marzo/abril 2014
    Perspectiva

    Datos de materiales electrónicos

    Es hora de un nuevo enfoque

    Aumento de la disponibilidad de datos de materiales, en especial de datos del uso de métodos de prueba de ASTM International.

    Teniendo en cuenta que en la actualidad Internet nos permite encontrar casi cualquier tipo de información sobre cualquier tema, ¿por qué aún resulta difícil hallar datos para muchos materiales comunes? Estos datos se generan casi exclusivamente en formatos electrónicos, pero a diferencia de la mayoría de los ámbitos de la ciencia, existen pocas grandes colecciones de datos de prueba disponibles para metales, cerámicos, polímeros, materiales de construcción, compuestos y nanomateriales. Las colecciones existentes están incompletas, rara vez están actualizadas y contienen datos de calidad desconocida. Además, no hay repositorios de datos para los datos nuevos y muy pocas normas para compartir esos datos si se desea hacerlo.

    Algunos ejemplos de repositorios de datos de prueba exitosos incluyen:

    • BioGrid, un repositorio de interacción en línea de más de 700,000 proteínas e interacciones genéticas de las principales especies biológicas.
    • El European EarthServer, una colección coordinada de más de 11 terabytes de datos sobre ciencias criosféricas, del aire, atmosféricas, geológicas, oceanográficas y planetarias.
    • The Tree of Life, un esfuerzo de colaboración internacional de biólogos y entusiastas de la naturaleza con más de 10,000 páginas web que brindan información sobre biodiversidad, las características de diferentes grupos de organismos y su filogenia.

    En el mundo actual de grandes datos, la falta de datos sobre materiales es una anomalía, y ASTM International, como proveedor líder de métodos de prueba y prácticas estándar, está estudiando qué puede hacer para ayudar a mejorar la accesibilidad a los datos de materiales, en especial aquellos generados por sus métodos de prueba. Deseamos brindar actualizaciones sobre lo que está ocurriendo además de alentar a las personas y a los comités a pensar en maneras de participar.

    Primeros pasos

    En octubre de 2012, ASTM International participó en una reunión exploratoria entre asociaciones auspiciada por la Materials Genome Initiative, que reunió a más de 20 asociaciones de materiales con el fin de explorar acciones potenciales para trabajar juntos en el aumento de la disponibilidad de los datos de materiales. Como resultado de esa reunión, ASTM dio inició a un esfuerzo interno para relevar la situación de sus comités y detectar las actividades entre comités necesarias para mantener el liderazgo de ASTM en la prueba de materiales en un mundo electrónico.

    Durante la semana del comité de ASTM de noviembre de 2013 en Jacksonville, Florida, ASTM realizó un taller sobre la digitalización de los datos de pruebas de materiales. A la reunión asistieron representantes de 14 comités técnicos. En mi caso, brindé un panorama de las actividades de datos de materiales actuales. Brian Hall hiso una presentación sobre la E2215 de ASTM, Práctica para la evaluación de cápsulas de control de recipientes reactores de energía nuclear moderados por agua liviana, que contiene una sección sobre formato de datos electrónicos. A partir de la intensa discusión en el taller, ASTM está interesada en explorar acciones que mejoren la accesibilidad de los datos de materiales.

    Se debatieron las siguientes posibles acciones:

    • Desarrollar recomendaciones para registrar y recolectar resultados de métodos de prueba de ASTM.
    • Brindar pautas y prácticas para compartir datos de prueba de materiales cuando así se desee.
    • Conservar los métodos de prueba, guías y prácticas de ASTM para validación de datos.
    • Trabajar con grupos que crean repositorios de resultados de pruebas de materiales.
    • Mejorar las comunicaciones dentro de la comunidad informática de materiales.

    Hacer recomendaciones

    El primer paso para mejorar la computarización de los resultados de pruebas de materiales, en especial aquellos generados usando los métodos de prueba de ASTM International, es contar con formatos de registro incluidos en cada procedimiento de método de prueba de ASTM. Los comités de métodos de prueba están en mejor posición para determinar qué información es importante registrar e informar, ya sea en un anexo informativo o como sección normativa.

    Las pautas para el tipo de datos y metadatos que deben incluirse ya habían sido desarrolladas por el ahora desmantelado Comité E49 de ASTM sobre Sistemas computarizados e información sobre productos químicos y materiales. ASTM también está considerando crear un grupo que coordine los comités para actualizar estas pautas de manera que reflejen la práctica actual. En la E2215 mencionada anteriormente se dan ejemplos de estas pautas.

    Brindar pautas

    ASTM International y sus comités reconocen que compartir los datos de resultados de pruebas de materiales debe ser una decisión de los grupos que han generado esos datos y son sus propietarios. Por ejemplo, los fabricantes de productos suelen hacer las pruebas de sus materiales con organismos de prueba independientes. Los diseñadores quieren enviar automáticamente los resultados de las pruebas a códigos de análisis. Los planificadores de producción desean enviar los requerimientos de materiales a los agentes de compras. Estos y otros grupos tienen la necesidad de compartir datos, y resulta muy útil establecer pautas y prácticas para compartir datos en general.

    Los mayores esfuerzos con respecto a las prácticas para compartir datos de materiales los ha hecho el Comité Técnico 184 sobre Sistemas de automatización e integración/Subcomité 4 sobre Datos de productos de la International Organization for Standardization , también conocido como ISO STEP (Standard for Exchanging Product Data (Norma para el intercambio de datos de productos), ISO 10303, Sistemas de automatización industrial e integración - Representación e intercambio de datos de productos Si bien la capacidad de compartir materiales con otras actividades de ingeniería computarizadas se incluyó en la ISO 10303, esta tecnología jamás ha sido implementada. El otro esfuerzo destacado ha sido MatML (material markup language), basado en XML. MatML no ha recibido un respaldo total durante los últimos 10 años y aparentemente se lo ha usado en grado mínimo. Durante los últimos tres años, la Comisión Europea para la normalización ha auspiciado dos proyectos diseñados para revivir los esfuerzos por compartir datos de materiales, pero ninguno de ellos parece estar listo para ser adoptado por una comunidad de usuarios amplia.

    Existen oportunidades para que ASTM continúe trabajando dentro del marco de la Materials Genome Initiative para identificar la necesidad de tecnologías de intercambio de datos de materiales de la próxima generación y la manera en que los datos de pruebas de materiales deben ser parte de cualquier tipo de tecnología nueva que surja.

    Conservar los datos

    Cada uno de los métodos de prueba de ASTM se basa en el análisis de resultados de prueba extensivo realizados por expertos involucrados en el desarrollo del método de prueba estándar. Estos datos pueden ser una recolección invaluable de datos de calidad que no solo documenta el método de prueba estándar sino que también brinda una visión a los científicos e ingenieros en materiales que diseñan materiales nuevos o mejoran los existentes.

    En la actualidad, la mayor parte de estos datos se archivan en papel o en formato electrónico que no suelen ser de fácil acceso. Las rutinas de bases de datos y repositorios de datos modernos facilitan en gran medida la conservación de estos datos (ver abajo). Los comités técnicos de ASTM deberían estar pensando la manera de conservar las recolecciones de datos existentes y la mejor forma de capturar datos similares en el futuro.

    Trabajo con otros grupos

    Las asociaciones profesionales, como ASTM International y la American Ceramic Society, y los programas nacionales como la Materials Genome Initiative, están explorando la manera de crear repositorios de datos de materiales modernos. Existen muchas barreras, entre las que se incluyen las cuestiones de derechos de propiedad, el valor comercial de los datos de materiales (por ejemplo, las industrias de manuales de datos de materiales y en línea), el esfuerzo de documentar y depositar datos de materiales y el costo de mantener los repositorios de materiales en el largo plazo (décadas y más).

    Más allá de esto, estos grupos siguen avanzando, y ASTM International y sus comités, que son responsables de muchos de los métodos de prueba estándar que se utilizan para generar datos, deben desempeñar un rol en el desarrollo de las pautas para registrar y depositar este tipo de datos. Los comités de ASTM cuentan con la experiencia y el conocimiento para entender qué es importante y deben participar activamente en el proceso de armar los repositorios de datos que surgen de sus métodos de prueba estándar.

    Mejora de las comunicaciones

    Existe un renovado interés dentro de la comunidad de los materiales en reunir y poner a disposición datos de materiales de todo tipo, desde datos que suelen encontrarse en certificados de prueba de materiales de rutina hasta propiedades fundamentales necesarias para diseñar novedosos nanomateriales. Algunos de estos esfuerzos se originan a alto nivel, tal como la Materials Genome Initiative iniciada en los Estados Unidos y que ahora está siendo imitada en Europa y Asia. Otros proyectos surgen de las bases y reflejan el interés de los investigadores en aprovechar las nuevas herramientas de la ciencia de los datos en cuanto su aplicación a los materiales. Más allá de la escala, compartir las experiencias en construcción, divulgación y explotación de materiales reúne a la comunidad de datos de materiales y permite difundir el conocimiento sobre los datos de materiales.

    ASTM está explorando la posibilidad de volver a constituir su exitosa Serie de Simposios de Computarización y Trabajo en red de Bases de Datos de Materiales (que en el pasado dio como resultado las Publicaciones Técnicas Especiales de ASTM 1017, 1106, 1140, 1257 y 1311) que brindaron un foro internacional para compartir avances en datos de materiales.

    Datos de materiales, usted y su comité técnico
    Cada una de las posibles acciones descritas anteriormente deben involucrar a expertos técnicos, a comités relevantes y a ASTM International como organización. ASTM está muy interesada en sus opiniones sobre las prioridades así como en otras posibles actividades. Póngase en contacto con Daniel Smith de ASTM International (teléfono: 610-832-9727; dsmith@astm.org), y comparta con nosotros sus puntos de vista.

    John Rumble es presidente de R&R Data Services, una servicio de consultoría en Gaithersburg, Maryland. Se especializa en la planificación e implementación de una amplia variedad de actividades con datos. Rumble fue presidente del Comité E49 de ASTM, ahora desintegrado, sobre Sistemas computarizados y información sobre productos químicos y materiales. Ha participado en muchas actividades de datos de materiales durante las últimas tres décadas.