La miniaturización tecnológica en el manejo de fluidos

El Dr. Pablo Kler* desarrolla sus tareas de investigación en modelos y simulaciones computacionales para  microfluídica y fenómenos de transporte en la microescala. Se desempeña en el Centro de Investigación de Métodos Computacionales (CIMEC-UNL-CONICET), sito en el Predio CONICET “Dr. Alberto Cassano”.

¿Qué debe entenderse por Microfluídica?

La miniaturización de la tecnología ha generado profundas transformaciones en nuestra vida cotidiana. Este proceso de miniaturización ha obtenido sus resultados más revolucionarios en teléfonos y computadoras, pero también en el manejo de fluidos (líquidos y gases), dando origen a una disciplina que hoy se conoce como Microfluídica. Esta disciplina científica a la que nos dedicamos estudia los  fenómenos y efectos fisicoquímicos que permiten mejorar y ampliar el campo de aplicación de  procesos que involucran fluidos y que tradicionalmente se desarrollan en una “escala humana” (en el orden de centímetros), pero que desde tiempo atrás pueden hacerse hasta un mil veces más pequeñas, es decir, en algunos micrómetros.

¿Podemos reconocer a la microfluídica y sus avances en nuestra vida cotidiana?

En principio, el gran modelo de la microfluídica es la Naturaleza. Existen muchísimos ejemplos donde la Naturaleza emplea los altísimos rendimientos de la microescala con resultados sorprendentes: la producción de los hilos de las telas de araña, el transporte de agua y nutrientes en las plantas, o el transporte de oxígeno en nuestro cuerpo. El desafío que nos planteamos a diario es poder desarrollar técnicas que, beneficiándose de la microescala, impacten positivamente en la calidad de vida de las personas. Una de nuestras líneas de investigación está orientada al estudio y desarrollo de los llamados “Laboratorios en un chip”. Estos dispositivos basados en microfluídica aumentan el rendimiento y disminuyen los costos económicos y ambientales de las técnicas de análisis, ya sea para su uso en salud, monitoreo ambiental o control alimentario. Actualmente, existen muy pocos desarrollos comerciales mas allá de los ya conocidos tests de embarazo o medidores de glucosa, pero  muchos “Laboratorios en un chip” estarán disponibles en el corto plazo. Por ejemplo, el INTI ya posee un prototipo llamado “NanoPOC” para diagnóstico rápido de enfermedades infecciosas, como el Chagas.

¿Cómo se relaciona la Microfluídica con la computación?

Al investigar fenómenos en una escala tan pequeña, se vuelve muy complicado medir los efectos que queremos estudiar: es sencillo medir la velocidad de un auto en una calle, pero medir la velocidad de un virus en un canal micrométrico es costoso en esfuerzo, tiempo y dinero. Desarrollar modelos que imiten adecuadamente la realidad de la microescala nos ayuda a entender qué es lo que está pasando para poder mejorar los procesos y dispositivos. En las computadoras construimos  “maquetas virtuales” que nos permiten cambiar, medir y estudiar todo lo que necesitamos a un costo muy bajo.

¿Por qué eligió este tema de investigación?

La motivación de muchos de quienes hacemos investigación científica es simplemente poder entender el mundo que nos rodea, y basados en esa comprensión desarrollar herramientas que mejoren nuestra calidad de vida en armonía con los limitados recursos del planeta. La microfluídica es una disciplina en la que aún hay mucho por estudiar y comprender, y eso nos permitirá aprovechar los recursos de una manera más eficiente y sustentable. El poder utilizar computadoras para acelerar ese proceso de comprensión es una ventaja inigualable que nos da la contemporaneidad.

En su línea de investigación, ¿quiénes trabajan con usted?

Con el Dr. Claudio Berli (INTEC) trabajamos en nuevos modelos y en la forma en que interpretamos los resultados de dichos modelos. Con los colegas del CIMEC investigamos la forma de implementar esos modelos en las computadoras. Los Dres. Mario Storti, Fabio Guarnieri, Lisandro Dalcin, Rodrigo Paz y Jorge D’Elía son quienes permanentemente participan en estos desarrollos.

(*) Nacido en Esperanza (Sta. Fe), es Bioingeniero (FI-UNER), Dr. en Ingeniería (FICH-UNL), investigador del CONICET y docente de la carrera de Ingeniería en Sistemas de Información de la FRSF-UTN. Entrevistó: Lic. Enrique A. Rabe (ÁCS/CONICET  S. Fe).