Nibaldo Avilés

“Para mí, el fin último de la ciencia tiene que ser ayudar a la sociedad”

Nibaldo Avilés Rojas es ingeniero civil en Diseño y Construcción de Obras, y fue finalista del concurso “Tesis en Tres Minutos” (3MT® UC) 2024, que organiza la Escuela de Graduados, de la Vicerrectoría de Investigación. Hasta ese escenario llevó su investigación que está realizando en el doctorado en Ciencias de la Ingeniería, que aborda el desarrollo de modelos matemáticos para personalizar y mejorar el tratamiento de ventilación mecánica en pacientes críticos.

Por Camila Sánchez

Oriundo de La Serena, Región de Coquimbo, Nibaldo Avilés Rojas (29 años) estudió Ingeniería Civil en Diseño y Construcción de Obras en la Universidad Católica. Siempre quiso dedicarse a la ingeniería, en parte porque siempre le gustaron las matemáticas y también por influencia de su padre que también estudió ingeniería.

Posteriormente continuó su camino de formación con un magíster en Ciencias de la Ingeniería de la Universidad Católica. “Estaba especializándome en pavimentos, mi idea era trabajar un año en la práctica y después iba a hacer el doctorado fuera en Estados Unidos”, cuenta Nibaldo.

Pero en 2020 llegó el COVID y eso lo forzó a cambiar los planes: “Me fui a La Serena por la pandemia para estar con mi familia, y así apoyar con el cuidado de mi abuelita que vive en la casa de mis papás y que tiene alzhéimer. Fue una etapa bastante difícil. En esos momentos aproveché de tomar unos cursos online, entre ellos el de mecánica de medios continuos con el profesor Daniel Hurtado, mi actual guía de tesis”.

Profesor asociado en la Escuela de Ingeniería y del Instituto de Ingeniería Biológica de la UC, Daniel Hurtado, es un destacado investigador que aborda la creación y desarrollo de nuevos modelos matemáticos y métodos computacionales, para comprender los sistemas respiratorio y cardiovascular.

“Siempre me gustaron sus cursos, ya que vemos herramientas para representar distintos fenómenos físicos, como por ejemplo las grandes deformaciones que ocurren en ciertos órganos, utilizando elementos de ingeniería tales como la mecánica y la matemática aplicada” señala Nibaldo, quien comenta que cuando tomó ese ramo, el profesor estaba desarrollando modelos matemáticos de pulmón y lo invitó a hacer el doctorado con él como tutor.

Mecánica pulmonar

Con una trayectoria investigativa más bien particular, que lo condujo desde el estudio de suelo en pavimentos hasta las estructuras del pulmón, Nibaldo, comparte su trabajo doctoral entre el Departamento de Ingeniería Estructural y Geotécnica, de la Facultad de Facultad de Ingeniería; y  el Instituto de Ingeniería Biológica y Médica -perteneciente a las Facultades de Medicina, Ingeniería y Ciencias Biológicas-, donde integra el grupo de investigación llamado Computational Medicine Group. Este se dedica al modelamiento de fisiopatología humana para avanzar en mejores prácticas médicas, y es liderado por el profesor Hurtado.

Su proyecto de investigación se titula “Computational modeling of lung mechanics: A poromechanical approach” (Modelación computacional de la mecánica pulmonar: un enfoque poromecánico). En palabras sencillas, desarrolla modelos computacionales del sistema respiratorio, en particular de los pulmones. Se trata de un tema cercano a la ingeniería biomédica o biomecánica, pero alejado del tema de investigación que desarrolló en sus estudios de pregrado y magister.

Nibaldo reconoce que cambiar de área de investigación fue una decisión difícil y cuenta cómo su profesor guía influyó positivamente en su decisión. “Tenía harto recorrido en el área vial, me había ido bien y tenía mis planes de hacer el doctorado en Estados Unidos. Pero el profesor Hurtado es una persona que admiro, me gusta mucho como trabaja y eso me incentivó a hacer el doctorado en el área biomédica con él.  Creo que supervisores de la calidad de él, no se encuentran en todas partes”.

-¿Cómo llegaste a vincularte desde la construcción al área médica?

-En medio de la pandemia la mecánica respiratoria era ‘trending topic’ y encontré que era un tema que podía tener un impacto directo en la salud de población a futuro, es una problemática global que además se mezcla con la modelación matemática computacional. Entonces, un poco apoyado por mis gustos personales, siempre me llamó la atención el potencial de las ciencias médicas para transformar vidas, sumado al contexto pandemia y mi interés por trabajar con el profesor Daniel Hurtado, me llevaron a decantar por hacer el doctorado con él.

Nibaldo explica que la modelación matemática o computacional de la mecánica respiratoria es un área relativamente nueva, en comparación, por ejemplo, a los modelos de corazón. “Hay mucho que se puede avanzar, la idea de nuestro proyecto es establecer una base, que a futuro estos modelos puedan ser utilizados para asistir a los médicos en el diseño de tratamiento de ventilación mecánica”.

-¿Cambiar de área de investigación, es una decisión novedosa para los investigadores?

-Sí, de hecho, hay quienes lo puede ver como una debilidad, o una fortaleza. Yo trato de verlo como fortaleza porque creo que haber hecho ese recorrido por el área de la ingeniería me ayudó a aprender nuevas herramientas que puedo aplicar ahora.

En sus estudios en la construcción, Nibaldo también destacó entre sus pares, representando a la UC en instancias internacionales como es el Premio de la Fundación Abertis 2023, por su investigación de magister sobre el desarrollo de una herramienta computacional para predecir el daño de las inundaciones en pavimento asfáltico.

Mejorar la calidad de vida de las personas

-Respecto a 3MT, ¿cuáles fueron tus motivaciones para participar?

-Para mí, el fin último de la ciencia tiene que ser ayudar a la sociedad, tratar de crear herramientas que logren mejorar de alguna u otra forma la calidad de vida de las personas. En este contexto, una investigación que no se divulga, que no se comunica, no va a tener un mayor impacto y para mí no tiene mucho sentido que se quede en el papel.

Nibaldo destaca que las instancias de divulgación científica, como el concurso de “Tesis en Tres Minutos” (3MT®) son muy importantes para seguir promoviendo la investigación y para que, en un futuro, las herramientas que se están desarrollando desde la academia puedan ser aplicables en la práctica.

En su presentación para 3MT® UC, Nibaldo explicó que los pulmones pueden ser comparados con globos, los cuales si los inflas demasiado pueden dañarse. Esto tiene relación con el hecho de que cuando los pulmones están conectados al ventilador mecánico, ejercer excesiva presión o dar un volumen de aire demasiado grande, en lugar de reducir la muerte, puede causar un daño.

Conocido como daño inducido por ventilación mecánica o VILI, por sus siglas en inglés, es un efecto adverso que ocurre por la falta de herramientas personalizadas. Y esto último, precisamente, es lo que quiere lograr con su investigación doctoral. En la práctica, su trabajo consiste en utilizar imágenes médicas para construir modelos tridimensionales de pulmón personalizados para cada paciente y simular el tratamiento de ventilación mecánica mediante la resolución computacional de un sistema de ecuaciones.

-Volviendo al concurso 3MT, ¿cómo te preparaste para participar y qué fue lo más difícil de ese proceso?

-Con mucho ensayo, mirando videos de otros oradores, de participantes en versiones anteriores y de algunas sesiones de oratoria. En mi caso el idioma fue algo muy desafiante porque no soy bilingüe, de hecho, estoy aprendiendo inglés. Otra dificultad es pensar en cómo plantear tu investigación en tres minutos, y que incluya un poco de contexto.

Investigación y formación

-¿Cómo crees que tendría que ser la relación entre la academia y la industria, para que este tipo de investigaciones puedan impactar en la salud?

-Se puede observar la gravedad de este problema en las cifras de las Unidades de Cuidados Intensivos (UCI) en Chile, donde cerca del 25% de pacientes que están en dicha unidad, fallece. Estuve recientemente en el Hospital Barros Luco mirando esta realidad para mi investigación y fue muy duro. Entonces, en áreas como la ingeniería biomédica, tiene que haber una conexión directa entre la academia y el campo clínico, generar alianzas con hospitales y con médicos que, en un futuro, se aventuren a probar esta nueva herramienta.

Nibaldo destaca la importancia de generar enlaces para trabajar junto a médicos intensivistas, ya que es distinto el conocimiento que puede tener un ingeniero, a conocer lo que ocurre realmente en la práctica médica.

-¿Cómo te imaginas en un futuro o largo plazo?

-Me gustaría dedicarme a la investigación y formación de nuevas y nuevos investigadores, por eso estoy haciendo el doctorado. En septiembre viajaré a Estados Unidos a hacer una pasantía en el MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts), por seis meses. Posterior a eso, mi idea es tratar de buscar alguna vacante de profesor en alguna universidad. Y seguir trabajando en esta área, generando modelos computacionales en mecánica respiratoria y apoyando a mi grupo de investigación.

-¿Cómo ves la investigación que se está desarrollando en la UC?

-Es de nivel mundial, no tiene nada que envidiar a otras grandes universidades del mundo y creo que podemos lograr muchas cosas desde acá.