Innovación electromagnética con impacto industrial, social y médico – Profesor Javier Araque

Mi investigación ha tenido un impacto significativo en la industria y la sociedad a través de desarrollos que hoy se integran en aplicaciones reales. Uno de estos avances es una herramienta para el análisis de antenas, utilizada en el diagnóstico preciso de fallas y en procesos deprototipado virtual. Este desarrollo dio origen a INSIGHT, un software comercial que forma parte de las suites de simulación electromagnética más utilizadas en la industria. Otro aporte clave fue la creación de unaherramienta para modelar la propagación electromagnética en medios complejos, la cual es empleada por la Agencia Espacial Europea para predecir fenómenos críticos, como el apagón de comunicación durante el reingreso de vehículos espaciales. Además, he brindado consultoría para el desarrollo de hardware en la industria nacional y lideré el equipo perito del Estado en el proceso de reversión de activos de telecomunicaciones en 2016, que resultó en un fallo favorable para Colombia por varios billones de pesos.

En el ámbito de la salud, el Proyecto Aplicador de Microondas para el Tratamiento del Melanoma mediante Hipertermia busca desarrollar un sistema terapéutico capaz de calentar de forma controlada los tejidos afectados por cáncer, aumentando la efectividad de tratamientos convencionales sin dañar el tejido sano. El proyecto, financiado por Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación (Minciencias), es liderado por la Universidad Nacional de Colombia y cuenta con la participación del Instituto Tecnológico Metropolitano y la Universidad Francisco de Paula Santander, donde colaboro como investigador principal junto con los profesores Luis Carlos Méndez, Erick Reyes y Dinael Guevara.

Mi interés en la aplicación de tecnologías electromagnéticas en tratamientos médicos surge de la oportunidad de poner la ciencia al servicio de la salud y el bienestar. Este proyecto de hipertermia me atrajo desde su formulación, al combinar el electromagnetismo con un propósito profundamente humano: mejorar la calidad de vida a través de soluciones médicas innovadoras. La hipertermia no es una terapia sustitutiva, sino un complemento eficaz a tratamientos convencionales como la quimioterapia o la radioterapia. Diversos estudios han demostrado que mejora significativamente la respuesta del cuerpo ante el cáncer, con la ventaja de ser un método no invasivo, sin efectos secundarios y de costo relativamente bajo, lo que la convierte en una herramienta valiosa dentro de un enfoque terapéutico integral.

Además, existen múltiples investigaciones que respaldan el uso de la hipertermia en varios tipos de cáncer. Este método ha sido aprobado por la FDA en Estados Unidos y, según el Instituto Nacional del Cáncer, se ha utilizado en tratamientos para cánceres de cerebro, seno, esófago, cabeza y cuello, hígado, pulmón, entre otros. En Colombia, el Instituto Nacional de Cancerología también contempla su uso en casos específicos como el cáncer peritoneal.

El diseño del sistema radiante para el tratamiento del melanoma presentó retos particulares debido a la naturaleza superficial y pequeña de las lesiones. Los sistemas comerciales existentes resultaban costosos, voluminosos y poco adecuados para este fin, por lo que desarrollamos una antena compacta, manejable y segura para su uso cercano al cuerpo. Para garantizar su eficacia en distintas zonas y pacientes, empleamos simulación multi-física de alta precisión que modeló la interacción de las microondas con los tejidos y el efecto térmico resultante, lo que permitió obtener un prototipo funcional desde la primera iteración. Además, se trabajó en la integración con múltiples sensores para asegurar el correcto funcionamiento sin interferir con otros sistemas electrónicos cercanos.

En cuanto a la seguridad del paciente, se garantiza dado que la radiación de microondas utilizada es no ionizante, lo que implica que no provoca cambios directos a nivel molecular o celular. Su efecto principal es el calentamiento controlado de los tejidos. En el aplicador, se emplean niveles de potencia bajos, comparables a los de teléfonos celulares antiguos, evitando así efectos fisiológicos adversos. Además, se realiza un monitoreo continuo y predictivo de la temperatura en la zona tratada para mantener el calentamiento dentro de rangos seguros.

Actualmente, el desarrollo del sistema está avanzado: el hardware —que incluye la antena, el amplificador de microondas y los sensores— está completo. Se ha iniciado la integración con el sistema de control y la validación experimental, y se espera finalizar el prototipo completo durante este año, con validaciones iniciales en modelos inertes. Paralelamente, ya se han establecido contactos para la realización de ensayos clínicos en 2026, una vez concluido el proyecto actual.