Desarrollo tecnológicoB. Desarrollo tecnológicoB. Desarrollo tecnológicoB. Desarrollo tecnológicoB. Desarrollo tecnológico

La certeza de la aplicabilidad de los conocimientos elaboradosy la utilidad de los resultados de la investigación aplicada y de lainvestigación básica dirigida, conducen al umbral del desarrollo

tecnológico. En esta etapa se estudian todas las condic ionesadecuadas para la realización práctica del bien utilitario; sedis t inguen los estadios conocidos como desarrol loexploratorio y desarrollo de productos. (fig. 4).

En la etapa de desarrollo exploratorio trabajan conjuntamentecientíficos e ingenieros, dado el nivel de conocimientogenerado por la investigación; los científicos establecen elenlace entre el conocimiento recibido de la investigación yel conocimiento tecnológico de los ingenieros.

El desarrollo exploratorio concreta sus resultados utilizables enprototipos de laboratorio, algoritmos y documentos descriptivos.

Aunq ue de be te ne rse ab so lu ta ce rt ez a re sp ec to al funcionamiento de los desarrollos exploratorios, queda margende incertidumbre con respecto a su viabilidad y factibilidad. La

responsabi l idad de los desarrol los exploratorios estáprincipalmente en los laboratorios de desarrollo de la industria;

también, en los laboratorios de las asociaciones de investigación,en los independientes y en las universidades, a través decontratos específicos con la industria.

La decisión de seguir adelante con los resultados de losdesarrollos exploratorios conduce al desarrollo de productos,cuyo propósito es la obtención de materiales, dispositivos osistemas ajustados a especificaciones concretas y susceptiblesde producción industrial; sus resultados son los prototiposindustrializables y su correspondiente documentación. El

desarrollo de productos es responsabilidad esencial de loslaboratorios de desarrollo de la industria; se utilizan, además,los laboratorios de prueba. En este estadio trabajan

fundamentalmente ingenieros, con nivel de pregrado o demaestría, y tecnólogos.

C. PC. PC. PC. PC. Producciónroducciónroducciónroducciónroducción

El desarrollo de productos conduce directamente al diseñoy producción de bienes o servicios para su distribución ymercadeo; se da esencialmente en las firmas, empresas

productoras de bienes o de servicios. Tiene básicamente dosestadios: la ingeniería de productos y los procesosproductivos. Aquí se usan intensivamente los laboratoriosde prueba de la industria. (fig. 5).

Los prototipos industrializables y la documentación de sudesarrol lo, junto con la experienc ia manufactureraacumulada, aplicadas de manera sistemática, conducen a laetapa de ingeniería de producto, cuyos resultados seconcretan en la elaboración de preseries y de documentosde fabricación. Esta etapa es responsabilidad de las fábricaso talleres. Allí trabajan fundamentalmente tecnólogos y

técnicos, aunque también algunos ingenieros que planean,dirigen y controlan los procesos.

Finalmente, la culminación de la ingeniería de productos llevaa los procesos productivos, cuyo objetivo es la producciónen serie de los artefactos, equipos, sistemas y materiales cuyaindustrialización ha sido plenamente validada a través de lospasos anteriores. Los resultados de los procesos productivos

FFFFFig. 4. Estadios de desarrolloig. 4. Estadios de desarrolloig. 4. Estadios de desarrolloig. 4. Estadios de desarrolloig. 4. Estadios de desarrollo




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son las series de productos junto con su documentación deoperación y mantenimiento, y de usuario. Esta etapa esresponsabi l idad exc lus iva de las fábricas o ta l leresespecia l izados en los procesos de manufactura

correspondientes. Aquí trabajan fundamentalmente tecnólogos y técnicos, aunque también ingenieros que seencargan especialmente del control de calidad.

De donde se concluye que la investigación y el desarrollosirven para dos propósitos: para conocer y para hacer. Laciencia para conocer metódicamente cómo trabaja lanaturaleza; la tecnología para conocer asimismo cómoproducir cosas útiles. La investigación aplicada lleva losresultados de la investigación básica a un punto donde puedenser explotados para satisfacer una necesidad específica. Y, eldesarrol lo conduce a un nuevo producto, o a unamodificación, o a un proceso en la producción.

Tanto en la investigación como en el desarrollo se produceconocimiento; empero, ese conocimiento es diferente. Uno

sirve para explicar cómo funciona la naturaleza -conocer-; elotro, para elaborar un nuevo producto, un nuevo servicio oun nuevo proceso -hacer-.

Cuando se habla de ciencia/investigación, el conocimientonuevo explica más plausiblemente cómo trabaja la naturaleza;ese conocimiento permite el avance de la ciencia. Cuando

se habla de tecnología/desarrollo, el conocimiento nuevosirve para producir o modificar productos, servicios oprocesos; ese conocimiento facilita la producción de nuevosproductos, nuevos servicios o nuevos procesos.

D. LD. LD. LD. LD. Laboratoriosaboratoriosaboratoriosaboratoriosaboratorios

Por otra parte, los laboratorios son parte esencial para realizar todas las actividades de I+D+i. Se puede decir que, conmatices un poco diferentes, tanto en Europa, como en losEstados Unidos y el Japón,el concepto unif icado deinvestigación y desarrollo ha sido parte integral de laplanificación económica, tanto por el gobierno como por laindustria privada. El soporte de esa I+D han sido losdiferentes tipos de laboratorios que se encuentran a lo largoy ancho de esos países [33].

Laboratorios empresariales:

o Laboratorios de investigación, donde se realizanlas actividades de investigación básica orientada yde investigación aplicada.

o Laboratorios de desarrollo, donde se elaboran losprototipos de laboratorio -desarrollo exploratorio-y los prototipos industrializables.

o Laboratorios de prueba, que soportan todo elespectro de la innovación industrial, desde las

actividades de investigación hasta las pruebas delos productos terminados.

Laboratorios gubernamentales

Su infraestructura varía bastante según el país. Los EstadosUnidos tienen como política el no tener laboratoriosgubernamentales propios para dejar la I+D en manos de laindustria, con algunas excepciones.

En el Reino Unido, Alemania, Francia y Japón, en mayor omenor grado, existen laboratorios del gobierno encargadosde darle soporte a la investigación de sus fuerzas armadas y,

también, a la de la sociedad civ il. Normalmente contratan eldesarrollo y la producción con la industria.

Laboratorios independientes

Son laboratorios que sobreviven con la venta de serviciosde investigación. Prestan servicios especializados para la

FFFFFig. 5. Estadios de producciónig. 5. Estadios de producciónig. 5. Estadios de producciónig. 5. Estadios de producciónig. 5. Estadios de producción




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industria, especialmente a las nuevas empresas que tienennecesidad de conocimientos técnicos para sobrevivir.

Laboratorios de asociaciones de investigación

Una parte importante de la investigación y desarrollo querealizan los países de Europa occidental y Japón se hace conlas asociaciones de investigación. Algunos ejemplos son la

Asociación de Invest igación en She ffield para la industriabritánica del vidrio, el Instituto del Petróleo de Francia enParís, el Instituto Max Planck para la Investigación de hierroen Düsseldorf, y el Instituto de Investigación Textil en

Yokohama. Estos laborator ios se ocupan principalmente delos problemas a largo plazo de las industrias a las que sirven.

Laboratorios universitarios

Los laboratorios de las universidades son completamenteindependientes y tienen libertad para investigar los temas desu interés.

E. R E. R E. R E. R E. R elación Universidad-Industria-elación Universidad-Industria-elación Universidad-Industria-elación Universidad-Industria-elación Universidad-Industria-GobiernoGobiernoGobiernoGobiernoGobierno

Ahora bien , en el mundo de la I+D+i no se trab aj aaisladamente entre los diferentes actores. Así, aunque enprincipio la universidad es completamente independiente ylibre de investigar aquello que sea de su interés, en la práctica,muchas de ellas están ansiosas de colaborar con la industriapara enfocar sus esfuerzos hacia proyectos de investigación

que tengan aplicaciones prácticas. En forma semejante, laindustria desea estar en contacto con los investigadoresuniversitarios. Se mantiene un intercambio entre launiversidad y la industria; los industriales sugieren problemaspara que sean resueltos por las universidades y aportan

fondos para soportar esas investigaciones; y los investigadoresuniversitarios ofrecen consultorías a la industria. El Gobierno,por otra parte, tiene un papel preponderante para financiar proyectos en las especialidades y áreas de su interés.

En el caso colombiano, el Gobierno orienta la investigacióna través de Colciencias, entidad que en estos momentos estápromoviendo activamente los proyectos de innovación tannecesarios para la industria. Las universidades acceden a esos

fondos a través de proyectoscon aplicaciones prácticas. Esun esquema, que a pesar de no contar con grandes industriasnacionales, como sí existen en otros países, sí se asemeja,poco a poco, al esquema de la OECD, en la que el Gobiernoestá tan interesado en que se admita a Colombia.

V V V V V . I. I. I. I. INGENIERÍA NGENIERÍA NGENIERÍA NGENIERÍA NGENIERÍA

Una característica de la ingeniería es la educación formal anivel universitario de sus miembros, pues asociado a la

ingeniería hay un gran cuerpo de conocimientos específicos,y la preparación para el ejercicio profesional implica unaamplia capacitación en la aplicación de esos conocimientos.Un oficio se aprende por el método del aprendiz. Una cienciadebe aprenderse desde el estudio de sus principios y de lasprácticas del laboratorio; donde la práctica proviene de laciencia aplicada y los principios son los de la ciencia pura. En

forma similar, una disciplina técnica como la ingenier ía seaprende a través de sus fundamentos matemáticos, físicos,químicos, biológicos y tecnológicos. Pero la sola formaciónno basta, es necesario adquirir experiencia, trabajar comoingeniero, aplicar los conocimientos adquiridos en su

formación para ident ificar y resolver prob lemas [16].

Empero, no basta con la identificación del problema. Hayque delimitarlo y plantear posibles soluciones, por lo queestablece requerimientos técnicos; base de los pliegos delicitaciones. También, hace propuestas técnicas, planea laejecución del proyecto y controla su ejecución. Pero, elingeniero no solo resuelve problemas, pues adapta susproductos a los seres humanos, "hace que los artefactos ylos sistemas trabajen mejor conjuntamente con las personas",y la forma como pasa del pensamiento a la acción es ética,

tanto en el sentido profesional como en el moral. La ingenieríaes, por tanto, una profesión, no una mera disciplina [16].

Las normas de la práctica de la ingeniería se mantienen graciasa los esfuerzos de las sociedades profesionales, organizadasa nivel nacional o regional, donde cada miembro reconocesu responsabilidad ante los ciudadanos. Esa responsabilidadse extiende más allá de las responsabilidades del empresarioo de otros miembros de su sociedad [16], [38].

Otra característica de la ingeniería moderna es que trabajacon ideales, y su ideal es la eficiencia; la existencia de esteideal técnico es bastante reciente y es propia de la culturaoccidental. Los diseños se hacen sobre la base de los

requerimientos especificados; no se desperdician materialesporque, esto, se considera mala ingeniería. Sin embargo, por lo general, la eficiencia cuesta dinero, la seguridad aumentala complejidad, una mejora en el rendimiento aumenta elpeso. Por consiguiente, la mejor solución de ingeniería esaquella que ofrece una solución óptima al considerar todoslos factores especificados. Así, una solución puede ser la másconfiable dentro de un límite de peso dado, la más simple




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que satisfaga ciertos requisitos de seguridad o la más eficientepara un determinado costo. No obstante, no hay que olvidar que los costos sociales son muy importantes en muchosproblemas de ingeniería [30], [29], [ 2].

Entre el desarrollo de conocimiento y su transferencia parasolucionar problemas, existen tres clases de actividadesseparadas y distintas, y, por tanto, tres tipos de intereses,uno para cada una de ellas. El primero es la ciencia pura. Elsegundo tipo es la ciencia aplicada, en el que se incluyen

todas las aplicaciones de las ciencias puras experimentales,referidas a mejorar las condiciones humanas, los beneficios,o ambas cosas. El tercer tipo es el modus operandi, que estáorientado por el científico con un interés en la solución delos problemas que plantea la tarea de llevar la teoría a lapráctica; el modus operandi es ese pequeño intervalo entrela investigación aplicada y el desarrollo para crear un diseñoimaginativo. Un buen ejemplo del modo de operación fueproporcionado por las actividades de los cientí f icosinteresados en producir la primera bomba atómica. Hahn yStrasmann descubrieron en 1938 que los neutrones podríandividir el núcleo del átomo de uranio -investigación aplicada-con base en las teorías descubiertas previamente por Einsteiny Plank -investigación básica-. Pero fueron Enrico Fermi, LiseMeitner y otros quienes elaboraron el método que permitiríapasar de la teoría de la relatividad y de la mecánica cuánticaa la producción de bombas atómicas que estallarían mediantela fisión atómica -desarrollo- [30].

El ingeniero, entonces, requiere capacitación especial, así como alguna comprensión de la ciencia aplicada e incluso dela ciencia pura para elaborar sus inventos. Pero, con losniveles de abstracción matemática que se han alcanzado enla investigación básica y aplicada, es casi necesario unintermediario que pueda entender las teorías de lainvestigación y las haga accesibles a los ingenieros para queéstos puedan comprenderlas y utilizarlas en su práctica. Enla educación superior formal, el ingeniero tiene opciones deprofundizar sus conocimientos a través de las maestrías,doctorados y postdoctorados. En esos casos, llegará a tener los conocimientos matemát icos, f í s icos, químicos y

biológicosindispensables para obviar a ese intermediario: élmismo será el intermediario. Empero, también habrá dejadode ser un simple ingeniero y se habrá convertido en uncientífico. Veamos lo que dice Feibleman al respecto:

"Cuando las teorías científ icas no eran demasiadoabstractas, era posible por razones prácticas dementalidad hacer frente tanto al conocimiento de la

teor ía como a su apl icación prác tica. As í, en el siglo XIX se vio el surgimiento del "inventor", el técnico, quienempleaba los resultados del científico teórico para eldescubrimiento de dispositivos o instrumentos, de

nuevas técnicas en electromagnetismo, en química, yen muchos otros campos. Los científicos como Maxwellpreparaban el camino para los inventores como Edison.Sin embargo, hoy en día, en algunas ciencias, como la

física, eso ya no es posible. Las teorías encontradas sonde tal grado de abstracción matemática que se requiereuna actividad intermedia. Las teorías que se descubrenen los laboratorios y que se publican en los artículos delas revistas llevan algún tiempo antes de ser asimiladasen la ingeniería para desarrollar proyectos; se requiereuna teoría intermedia para pasar de la teoría a la práctica"[30].

Los intermediarios se requieren en forma cotidiana. Veamosotros ejemplos. En primer lugar, un ejemplo clásico: la

te le foní a ce lu la r. Maxwel l, en 1865 , demostró que laelectricidad, el magnetismo y la luz son manifestaciones delmismo fenómeno -investigación básica-. Las ecuacionesiniciales de Maxwell, 20, fueron reducidas a cuatro por Heaviside y Hertz; estas ecuaciones son el fundamento de

todas las ap licaciones derivadas de la electr ic idad y elmagnetismo. La primera aplicación conocida de las ondaselectromagnéticas fue realizada por Marconi, 1896, quienestableció comunicaciones telegráf icas mediante víainalámbrica -investigación aplicada-; este principio se aplicó

poco después a las comunicaciones telefónicas.

Los antecedentes de la telefonía móvil se remontan a 1946,cuando Bell estableció un servicio con seis canales en SanLuis, Misuri; es decir, que sólo se podían establecer seisllamadas simultáneamente. Uno de los problemas existentesera el mal uso del espectro en áreas locales, pues nosereusabanlas frecuencias. Este estado duró hasta que en1968 la Federal Communications Commission, FCC,solicitópropuestas de un servicio eficiente de alta capacidad para elservicio de telefonía móvil.La concepción del sistemacompleto de telefonía móvil requirió la participación de

grupos de científicos que establecieran los principios ymétodos para pasar de la investigación básica al desarrollo tecnológico. Así, los científicos de Bell Laboratories publicaronmás de 20 artículos en 1979, en su revista Bell SystemsTechnical Journal. Este ejemplo es fácil de seguir por cuantoBell Laboratories siempre ha estado abierto a la divulgación,caso contrario de lo que hace Motorola, más inclinada a lossecretos[39].

Rev. Tecnol. • Vol. 10 No. 2 F. - Téllez-Investigación, desarrollo e innovación: relación con la ingeniería. p. 105-124



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Hacia finales de 1972 la FCC inició sus deliberaciones paraanalizar si permitiría un servicio telefónico inalámbrico a la

ATT que compitiera con la telefonía fija . Este hecho ocas ionóque el área de investigación y desarrollo en tecnologías

inalámbricas de Motorola, a cargo de M. Cooper, reaccionarainmediatamente y presentara un prototipo de teléfonoinalámbrico en pocas semanas -desarrollo exploratorio-,elaborado por el grupo dirigido por R. Krolopp. Sin embargo,el desarrollo completo del sistema, la infraestructura celular con sus estaciones base, y el dispositivo ina lámbrico DynaTac8000X -desarrol lo de productos- del teléfono, sóloestuvieron listos diez años después, en 1983, cuando se pusoen operación la red inaugural: primera generación de

telefonía celular[40]. Fue necesario desarrollar disposit ivoscomo los microprocesadores, los sintetizadores de frecuenciay los sistemas de conmutación de alta velocidad, entre otros.

En segundo lugar lo que ocurrió con los estimadores de señal. A partir de la teor ía de la información elaborada por Shannonen 1948 -investigación básica-, Gallager realiza su tesisdoctoral en 1960 sobre códigos de corrección lineal (linear error correcting code: Low Density Parity Check) -investigación aplicada-. Sin embargo, los métodos para eldesarrollo de los estimadores de señal sólo fueron realizadospor los doctores Mackay y Neal en 1996 cuando encontraronla tesis de Gallager abandonada en los estantes universitarios y

visualizaron su aplicación; su desarrollo se completó en el 2004.

Por otra parte, hay que recordar que no solo los ingenieros

hacen tecnología; hay otros profesionales que tambiéncontribuyen a hacerla. En USA los ingenieros son mayoríaentre todos los profes ionales que crean tecnología(arquitectos, químicos, físicos, biólogos, médicos y otros)."Aún, si todos los científicos puros trabajasen en tecnología,los ingenieros superarían a todos los demás en unaproporción de dos a uno" [16].

Puede decirse que de todas las actividades de investigacióny desarrollo, la ingeniería es la que tiene más los pies sobrela tierra. Las soluciones de los ingenieros se aplican a casosparticulares, pero las teorías sobre las que descansa este

trab ajo pertenecen a la ci encia ap li cada . Empero , losingenieros están limitados por lo que está disponible, por loque está al alcance de sus conocimientos y técnicas. Esosconocimientos y técnicas se incrementan a través de lainvestigación básica y aplicada, y sólo cuando se han ampliadoesos límites, el ingeniero dispone de nuevos materiales para

trabajar.

A. Equipo de investigación A. Equipo de investi gación A. Equipo de investigación A. Equipo de investi gación A. Equipo de investigación

El ingeniero raso no puede hacer investigación por carecer del conocimiento científico necesario. Su formación es

insuficiente. Los conocimientos adicionales que le permitenhacer investigación, al formarse a nivel de doctorado ypostdoctorado, ya lo convierten en un científico. Y cuandohace funciones de investigación, las hace a nivel de científico,no de ingeniero.

Para mayor claridad, en la Fig. 6, se presenta la estructura deun equipo de investigación. Este consta del grupo deinvestigadores, de los equipos de laboratorio, del sistemade información y documentación, del personal de soporte yde los equipos de soporte [4].

El componente fundamental está en el grupo de investigacióncompuesto por los investigadores que aportan su trabajo alequipo. El director es un investigador de gran autoridad queorienta al equipo y le aporta su impronta mediante su

formación, trabajo, prest igi o y honesti dad. El grupo deinvestigadores está compuesto, en esencia, por el director,los investigadores principales y los investigadores asociados;a éstos se pueden sumar, en los equipos universitarios, losestudiantes de doctorado como auxiliares. Los estudiantesde maestría y de pregrado no son tenidos en cuenta por laOECD como recursos humanos del grupo de investigación.Pueden sí, hacer parte del personal de soporte del equipode investigación.

Los grupos de investigación elaboran proyectos en su línea de trabajo. A cada proyecto se le asigna un investigador principal,quien prepara el protocolo, selecciona metodologías yherramientas, y plantea las hipótesis. Una vez aprobado elproyecto, hace los experimentos, obtiene los resultados, losanaliza y saca las conclusiones pertinentes. Entonces presentael informe final.

FFFFFig. 6. Estructura del equipo de investigaciónig. 6. Estructura del equipo de investigaciónig. 6. Estructura del equipo de investigaciónig. 6. Estructura del equipo de investigaciónig. 6. Estructura del equipo de investigación




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Los ingenieros hacen tecnología y pueden contribuir en losgrupos de investigación desarrollando dispositivos, equiposy otras herramientas que permitan ejecutar los exper imentosde los investigadores. También, pueden ayudar en la

operación, mantenimiento y calibración de los equipos delaborator io y como personal de soporte. Quizás, esta es unade las razones que explica la existencia de tantos ingenierosdentro de los equipos de investigación [16].

Un proyecto, para un grupo de investigación, presentadodesde la ingeniería, no t iene sentido si el grupo deinvest igac ión no ha conformado previamente elmacroproyecto que fija la fase de desarrollo de dispositivos,equipos u otras herramientas necesarias para ejecutar losexperimentos planeados dentro del macroproyecto.

B. Definiciones de IngenieríaB. Definiciones de IngenieríaB. Definiciones de IngenieríaB. Definiciones de IngenieríaB. Definiciones de Ingeniería

Como en todas las definiciones se encuentran algunas muysencillas hasta otras muy sofisticadas. A manera de ejemplo,se analizaron algunas de varias entidades internacionalescomo la Organization for Economic Cooperation andDevelopment, OECD [2]; National Research Council, NAE[41] and National Academy of Engineering, NRC [42];Engineers Council for Professional Development/AmericanBoard for Engineering and Technology, ABET [43]; CanadianEngineering Qualification Board[44]; Enciclopedia Británica[38]; y Consejo Profesional Nacional de Ingenierías Eléctrica,Mecánica y profesiones afines, ACOFI [45].

Hay elementos comunes en casi todas las definiciones queimplican [46]:

El conocimiento y aplicación de las ciencias, la técnicay las tecnologías adecuadas a su campo de acción.

La ingeniería encierra la solución de problemas mediantela concepción, el diseño, la implementación y laoperación de disposit ivos, s istemas y procesosnovedosos.

Las soluciones deben ser seguras, orientadas a mejorar la calidad de vida y deben responder a las necesidadesde la sociedad.

Las soluciones han de concebirse en el marco derestricciones técnicas, legales, económicas, de negocio,políticas, sociales y éticas.

Las soluciones deben aprovechar, en forma económicay ambiental, los recursos y fuerzas de la naturaleza paragenerar valores económicos y sociales para la sociedad.

Así, podemos acoger, de manera general, la definición quepresenta ACOFI, que impera en la Universidad colombiana:"La ingeniería se ha definido como la profesión que se encargade la aplicación del conocimiento técnico, científ ico ymatemático con el fin de utilizar las leyes naturales y losrecursos físicos para ayudar a diseñar y desarrollar materiales,estructuras, máquinas, dispositivos, sistemas y procesos queen forma segura logren un objetivo deseado. Como tal, laingeniería se encuentra en la interfaz entre el conocimientocientífico y matemático y la sociedad humana" [45].

C. FC. FC. FC. FC. Funcionesuncionesuncionesuncionesunciones

Empero, es esencial conocer algunas de las funciones másimportantes en la ingeniería [38], [47].

Desarrollo. Los ingenieros de desarrollo aplican losresultados de la investigación con fines utilitarios. Laaplicación creativa de nuevos conocimientos puederesultar en un modelo de trabajo de un nuevodispositivo, equipo o sistema.

Diseño. En el diseño de un producto, el ingenieroselecciona métodos, especifica materiales, y determinalas formas de satisfacer los requerimientos técnicos.

Implantación. El ingeniero es responsable de lapreparación del sitio de trabajo, de determinar losprocedimientos para obtener la calidad deseada, en

forma económica y segura, de dirigir la disposición decomponentes, equipos y materiales, y de organizar alpersonal y al equipo.

Producción. El ingeniero se hace responsable de ladistribución y organización arquitectónica del equipo/ sistema y de la selección del equipo; es quien elige losprocesos y herramientas, integra el flujo de materiales

y componentes, y establece las pruebas y la inspección.

Operación. Controla los equipos y sistemas, las plantaseléctricas y los entes suministradores de energía, transportey comunicación; determina los procedimientos; ysupervisa al personal para obtener un funcionamiento

fiab le y económico de equipos complejos.

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Gestión y otras funciones. Los ingenieros analizan lasnecesidades de los clientes, les recomiendan solucionesque satis fagan sus necesidades, y resuelven losproblemas relacionados.

Planeación. Se hace responsable por los planes dedesarrollo de las empresas, a mediano y largo plazo.Dentro de estas funciones elabora pliegos técnicos paralicitaciones y evalúa ofertas, según los requerimientos

técnicos. También, controla la ejecución del proyecto ysu puesta en marcha.

Radder y Smith incluyen también la investigación, pero, comoya se mencionó, esa actividad pertenece a los científicos yno a los ingenieros.

Al anal izar las pr incipale s act iv idades de los ingenieros,

encontramos que están más relacionadas con el desarrollo tecnológ ico que con la investigación. También, vemos queexisten actividades relacionadas con la producción, pero másdesde el punto de vista logístico, organizativo y de control.

VI. I VI. I VI. I VI. I VI. INNONNONNONNONNO V V V V V A A A A A CIONESCIONESCIONESCIONESCIONES

De acuerdo con lo expuesto en los numerales anteriores,es necesario presentar ejemplos de innovación para aclarar los puntos presentados dentro del modelo de I+D+i, alinicio de este documento. Para el caso, se presenta unainnovación mayor y una menor. Estas aclaran las relacionesentre la investigación, el conocimiento existente, el desarrolloy la manufactura.

A. Innovación mayor A. Innovación mayor A. Innovación mayor A. Innovación mayor A. Innovación mayor

Como ejemplo de una innovación mayor se trae la tecnologíade impresión a colores de Zink [48]. En 1972 Polaroid lanzóal mercado su cámara de fotografía instantánea SX-70, queconstituyó un hito en el mercado fotográfico de la época. En1977 el químico Stephen Herchen ingresó al grupo decientíficos; su trabajo era encontrar elementos químicos sincolor que con la exposición a la luz pudieran transformarse

en pigmentos de color amarillo, cian y magenta necesariospara la fotografía en color. Debido a que esos pigmentos no

tienen color, no habr ía neces idad de esconderlos con unacámara. Herchen trabajó sobre el problema alrededor de10 años sin resolverlo -investigación básica dirigida-.

A comienzos de la década de 1990, la fotograf ía digital lequitó una buena tajada del mercado a la fotografía instantáneay Polaroid empezó a tambalear; en 2001, se sometió al

proceso de bancarrota. En octubre de 2005 se creó Zink Imaging Incorporated, empresa que continuó con elproyecto; Zink significa Zero-Ink.

Mientras tanto, en los laboratorios de investigación, loscientíficos se volcaron hacia el desarrollo de impresoras parala fotografía digital. El problema estribaba en la aplicación delos diferentes colores: ¿qué tal si los colores estuvieran dealguna manera en el papel, esperando a ser encendidos, dela misma forma como el fósforo está en las pantallas de TV?Era volver al viejo problema de color sin color que trató deresolver Herchen sin poder hacerlo; él trató de crear color que pudiera ser activado por la luz. Pero, mientras tanto, laactivación de color por el calor era algo común en los recibosde las cajas registradoras.

Los químicos en la compañía empezaron a desarrollar sustancias simples sin color en su estado sólido cristalino quese volvían coloridas cuando se derretía su forma cristalina, yluego permanecían estables cuando se enfr iaban -investigación aplicada-; les tomó cerca de tres años encontrar químicos que pudieran producir el amarillo, el cian y elmagenta. El siguiente problema era cómo controlarlos -desarrollo-: era el momento de llamar a los físicos eingenieros electrónicos. Brian Busch, doctor en física, fue elprimero en abordar el problema de la cabeza impresora juntoa dos docenas de ingenieros que trabajaron con él en elmódulo de hardware; necesitaron repensar la forma deoperación de las cabezas de impresión térmicas, pues las

impresoras existentes trabajaban con un color a la vez, y elgrupo necesitaba trabajar con tres colores en un solo paso.Su idea era sintonizar esos cristales sin color para activarlosa diferentes temperaturas, con el fin de controlar la cabezaimpresora en forma precisa de tal forma que suministrara lacantidad correcta de calor en el tiempo preciso requeridopara cada uno de los puntos del área a imprimir; trabajaronen el control electrónico de la cabeza de impresión térmica,ajustando el tiempo y la temperatura para los 200 millonesde pulsos de calor requeridos para un área de impresión de2 por 3 pulgadas.

Mientras tanto, los químicos continuaron con su trabajo para tratar de obtener moléculas que se derritieran a temperaturasde 200, 150 y 100 °C, suficientemente bajas para proteger la cubierta de plástico pero suficientemente altas paraprevenir que se activaran si las fotografías se dejaban al sol.El grupo resolvió el rompecabezas adaptando la aproximaciónhecha en otro proyecto, que también utilizaba calor, peroen lugar de tratar de derretir los tintes directamente, ellos




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incrustaban los tintes con solventes y utilizaban el calor paraactivar los solventes. Era mucho más fácil encontrar unsolvente que se derrita a la temperatura adecuada queingeniar una molécula incolora que respondiera a esa

temperatura; los solventes fundían los cris tales incoloros yproducían una tinta llena de color.

A finales del 2001 reunieron todo. El grupo imprimió su primeraimagen reconocible utilizando una cabeza de impresión térmicaalambrada a un chip programable de compuertas: habíanprobado el concepto -desarrollo exploratorio-. El grupocontinuó el desarrollo de su tecnología para convertirla en unproducto -desarrollo de productos-; tanto la electrónica comola química necesitaban continuos ajustes. Hacia el 2006 seencontraron con la necesidad de producir papel en formaindustrial, y adquirieron una fábrica con la última tecnología yun grupo de empleados capacitados para operarla -producción-.La primera generación de motores de impresión, con un tamañode imagen de 5x8 cm, salió a comienzos del año (2008); lasegunda generación, con un área de impresión de 10x15 cm,debía salir al mercado a finales de ese año. La compañía estabaprobando prototipos de una versión de 20x25 cm.

B. Innovación menor B. Innovación menor B. Innovación menor B. Innovación menor B. Innovación menor

Las innovaciones menores no requieren conocimientoscientíficos nuevos; trabajan con el conocimiento tecnológicoexistente. Es decir, estas innovaciones oscilan entre losestadios de desarrollo y los de manufactura. Como ejemplo

de una innovación menor se tomará el iPad de Apple [49],[50], [51].

El iPad es un computador tipo tableta similar al iPod, del quese diferencia en el tamaño de su pantalla y la velocidad de suprocesador. Cuenta con conectividad WiFi, Bluetooth y 3G;no tiene funciones de teléfono, aunque puede funcionar como tal a través de programas de VoIP. Es un dispositivoultra delgado, de bajo peso y de larga operación debido a subajo consumo de energía; tiene una pantalla sin botones nipuertos USB, dado a que tiende a la comunicación y

transferencia de archi vos en forma ina lámbr ica. Ofrece

pantalla multitáctil, sin estilete, diseñada para operarse sólocon las yemas de los dedos. Además, ofrece acelerómetro,sensor de luz, brújula digital y GPS (3G); transferencia dedatos con tarjeta micro-SIM (3G), conector para audífonos,altavoz integrado y micrófono, botón de reposo/activación,botón de bloqueo de rotación de pantalla, control de

volumen y botón de in icio.

El iPad trae software para compras, que permite adquirir aplicaciones tanto de iPhone como del iPad. Trae paquetesde ofimática, para visualizar y negociar libros electrónicos,para navegar por internet, para correo electrónico, para

visualizar y gestionar fotografías , para ver videos, para navegar por los videos de YouTube y visualizarlos, para comprar,navegar y reproducir música, para ver mapas. Tiene bloc denotas, calendario para administrar citas y fechas especiales, ypara administrar los contactos.

Carece de cámara, puertos USB, no puede ejecutar más deuna aplicación a la vez y no soporta Adobe; su pantalla no escómoda para leer libros electrónicos, sobre todo en elexterior. En contraste, hay que resaltar la velocidad deldispositivo, su respuesta, su peso liviano, y, en especial, susaplicaciones de software. Quizás no sea una computadoracompleta, en el sentido tradicional, pero es un dispositivopara consumidores de contenido, especialmente de edadmadura, que sólo desean tener los serv ic ios s incomplicaciones tecnológicas.

El iPad usa una pantalla de cristal líquido retroalimentada condiodos emisores de luz, el tipo de pantalla que se ve hoy endía en muchas pantallas planas de televisores y en monitoresde computadores. La decisión de seleccionar la tecnologíaLCD es coherente con los servicios de visualización de fotosy videos, que requiere una paleta completa de colores ymovimiento completo. Pero también significa que, a pesar de la biblioteca de libros electrónicos que estará disponible

para los iPad, este dispositivo no es un lector de libroselectrónicos para leer en el exterior a la luz del día; aún enel interior, el cansancio de los ojos puede ser molesto.

Sin embargo, el iPad impactó el mundo de la visualización,por su habi l idad de permitir que las revistas y otraspublicaciones sean vendidas con la facilidad de una pistaiTunes, lo que aumentará el uso de los medios digitales. Estopodrá promover la demanda de pantallas que puedan mostrar

todo, desde videos en movimiento a pleno color hasta lalectura de textos, lo que puede aumentar el avance del estadodel arte.

Se seleccionó al iPad como ejemplo de una innovación menor por tres razones:

No hubo necesidad de desarrollar una nueva tecnología; todas las empleadas estaban ya en el mercado.




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El conocimiento (Know How) que posee Apple paralanzar nuevos productos -productos innovadores- depunta que impactan el mercado.

Por el éxito de ventas; en un año vendieron cerca de17 millones de equipos.

VII . C VII . C VII . C VII . C VII . CONCLONCLONCLONCLONCLUSIONESUSIONESUSIONESUSIONESUSIONES

En el sistema de I+D+i, el ingeniero trabaja fundamentalmenteen los estadios de desarrollo -desarrollo exploratorio y desarrollode productos-. Hace tecnología. Es quien mantiene el enlacecon la investigación, con la ciencia. Se mantiene dentro delesquema de I+D alejado de las labores manufactureras.Empero, es quien transfiere los resultados de los prototipos delaboratorio hacia la planta piloto que terminan, en definitiva, enla línea de producción.

Esto no implica que no realice actividades en los demás estadios;sin embargo, esas actividades son fundamentalmente de soportea aquellas relacionadas íntimamente con cada uno de esos otrosestadios.

VIII . R VIII . R VIII . R VIII . R VIII . R eferenciaseferenciaseferenciaseferenciaseferencias

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Profesor de Ingeniería Electrónica, Universidad El Bosque. Grupo de Investigación Bioingetec. Ingenieroelectrónico, Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Fue director de la División de Investigaciones delInstituto Tecnológico de Electrónica y Comunicaciones – ITEC, TELECOM, Empresa Nacional deTelecomunicaciones.

[email protected]

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