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Departamento de Ingeniería Civil

Juvenal Letelier, nuevo académico del Departamento de Ingeniería Civil

Es Licenciado en Física - Magíster en Ciencias Exactas con mención Física de la Pontificia Universidad Católica de Chile y Doctor en Ciencias de la Ingeniería Mención Fluidodinámica de la Universidad de Chile.

¿Qué lo motivó a ingresar como académico en el Departamento de Ingeniería Civil?

El cargo académico en el Departamento de Ingeniería Civil me ofreció la mejor plataforma en Chile para desarrollar todas mis ideas de investigación multidisciplinaria y formación de profesionales en las áreas de modelación hidrogeológica, ciencias de la ingeniería y física aplicada a problemas de transporte en medios porosos y/o fracturados. Mi formación en física teórica ayudó mucho en mi conversión hacia las ciencias de la ingeniería y la fluidodinámica. La Facultad posee todas las herramientas para generar trabajos de excelencia en el área de aguas subterráneas, y es lo que deseo usar y potenciar. En el corto plazo, uno de mis objetivos es contribuir fuertemente en la construcción una escuela de aguas subterráneas/hidrogeología participativa, interdisciplinaria y competitiva, que ayude a dar soluciones a los futuros desafíos que tendrá Chile en materia de recursos hídricos y medio ambiente.

¿En qué temas específicos vemos esta relación entre las ciencias de la ingeniería y la física?

Aguas subterráneas o la hidrogeología es una de las áreas más científicas de las ciencias de la ingeniería, donde las ciencias básicas (física, química, biología) empiezan a presentarse como actores relevantes. Al no poder observar directamente los procesos que ocurren en subsuelo, es necesario utilizar herramientas más sofisticadas que permitan medir ciertas propiedades físico-químicas del subsuelo y su interacción con fluidos. Mi formación en física-matemática me permite explorar con detalle los modelos matemáticos usados en ingeniería y que gobiernan los procesos que ocurren desde la escala del poro a la macroescala. Además, mi formación experimental me permite concretar ideas y proyectos donde la escala del laboratorio surge como una nueva herramienta para estudiar esos procesos.

Algunos temas concretos donde la relación entre las Cs. de la Ingeniería y la Física queda de manifiesto son el transporte de calor en reservorios profundos de alta temperatura, modelos de advección-dispersión-reacción en aguas subterráneas, geotermia de baja entalpía, hidrogeología de contaminantes y remediación, percepción remota aplicada a la interacción superficie-suelo, e incendios de tundra y su impacto en subsuelo, entre otros. Varios de esos trabajos se están realizando colaborativamente en Chile con investigadores de la PUC, UTFSM, y en la FCFM con Geología, Física y Matemáticas, lo cual abre nuevas oportunidades de desarrollo para aquellos estudiantes que deseen especializarse en Ingeniería Civil y en el área de aguas subterráneas. Los temas presentados involucran importantes desafíos experimentales, numéricos y de modelación, totalmente multidisciplinarios, y además son problemas de interés país: generación de energía eléctrica, climatización distrital e industrial basada en geotermia, remediación de contaminación de acuíferos y la relación entre megaincendios forestales (ejemplo verano de 2017) y su propagación en zonas no saturadas.

¿Cuál ha sido su experiencia previa en docencia?

La docencia es el área en la que más he trabajado. Estuve siete años en la Universidad Técnica Federico Santa María como profesor de Ingeniería Civil de plan común en el Campus Santiago San Joaquín. Además, realicé docencia en la Pontificia Universidad Católica de Chile como instructor de física y fui profesor del Liceo Manuel de Salas.
En mi formación, me enseñaron que un buen investigador es también un buen docente, y viceversa. Por lo tanto, para mí la docencia es fundamental y es una de las áreas donde deseo ser aporte en el Departamento de Ingeniería Civil y la Facultad.

Desde el punto de la física y las ciencias de la ingeniería ¿Cuáles son los principales desafíos que tiene Chile?

Creo que dos de los principales desafíos son (a) establecer un círculo virtuoso entre la industria, la academia y la sociedad, un círculo que privilegie el desarrollo tecnológico como promotor de la diversificación industrial y la educación de verdad como motor para construir el país del futuro, y (b) que la ciencia en Chile se considere de una vez por todas como parte integral de la generación de riqueza, donde el aporte para investigación sea acorde a los países OCDE que nos comparamos. César Hidalgo, uno de los científicos chilenos más destacados en la actualidad, plantea, entre otras cosas, que “Chile tiene la posibilidad histórica de poder dar grandes saltos en su desarrollo a través de la acumulación de conocimiento en la sociedad” y que “la tecnología emerge al margen de una actividad académica y cultural”. La experiencia histórica es que países que invirtieron en educación y sus industrias se abrieron a I+D fueron los que dieron los grandes saltos en su desarrollo, promoviendo el conocimiento hacia ambientes más desafiantes y sofisticando su matriz productiva.

¿Cuáles son los mecanismos que se pueden utilizar para llegar a la industria?

Si modernizamos el Estado, creo que todo será más fácil, inclusive para generar mecanismos que promuevan la interacción academia-industria-sociedad. Isabel Animat, investigadora del Centro de Estudios Públicos, habla de “generar una agenda común que también involucre a la clase política” y “los problemas de coordinación que existen entre las distintas instituciones públicas”. Hay que corregir cosas. Mi percepción es que el Estado es muy lento para “digerir” innovaciones. Nos quedamos pegados. La innovación y el emprendimiento han trazado un camino virtuoso en el desarrollo de tecnologías en sectores productivos no tradicionales, y Chile debe mirar a ello. La clave está en generar productos que añadan valor estratégico. ¿Litio? por ejemplo. Un caso concreto. Desde la academia, una profesional de la UTFSM desarrolló una aplicación en smartphone que utiliza ondas de radio para enviar mensajes de alerta temprana ante desastres naturales. Fue premiada por el MIT. ¿Y si esa herramienta hubiese existido el 2010? Otro caso. Contaminación medioambiental, algo que vengo escuchando desde la niñez. El mundo ya utiliza la geotermia de baja entalpía para climatizar viviendas e industrias, con emisión de CO2 cero a la atmósfera. ¿Y nosotros? Nuestro potencial geotérmico integral es uno de los más altos del mundo sin desarrollar. ¿Y qué estamos haciendo al respecto? Parte de la sociedad peleó contra grandes megaproyectos de energía, y ganó. La sociedad actualmente demanda el uso de tecnologías limpias, y finalmente la sociedad misma propondrá soluciones a los grandes problemas. La sociedad debe pertenecer a una cadena de valor, y en ello hay un mecanismo ligado a la educación que el mismo estado debería tener muy claro, ya que la acumulación de conocimiento en la sociedad incrementará la posibilidad de encontrar soluciones y crear productos. Otro mecanismo, del cual lo he escuchado hace rato, es la generación de incentivos económicos por parte del estado para que (a) desde la academia se puedan generar ideas innovadoras que moverán el país, (b) permita que innovadores y emprendedores puedan desarrollar sus ideas y escalarlas, de forma particular o desde la propia academia, masificando programas de capacitación, capitales semilla, fondos de cultura, CORFO I+D, etc., y (c) se promueva la diversificación industrial de grandes conglomerados económicos, incentivando la contratación de talentos que promuevan la constante innovación.

En lo anterior, la venta de servicios especializados por parte de centros del conocimiento ha ayudado a acercar la industria y la academia, donde problemas de gran complejidad en la industria son resueltos usando talentos del mundo académico.

¿Con que instituciones claves se trabaja el tema de aguas subterráneas?

Principalmente con la Dirección General de Aguas (DGA), pero aparecen en escena la Comisión Nacional de Riego (CNR) y la Dirección de Obras Hidráulicas (DOH).

¿Qué ciudades o países están en este camino de utilizar las aguas subterráneas como fuente de energía?

Las experiencias más cercanas que tengo son la de Nueva Zelanda (Wairakei) y El Salvador (Berlín), donde utilizan recursos subterráneos para generar energía eléctrica a través de las centrales geotérmicas. Por lo general, los países pertenecientes al cinturón de fuego del Pacífico, a excepción de América del Sur, usan la geotermia para propósitos de generación eléctrica. Italia fue pionero en usar las aguas subterráneas para producir energía. En Alemania, Munich tiene el 80% de su infraestructura usando climatización basada en geotermia de baja entalpía. Islandia, un país de 400 mil habitantes, posee la geotermia de alta y baja entalpía como motor de su industria. The Geysers, California, USA, utiliza las aguas servidas pretratadas de la ciudad de Santa Rosa para inyectarlas al reservorio geotérmico y con ello generar la no despreciable suma de 1000 MW instalados con un factor de planta del 90%. ¿Y qué hace Chile, con uno de los potenciales geotérmicos más altos del planeta? Pensar que fuimos pioneros en ello, pero con la inauguración de Cerro Pabellón el 2017, en Ollague, las cosas podrían cambiar. Imagina una planta de energía que funciona 24/7/365, con un factor de planta altísimo, amigable con el medio ambiente, del porte de una cancha de fútbol, y que utiliza las aguas subterráneas como motor para la generación de energía. Imagina varias, ubicadas estratégicamente, y que puedan integrarse con las otras ERNC. Volveríamos al jet-set y probablemente personas importantes como Al Gore pondrían nuevamente a Chile en órbita geoestacionaria en otro documental sobre el cambio climático.

A 20 m de profundidad, las propiedades térmicas del subsuelo, incluyendo aguas subterráneas, ya no perciben los efectos de la superficie. Cómo se beneficiaría la agricultura con la tecnología de bombas de calor geotérmicas ¿No es que Chile desea ser potencia agroalimentaria? En muchos lugares andinos, donde existe un gradiente geotérmico anómalo, a 500 m o 1000 m de profundidad puedes encontrar aguas a 250ºC en estado líquido o bi-fase, con presiones brutales, suficiente como para producir energía limpia y sustentable. Por nombrar algunas: Surire, Puchuldiza, Cerro Pabellón, La Torta, Calabozos, Laguna del Maule, Nevados de Chillán, Tolhuaca, Villarrica-Quetrupillán, Mocho-Choshuenco, Cordón Caulle-Puyehue.

Chile tiene la oportunidad histórica de poder generar energía geotérmica para robustecer su matriz energética y usarla como energía basal, la cual no tiene el problema de la intermitencia, y eso es un problema de aguas subterráneas. La mesa geotérmica, liderada por el Ministerio de Energía y el Banco Mundial, identificó un rango de potenciales geotérmicos de alta entalpía para Chile entre 1300 MW y 3800 MW, con inversiones entre US$9 mil millones y US$25 mil millones al 2050. Ojo, he aquí un potencial nicho/ejemplo donde el círculo academia-industria-sociedad puede materializarse.

En base a ello ¿Cuáles son sus expectativas con respecto a este tema?

La idea es generar escuela, y ojalá esta escuela sea un referente a nivel nacional e internacional, porque Chile es un país de extremos, con una geología riquísima y un macizo andino que nos sirve como fuente hídrica, donde su ubicación en un margen continental activo no solamente nos hace temblar, ver erupciones volcánicas, etc., sino que también nos provee de recursos energéticos invaluables. Desde el punto de vista del desarrollo tecnológico o el uso de aplicaciones tecnológicas, “visualizar” el flujo subterráneo es un desafío, y en Chile las “otras particularidades” que poseen las aguas subterráneas no han sido exploradas cabalmente. El ejemplo más concreto es que puedes sacar energía del subsuelo, usar bombas de calor, y de pronto tienes una herramienta que podría eliminar el problema de la contaminación medio ambiental.

¿Es en esta línea donde se encuentra el desafío más grande en investigación?

Como te digo, para realizar la investigación en aguas subterráneas necesitas mucha ciencia, muchas herramientas para poder explorar lo que hay en subsuelo. La geotermia en un área de interés, pero la modelación de transporte de contaminantes cerca de relaves es otro gran desafío, etc.

Desde una perspectiva más personal ¿Qué aspectos son relevantes a la hora de hacer docencia?

Partamos por la parte personal. La Universidad de Chile me ha enseñado mucho, no solamente en el plano académico, sino que también en el plano social. Yo participé durante trabajos voluntarios y acciones sociales por más de 8 años. Creo que la Universidad de Chile me renovó una cara que la había desarrollado extracurricularmente, que es el tema de hacer trabajo ligado con la responsabilidad social. Ello abre una ventana muy grande para poder explorarlo en docencia. Creo que si muestras tu experiencia de trabajo al mundo estudiantil, incorporando la academia y el voluntariado, y generas impacto en ello, crearás verdadera formación profesional del cual podrás sentirte orgulloso.

¿Estos son temas que se deben transmitir a los y las estudiantes?

Sí, los profesionales deben tener una ética social fuerte, que incluso puedan tener una opinión política bastante desarrollada, eso también es parte de la formación. Realizar docencia es más que enseñar números y fórmulas, los estudiantes deben ser profesionales integrales para una sociedad del futuro como la que requiere Chile. Para mí, es una ventana que se abre en este ámbito, dado que me permitiría explorar nuevas áreas académicas, de compartir más con el mundo estudiantil sus intereses y cómo yo puedo contribuir en su formación.

¿Pretende incorporar nuevas metodologías de enseñanza en sus clases?

Tengo bastante experiencia en la parte pedagógica y he estado los últimos cuatro años trabajando en temas de los métodos de enseñanza activos, donde el alumno es el centro de su aprendizaje, lo cual lo desarrollé fuertemente en la Universidad Técnica Federico Santa María. Personalmente me gustaría incorporar herramientas experimentales para todo lo que realizo, esto bajo la premisa que los alumnos se eduquen con el “aprender haciendo”. Ello lo incorporaré en mis clases de aguas subterráneas, donde se realizarán experimentos y visitas a laboratorio. Además, en mis clases siempre me gusta iniciar comentando de la actualidad del país, donde los estudiantes pueden dar sus puntos de vista y dar su opinión de las noticias relevantes de Chile.

Una metodología para establecer una participación más activa de los estudiantes…

La clase no es solamente una instancia donde se pase materia, también es donde se generan lazos académicos/profesionales con el mundo estudiantil. En un futuro, los y las estudiantes serán las personas que trabajen directamente en proyectos de interés, memorias y/o tesis. El conocimiento y las experiencias deben traspasarse a las generaciones. Así, avanzamos, nunca retrocedemos.

Extensión y Vinculación con el Medio - Departamento de Ingeniería Civil

Miércoles 5 de septiembre de 2018

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