Con limoncillo y biopolímeros crean empaques de alimentos “antihongos”

 Al integrar en películas biodegradables rígidas el aceite esencial de esta hierba aromática usada en infusiones, se obtienen materiales de embalaje que conservan frutas y vegetales hasta por 3 días. Su eficacia se probó en fresas, víctimas frecuentes de la podredumbre gris –enfermedad generada por el hongo Botrytis cinerea– con una reducción del 60 % del crecimiento de dicho hongo.

Muchos de los plásticos petroquímicos –derivados del petróleo– son ampliamente utilizados para empacar alimentos, ropa y otros productos delicados, por su bajo costo, facilidad de producción y durabilidad, última característica considerada como un arma de doble filo, pues hace que los plásticos convencionales pueden tardar cientos e incluso miles de años en degradarse.

Por eso la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), a través de grupos de investigación como el de Macromoléculas de la Facultad de Ciencias, trabajan en desarrollos muy útiles y con menor impacto ambiental.

Uno de los aportes recientes es el de Lady Jazmín Bello Rocha, magíster en Ingeniería Química, quien creó dos empaques biodegradables, uno flexible se puede utilizar para productos como golosinas y cereales, y otro más rígido para conservar alimentos altamente perecederos como fresas, uchuvas y tomates. 

Lo interesante de su desarrollo es que, con un diseño experimental que incluye variables como el tipo de polímero, porcentaje de este y tipo de aditivos, logró la fórmula de una película polimérica que integra materiales como los biopolímeros poli (3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato) (PHBV) y el poliácido láctico (PLA), que no solo se descomponen más rápido que los plásticos convencionales, sino que además se pueden producir a partir de recursos renovables y biomasa residual del cacao como el mucílago o la cáscara.

“Queríamos materiales altamente impermeables al agua y al oxígeno para preservar mejor los alimentos, pero además, que se degradaran fácilmente”, comenta la magíster.

Para reforzar la estructura de los empaques y la compatibilidad entre los biopolímeros PHBV y el PLA, se incorporó microcelulosa acetilada, un aditivo natural derivado de la celulosa vegetal. “Este compuesto no solo brinda mayor resistencia mecánica, sino que también reduce dicha permeabilidad al vapor de agua, una característica clave para prolongar la vida útil de los productos envasados”, explica la autora del desarrollo.

Después de procesar el material en su conjunto mediante la técnica de extrusión, se evaluaron propiedades mecánicas y de barrera de las películas obtenidas que incluyeron ensayos de tensión, deformación y permeabilidad al vapor de agua, entre otros parámetros. 

Uno para cada uso

El empaque flexible basado en PHBV y PLA se sometió a pruebas de almacenamiento de alimentos utilizando chocolate, y se encontró que la película desarrollada mantuvo las características sensoriales originales de este producto durante los 6 meses del estudio. Esto es crucial, ya que el chocolate tiende a absorber olores ambientales que pueden alterar su calidad. 

“Nos centramos en desarrollar un empaque óptimo para este tipo de productos. Buscábamos propiedades muy específicas, como alta deformación a la ruptura, bajo módulo elástico, hidrofobicidad y buena permeabilidad al vapor de agua y al oxígeno”, explica la magíster.

En los empaques rígidos se incorporó un elemento diferenciador que fue el aceite esencial de limoncillo. Este ingrediente natural posee propiedades antimicrobianas, lo que resulta vital para el almacenamiento de frutas y verduras frescas, alimentos frecuentemente afectados por el hongo Botrytis cinerea, causante de la podredumbre gris.

Como su nombre indica, esta enfermedad pudre el alimento, manifestándose con síntomas como una pelusa blanca o un polvo grisáceo. “Añadimos este compuesto debido a sus poderosas propiedades antifúngicas, y en los ensayos redujimos hasta en un 60 % el crecimiento de este hongo en las fresas”, comenta la investigadora.

Para su sorpresa, este empaque prologó además la vida útil de la fresa hasta por 3 días. “Después del cuarto día, una fresa del grupo control presentaba un crecimiento de hongos del 30 al 40 %, y para el quinto día este porcentaje había aumentado al 80 %, mientras que las muestras tratadas con el aceite de limoncillo tuvieron un crecimiento del hongo inferior al 20 %”.

Una de las principales ventajas de este proyecto es que utiliza procesos de extrusión para producir las películas de PHBV/PLA, en vez de métodos convencionales de laboratorio, lo cual asegura que los empaques desarrollados sean fácilmente escalables a producción industrial. 

“Gracias a que contamos con extrusoras de última generación, pudimos simular fielmente las condiciones reales de fabricación a escala comercial. Esto nos permitió obtener un producto final listo para su implementación en la industria alimentaria asegurando que los empaques basados en PHBV/PLA puedan formar parte de la spin-off ACTIPACK, emprendimiento liderado por la UNAL y la empresa Agrobol SA”, explica la investigadora.

En suelo del Páramo de Chingaza encuentran indicios de cambios climáticos de hace 16.329 años

 Geóloga de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) identificó 8 zonas del suelo de la laguna Seca de este páramo, con variaciones en las condiciones climáticas y un posible aumento de la temperatura desde hace 17.000 años, lo cual se asocia con aumento del tamaño de grano de arcilla y arena, la presencia de minerales como el cuarzo y la disminución de la acumulación de restos orgánicos entre hojas y tallos de plantas de la época.

Hasta ahora no se habían estudiado a fondo los cambios en el suelo que ha tenido este santuario natural a lo largo de periodos geológicos como el Pleistoceno –que terminó hace unos 11.700 años con la última glaciación– y el Holoceno, que inició justo después y que aún no termina.

Por eso Andrea Mayor Amador, magíster en Geología de la UNAL Sede Bogotá, quiso desentrañar qué ocurría en los sedimentos (material no consolidado) de la laguna Seca, uno de los puntos clave que conectan el páramo de Chingaza con el embalse de Chuza, reserva hídrica con cerca de 220 millones de m³ de agua potable que últimamente ha sonado mucho por el racionamiento que se está viviendo en Bogotá.

En el Pleistoceno aún se paseaban por los bosques y praderas de la Tierra los grandes mamíferos, entre ellos el mamut lanudo, el tigre dientes de sable o el perezoso gigante –tal vez esta combinación le recuerde la película de La era de hielo–, y de hecho fueron los neandertales quienes tuvieron el privilegio de observar este desfile de animales, aunque con la última glaciación todo cambió: el aumento de la temperatura hizo que estos animales se extinguieran y le dieran paso a la era del humano actual y a especies más pequeñas como ciervos, caballos y lobos.

Estos cambios se pueden observar a nivel del suelo, por eso la investigadora analizó los 410 cm de sedimento recolectados en un arduo trabajo de campo para el que utilizó una sonda tipo rusa, la cual tiene una pala alargada que se va clavando a distintas profundidades para luego almacenar la tierra en tubos y preservarla en cajas que se llevan a laboratorio.

Sedimentos bajo la lupa

El material se fraccionó en porciones de 2 cm y se estudió su color, tamaño y composición del sedimento, así como la cantidad de minerales y materia orgánica presente; además se hicieron análisis químicos para determinar los elementos presentes y las dataciones para estimar la época a la que pertenecían estos cambios.

“Encontramos que las capas más profundas forman parte del Pleistoceno, con una edad de 16.329 años atrás, mientras que hacia la mitad de la profundidad del sondeo se obtuvo una fecha de 9.548 años, marcando estados intermedios del Holoceno; esta edad va disminuyendo hasta nuestros días, con el momento actual de los suelos de la laguna Seca”.

“Entre las 8 zonas se observan cambios de temperatura y humedad que se reflejan en el suelo, pues la laguna ha tenido momentos tanto de abundancia como de sequía, por ejemplo ahora, con  condiciones más secas y aumento de la temperatura respecto a zonas anteriores. Así mismo, la cantidad de materia orgánica como hojas y tallos va yendo y viniendo con los años entre estas dos épocas geológicas”, explica la investigadora Mayor.

Para la experta, el cambio se evidencia en el tamaño de la arcilla: en las primeras zonas es más pequeña y su distribución era más amplia en el suelo, siendo rica en titanio o circonio, y con el paso del tiempo y los cambios de temperatura los granos de este material se van haciendo más grandes, como en el suelo que hoy tiene la laguna, y se observa una disminución de la concentración de materia orgánica y un aumento de minerales como el óxido de hierro o el cuarzo, e incluso indicios de ceniza volcánica.

En el laboratorio los análisis se realizaron bajo la lupa, poniendo cada porción de sedimento para observar sus características físicas; también se utilizaron equipos especializados para hacer análisis de difracción de rayos X y fluorescencia de rayos X, que permiten determinar facetas cristalinas y elementos en el suelo respectivamente, además de los usados para la medida de carbono orgánico, isótopos y dataciones de carbono 14 (C14) de estas zonas.

“Este trabajo es un primer paso para seguir entendiendo los cambios que se producen en estos ecosistemas de alta montaña, indispensables para la vida a lo largo de la historia de la Tierra, y son un precedente para otras investigaciones que quieran ahondar, por ejemplo, en el tipo de especies de plantas que vivían esta zona, que es única por los procesos de sedimentación continuos en una zona aislada y con efectos mínimos de factores externos (erosivos e hídricos) que se dan allí”, indica la magíster en Geología.

 

Explosiones solares que impactaron la Tierra cambiaron momentáneamente el fondo oceánico

 El pasado 11 de mayo una red de sensores submarinos para monitorear el medioambiente marino en las costas de Canadá detectó repentinos cambios en el campo magnético terrestre, los cuales estarían relacionados con una intensa tormenta geomagnética que en 2013 azotó la Tierra por estas mismas fechas. Experto de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) explica las implicaciones de este fenómeno.

Las tormentas solares, conocidas por emitir una gran cantidad de partículas cargadas de energía, ocurren en ciclos de actividad de unos 11 años. Actualmente estamos entrando en un periodo de máxima actividad solar, similar al que se vivió en 2013. Durante estos ciclos, el Sol experimenta explosiones y erupciones que liberan enormes cantidades de energía, las cuales pueden impactar directamente en la Tierra.

El 11 de mayo, Ocean Networks Canada registró una notable variación en el campo magnético en una de sus estaciones submarinas cerca de la costa de Vancouver. Con unos dispositivos conocidos como “magnetómetros de 3 ejes” observaron desviaciones significativas, equivalentes a un cambio de 30 grados en una “brújula”. Los cambios fueron especialmente evidentes a 25 m de profundidad.

“Dichas variaciones coinciden con un periodo de intensa actividad geomagnética y de auroras, las cuales son manifestaciones visibles de las interacciones entre las partículas solares y la atmósfera terrestre”, explica el físico Camilo BuitragoCasas, magíster en Astronomía de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), miembro del Laboratorio de Ciencias Espaciales (SSL) de Berkeley California.

“Debido a la complejidad e intensidad de los campos magnéticos, las líneas de campo magnético a veces se retuercen, se tensan y finalmente se rompen en un proceso de reconfiguración”, agrega.

En otras palabras: durante dichos eventos, la magnetosfera –capa exterior de la Tierra– se ve bombardeada y reconfigurada, por lo que libera energía y acelera partículas cargadas como los electrones, protones y átomos ionizados, que son energizados a unos 6.000 km de altura de la Tierra. Estas nubes masivas de partículas cargadas se precipitan en dirección de las capas más profundas de la atmósfera terrestre, y subsecuentemente impactan las moléculas y átomos que la componen.

Las tormentas geomagnéticas, aunque impactan los campos magnéticos, también tienen el potencial de causar daños a la tecnología moderna, como satélites y redes eléctricas. Ejemplos históricos incluyen el apagón en Quebec (Canadá) en 1989, causado por una sobrecarga de transformadores debido a una tormenta solar.

Sin embargo, gracias a los avances en la vigilancia y predicción del clima espacial, muchos riesgos se han mitigado a través de monitoreos constantes sobre la actividad solar para emitir alertas y permitir que se tomen medidas preventivas.

El experto puntualiza que “la buena noticia es que no vimos fallas tecnológicas catastróficas por la última tormenta en mayo, que fue una de las más fuertes en más de 20 años”.

“Esto muestra la importancia de los sistemas de monitoreo del clima espacial existentes para dar una advertencia anticipada. Con modelos predictivos mejor informados por todas las fuentes de datos disponibles, incluyendo estas lecturas de magnetómetros en el lecho marino, podemos estar mejor preparados para futuras tormentas”.

Efectos bajo tierra y mar

Aunque las auroras boreales y australes son la consecuencia más visible de una tormenta geomagnética, las perturbaciones magnéticas significativas también pueden inducir corrientes eléctricas en materiales conductores como el suelo, los océanos o las líneas eléctricas. Es probable que el evento haya causado el gran cambio magnético detectado por el observatorio submarino canadiense.

“El océano es un conductor eléctrico, por lo que puede transmitir las corrientes inducidas de manera muy eficiente a largas distancias. Estas corrientes eléctricas luego crean campos magnéticos acompañantes que distorsionan temporalmente las lecturas locales registradas por los magnetómetros en el lecho marino”, concluye el físico de la UNAL.

 

Científicos de la UNAL explorarán la diversidad de aves en el sur de Bolívar

 ¡Un hito para la ciencia!, pues por primera vez en el país un grupo de investigadores de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) ganó la Beca de Tutoría de Pregrado Jed Burtt, otorgada por la Sociedad Ornitológica de Wilson (WOS), con la que llegarán a zonas inexploradas de la Serranía de San Lucas (ubicada entre Bolívar y Antioquia) para buscar nuevas especies de aves por encima de los 1.600 msnm.

Esta es la historia de la estudiante de biología Leidy Carolina Martínez Vargas, oriunda del municipio de Santa Rosa del Sur –que forma parte de la Serranía–, y el profesor Andrés Mauricio Cuervo, del Instituto de Ciencias Naturales (ICN) de la UNAL, quien en 2001 ya había estado en este santuario para las aves y logró el primer registro en el país del pájaro picoagudo (Oxyruncus cristatus), un hallazgo muy importante, pues su comportamiento y rasgos son muy distintos a los encontrados en Centro y Suramérica.

La beca entregada por la WOS –institución fundada en 1888– se creó en 2016 y su nombre es un homenaje al científico estadounidense Alexander Wilson, considerado como uno de los padres de la ornitología en América. Es uno de los centros para el estudio de aves más importantes del mundo.

Como asegura la integrante del Semillero de Investigación en Ornitología, desde los 1.400 msnm estas montañas tienen uno de los mayores endemismos de aves de Colombia, es quiere decir que allí están presentes aves nativas del territorio, y eso la convierte en un baluarte para la biodiversidad del país con la mayor cantidad de aves en el mundo, con cerca de 1.966 especies, el 20 % del registro mundial, según el Fondo Mundial para la Naturaleza.

Sin embargo, añade que la máxima altura a la que han llegado investigaciones pasadas es a alrededor de los 1.600 msnm, y la Serranía de San Lucas llega hasta los 2.300 msnm. Lo que busca su proyecto es alcanzar por lo menos alturas que vayan desde los 1.600 hasta los 2.300 msnm, y que están inexploradas en cuanto a aves.

Las exploraciones han sido pocas, pues históricamente la región ha sido afectada por el conflicto armado en el país y es de difícil acceso; sin embargo, esto no ha impedido el hallazgo de especies únicas y muy raras, por ejemplo, el colibrí de raquetas (Ocreatus underwoodii), un polinizador muy importante en la zona cuyos los machos se caracterizan porque las plumas de su cola tienen forma de raqueta para cortejar a las hembras y unos pompones anaranjados en sus patas.

También se destaca el primero registro para la cordillera Central del zorzalito overo (Catharus maculatus), un pájaro de entre 15 y 17 cm y un peso de alrededor de 30 gramos que se alimenta de insectos y arañas, y cuyo plumaje de color marrón oliva se distingue mientras se encarga de dispersar semillas, ayudando en la regeneración y mantenimiento de los bosques de la Serranía de San Lucas.

“Las investigaciones pasadas se enfocaron en estudiar los mamíferos de la zona, pues animales como el jaguar, el puma, el oso andino o el tigrillo recorren estos corredores del Magdalena medio, pero de las aves se conoce poco, y de hecho el profesor Cuervo, con quien gané la beca, es una de las personas que más se ha interesado por documentar la avifauna de la Serranía”, indica la investigadora.

La estudiante de la UNAL afirma que, entre las tensiones presentes en la zona, específicamente en el municipio de Santa Rosa del Sur, se encuentran los desafíos económicos, ya que la minería de oro constituye uno de los principales sustentos de sus habitantes. Además en los últimos años la región ha sido gravemente afectada por la deforestación, impulsada por el crecimiento de la población.

Carolina es la primera mujer latina en ganar la beca, y con el dinero realizará el trabajo de campo en la Serranía, en el que se buscará reportar todo lo que se pueda, y registrar los especímenes de aves que estén en la zona, además de capturar algunas especies focales o importantes que puedan ser un aporte para la colección de ornitología de la UNAL, en donde se analizarán los tejidos, plumajes, picos y demás partes de cada ave encontrada.

En sus planes está comparar cada especie capturada con instrumentos como las redes de niebla, con las se han registrado en otros puntos de las cordilleras andinas, en busca de vínculos genéticos y taxonómicos. Así mismo, otro de los aportes que se espera realizar durante este tiempo es la grabación y el análisis de los cantos y melodías de estos pájaros, pues en estos sonidos está la clave para entender rasgos de su comportamiento y evolución.

“Es un sueño trabajar por la tierra que amo, y trabajar como investigadora y como residente por nuestro espacio y territorio, en la zona que me vio crecer. Lo cual es un sueño compartido con el profesor Cuervo, quien ha querido volver a la Serranía, y con la beca ahora lo puede lograr”, indica.

Huerta de plantas medicinales mejoró la escritura de estudiantes de primaria

 Motivados por la construcción, la siembra, el cuidado y los conocimientos ancestrales sobre el uso de dichas plantas medicinales –además de albahaca, poleo o cilantro–, 35 niños de quinto de primaria de una institución educativa de Yotoco (Valle del Cauca) mejoraron notablemente tanto sus habilidades de escritura como su expresión oral y la exposición de ideas, entre otras competencias comunicativas. La experiencia se ha replicado en otros colegios del municipio.

Entre 2014 y 2017 los resultados de las pruebas Saber de los estudiantes de quinto grado de la Institución Educativa Alfonso Zawadzky, Sede Policarpa Salavarrieta, arrojaron un rendimiento inferior en más del 50 % del promedio nacional, con niveles insuficientes en competencias de lenguaje.

Esta situación llamó la atención de la profesora Mayrena Sofía Sandoval Garcés, quien para su trabajo de la Maestría en Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira puso en práctica una forma de mejorar el desempeño de sus estudiantes, de entre 10 y 12 años, acudiendo a algo que les era familiar: una huerta de plantas medicinales, ¿pero qué relación tienen las plantas con la escritura?

La magíster, docente de dicho colegio, integró actividades prácticas con escritura utilizando la metodología del aprendizaje basado en proyectos (ABP), mediante la cual los alumnos adquieren conocimientos y habilidades trabajando durante un periodo prolongado para investigar y responder a un problema.

El estudio incluyó 6 fases, la primera de las cuales es la diagnóstica, que reveló las dificultades de los alumnos para expresar las ideas por escrito. “Esto los desmotivaba y no conseguían plasmar sus ideas con claridad, sus textos eran incoherentes, y además tenían dificultades con la ortografía y la puntuación”, explica la magíster.

Durante la etapa de capacitación para construir y cultivar la huerta, los niños recibieron indicaciones sobre cómo hacerlo, pero como la sede del colegio no tiene un espacio para sembrar, utilizaron botellas plásticas como macetas, que distribuyeron tanto en la institución educativa como en sus hogares y en la casa de la docente; esta actividad estimuló en ellos el interés por el reciclaje y el amor a la naturaleza.

Solo con esta sencilla actividad sus actitudes empezaron a cambiar, no solo se les vio más motivados, sino además que ya tenían algo interesante sobre qué escribir. La participación fue notable, y con una asistencia del 96,6 % durante las jornadas del proyecto, la inasistencia se redujo significativamente, un avance notable respecto a las clases regulares.

Para reconocer la tradición oral, la profesora invitó a familiares y miembros de la comunidad a compartir sus conocimientos sobre las plantas medicinales: “queríamos que los estudiantes se  besaran en los saberes de sus abuelos en vez de recurrir al internet, lo cual les ayudó a preparar sus preguntas y a escribir sobre la experiencia”, explica.

Se realizaron 35 entrevistas, cada una de 4 minutos, en las que los estudiantes documentaron los conocimientos y usos tradicionales de plantas como albahaca, cilantro, hierbabuena, orégano, poleo, sábila y toronjil, mencionadas por los abuelos.

Del las familias participantes, 19 plantaron huertas en sus hogares y documentaron sus experiencias a través de escritos que después se socializaron en el aula.

En los resultados se observó el fortalecimiento de las competencias comunicativas, evidente en la considerable mejora de la escritura. “El análisis detallado de los textos mostró mejoras en la coherencia, cohesión y corrección ortográfica. Aunque algunos textos aún presentaban errores, la claridad y fluidez general de las producciones escritas aumentaron significativamente”, señala la profesora.

“Los niños que antes no podían sostener una conversación ni escribir de manera coherente empezaron a apropiarse del tema, hablar sobre sus plantas y escribir sobre ellas, esto fue un gran logro”, agrega. El proyecto también tuvo un impacto en la comunidad local al vincular a las familias en el proceso educativo y revitalizar su interés por los saberes ancestrales.

Gracias al éxito de la tesis, la metodología se ha replicado en las 5 sedes de la institución educativa en el Valle del Cauca, adaptándose a las condiciones de cada una. “En las sedes con menos espacio trabajamos con huertas verticales usando botellas recicladas, y los resultados han sido muy positivos”, concluyó la magíster Sandoval.

Estudio de la UNAL revela cómo ingresó el mar a Colombia hace 400 millones de años

 En los municipios boyacenses de Santa María y La Floresta se identificaron las relaciones existentes entre dos secciones de rocas del periodo Devónico inferior, poco descrito en Colombia. El estudio muestra que el tamaño del grano de cada roca, los minerales presentes allí (cuarzo o mica) y los invertebrados marinos son similares en ambos lugares, y además en algunas partes superiores de la formación rocosa se evidencia cómo habría ingresado el mar a Colombia, hace 400 millones de años.

El Devónico tiene tres divisiones: inferior, medio y superior, y es conocido como la “Edad de los peces”, ya que durante este tiempo una porción muy importante del planeta estaba inundada, lo cual ayudó a que evolucionaran; además hubo una alta proliferación de plantas, de ahí que sea una época clave para ver los cambios en la composición de la Tierra.

Con esto en mente, la investigadora Luisa Fernanda Rengifo Cajias, magíster en Geología de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), estudió rocas de este periodo en los macizos de Quetame y Floresta, particularmente en los municipios de Santa María y Floresta, en Boyacá. 

Allí encontró secciones estratigráficas de alrededor de 80 m de largo, que describió cada 10 cm con el objetivo de tener un mayor detalle de las capas de cada roca, algo que no se había hecho antes para estas secciones a tal nivel de detalle.

La investigadora afirma que “el presente es la clave del pasado: los ríos se comportan hoy como los de hace millones de años y tienen interacciones similares con las rocas que están a su alrededor, por ello se buscaba determinar si estas secciones compartían rasgos relacionados con sus ambientes, su composición, sus estructuras internas, y con la fauna de invertebrados marinos que vivían en esa época, el Devónico inferior, mostrando cómo la Tierra se inundó en la región”.

Es importante recordar que durante dicho periodo Sudamérica formaba parte de un supercontinente conocido como Gondwana, junto con África, la Antártida, Australia, India y la Península Ibérica, y muchas áreas de su superficie estaban cubiertas por los mares facilitando que las rocas y los sedimentos preservaran los fósiles y los icnofósiles, que son registros fósiles de la actividad biológica, pero sin conservar los restos del animal o la planta que los originó, como por ejemplo las madrigueras.

A finales del Devónico inferior y durante el Devónico medio esta región fue habitada por trilobites y braquiópodos, muy frecuentes en Colombia durante ese tiempo, además de corales rugosos y graptolitos, que son pequeños animales con ramificaciones en su cuerpo muy útiles para clasificar las rocas.

“Al comparar las dos secciones se determinó que los procesos sedimentológicos asociados con las inundaciones de hace millones de años se comportaron de manera similar en las dos zonas, concambios en el tamaño de los granos, pasando de un mayor tamaño y con una forma gruesa, a una estructura más fina cuando se van acercando a las desembocaduras de los ríos”, indica la experta.

“En el trabajo se clasificaron 6 litofacies en las rocas, estas son unidades que permiten diferenciar los cambios físicos, químicos y biológicos de cada una, y que reflejan el ambiente que había durante el Devónico inferior. Para el estudio, estos sedimentos se van transformando de una forma conglomerada y arenosa con acumulaciones de granos gruesos, a una estructura más fina y lodosa, que guarda el rastro fósil de invertebrados marinos como los lirios de mar (crinoideos), corales y braquiópodos.

¿Qué “dicen” las rocas?

El trabajo en campo consistió en ir a las secciones y hacer una revisión general de las rocas para ver si cumplían con los criterios necesarios para la investigación; allí se realizó un dibujo y una descripción de las secciones que se pueden observar, llamadas columnas estratigráficas, y a medida que se fue realizando la descripción se tomaron muestras de cada parte de interés.

“Para el análisis en laboratorio se evaluaron secciones muy delgadas de las rocas, alrededor de 0,5 micras, y se observaron en un microscopio para determinar los minerales presentes allí; entre los más frecuentes estuvieron el cuarzo y la mica. También se realizó la técnica de difracción de rayos X, en la que se pulveriza la roca y se pasa por un aparato especializado que entrega una caracterización con un mayor grado de precisión de los cambios en su composición y, nuevamente, de los minerales”, afirma.

La investigadora expresa que una de las partes más importantes fue dar a conocer estos hallazgos a la comunidad de Santa María y Floresta, por lo que se realizaron talleres presenciales y virtuales en colegios y con la comunidad de cada municipio en los que las personas interesadas podían conocer sobre lo fundamental que es esta región de Boyacá para la geología y el entendimiento del Devónico inferior, un periodo que es la ventana a los mares de hace millones de años.

 

Mosquito Anopheles, transmisor de la malaria, está evolucionando en tamaño y forma

 Las diferencias observadas en las alas de las hembras Anopheles albitarsis silvestres, y en aquellas obtenidas en laboratorio, arrojan luces sobre la evolución de esta especie y sus adecuaciones al ambiente de la Orinoquia, un aporte crucial realizado por la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) sobre la adaptación de las especies a diversas condiciones ambientales provocadas tanto por el cambio climático como por la intervención humana en los ecosistemas naturales.

Para su investigación, el biólogo de la UNAL Miguel Alfonso Pacheco Gómez y un equipo de colaboradores recolectaron hembras adultas, que son las pican y transmiten la malaria, enfermedad latente y potencialmente mortal en Colombia, de la que hasta comienzos de marzo se habían reportado 21.549 casos en lo corrido del año.

Los individuos silvestres se capturaron en San José del Guaviare y Puerto Carreño (Vichada), y además se colectaron huevos y larvas que se llevaron a laboratorio para simular su hábitat en condiciones controladas, proceso conocido como isofamilias.

Posteriormente se realizó el análisis comparativo de la variación de las formas y el tamaño de las alas (morfometría lineal y geométrica) y se revisaron los patrones de manchas, y así se determinó que las hembras silvestres tenían alas más grandes, además de diferencias en la forma de estas.

También se encontraron diferencias en su patrón o secuencia de manchas alares, considerando algunas relaciones como la mancha prehumeral oscura (antes del húmero del ala) y la mancha pale humeral en la vena costa del ala, como caracteres diagnósticos para distinguir entre poblaciones de A. albitarsis.

“Estos hallazgos son fundamentales para identificar taxonómicamente la especie con precisión, y su asociación con aspectos biológicos y ecológicos. El cambio climático a causa de distintos factores de intervención humana es una justificación evidente de estas variaciones de forma de la especie, pero el uso de fertilizantes y productos químicos en la agricultura también es una causa específica a destacar, ya que genera una serie de desafíos ambientales, incluida la proliferación de mosquitos Anopheles más fuertes y resistentes”, destaca el biólogo.

Señala además que “los residuos de pesticidas y fertilizantes se filtran a través del suelo contaminando fuentes de agua cercanas, y si por ejemplo se fertiliza un lago, lo puede llenar de muchas algas, que pueden generar un nuevo hábitat más fuerte para mosquitos, y a su vez pueden disminuir la cantidad de oxígeno del agua afectando a otras especies como los peces, que son controladores biológicos de larvas e insectos; es todo un equilibrio ambiental que se ve afectado y genera incremento o disminuciones de las especies respectivamente”.

Información valiosa para controlar

“Es importante entender la dinámica del Anopheles y su entorno y realizar estudios antes y no solo cuando ya exista una alerta epidemiológica, sino tener toda la información del mosquito como  vector transmisor de enfermedades, sus formas, variaciones y comportamientos para tener mejor control sobre él”, aclara el investigador.

Por ejemplo, hace algunos años se hizo una campaña de erradicación donde fumigaron de manera extensiva e intensiva la región de la Orinoquia y la Amazonia con el insecticida DDT (dicloro difenil tricloroetanoes). “En efecto los casos de transmisión bajaron, pero el efecto colateral fue que los mosquitos que sobrevivieron crearon resistencia”, relata.

En su opinión, “se deben buscar enfoques más holísticos que incluyan la educación de las comunidades, por una parte, pero también la preservación del equilibrio ambiental, como estrategias efectivas para cohabitar con el mosquito y así mismo controlar la transmisión de la malaria”.

En definitiva, entender las variaciones morfométricas en el mosquito Anopheles proporciona información valiosa para futuras investigaciones que sirvan para diseñar estrategias de control más efectivas, pues identificando cómo responden a los cambios ambientales y a la intervención humana, los científicos y los profesionales de la salud pueden desarrollar estrategias para controlar la propagación de enfermedades transmitidas por vectores.

¿Dónde y cuándo pescar pargo rojo o atún? Pescadores podrían saberlo gracias a la estadística

 Con un 95 % de confiabilidad, un modelo estadístico diseñado por expertos de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) determina las zonas en las que la temperatura y la salinidad hacen fluctuar pargos rojos, sierras, merluzas o atunes barriletes, entre otros peces, en 4 puntos frecuentados por pescadores del Pacífico colombiano, un aporte que les ayudaría a saber con mayor certeza en qué momento y lugar realizar su faena.

Con el resultado principal del proyecto “Efectos del cambio climático en la producción pesquera y en la biodiversidad en el Pacífico”, Yessica Natalia Ramírez, magíster en Estadística de la UNAL, le ayuda a esta población a hacerle frente a una crisis ambiental que cada vez dificulta más su labor, pues el calor no da tregua en las aguas de nuestros mares.

Para desarrollar el modelo estadístico ella utilizó los lenguajes de programación Python y Rstudio, además de una herramienta de sistema de información geográfico (SIG) para analizar grandes bases de datos públicas del Instituto Colombiano de Desarrollo (Incoder), entidad que desde 1979 ha recopilado información sobre las toneladas y desembarques pesqueros en el país –en este caso en el Pacífico colombiano–, discriminando por tipo de pez.

También se usaron los datos recogidos por el grupo de Investigación en Recursos Hidrobiológicos de la UNAL Sede Palmira en los 4 puntos del Pacífico estudiados, sobre temperatura, salinidad y profundidad a lo largo del tiempo, además de información de sensores remotos internacionales de acceso abierto que tienen valores y características de distintas zonas marítimas del mundo.

Dichos puntos estaban definidos en una porción del océano delimitada en un “polígono”, así: por el oriente con la costa Pacífica de Colombia, a unos 750 km, con la costa ecuatoriana a 270 km, y con Panamá a 770 km.

Disminución de la salinidad influye en poblaciones de peces

Los análisis permitieron tener mapas en los que era más frecuente encontrar las especies estudiadas, teniendo en cuenta un análisis espacial en 3D a profundidades de 0,5, 41 y 86 m bajo la superficie del océano. Esta información estaba en formato NetCDF (Network Common Data Form), empleado para analizar grandes volúmenes de datos en campos como la climatología y la oceanografía.

“Este ejercicio evidenció que con el pasar de los años y el aumento de la temperatura disminuye la salinidad a distintas profundidades, lo cual dificulta la aparición de algunas especies en las zonas de pesca”, asegura la magíster.

Con respecto a la temperatura, además de su confiabilidad del 96 %, con el método se estableció que el pez dorado, el pargo lunarejo y el atún barrilete son las especies con la mayor probabilidad de aparición en las 4 zonas estudiadas, en las cuales se determinó una temperatura de entre 23,4  y 24,2 °C y una probabilidad del 42 % de ser capturados, contrario a especies como al atún alerta amarilla o el pargo rojo, con apenas un 13 % de probabilidades.

En cuanto a la salinidad, que oscilaba entre 31,8 y 33,2 PSU (unidades prácticas de salinidad), los más frecuentes fueron el dorado y el pargo lunarejo, con entre 20,32 y 33,09 % de posibilidades de captura, mientras que los demás peces podían tener 1 % o menos de aparición, como el atún alerta amarilla.

Los análisis permitieron tener mapas de la frecuencia por cada lugar y para los 7 tipos de pez estudiados, en un análisis espacial en 3D que tuvo en cuenta un concepto: la curva de cada característica en profundidades de 0,5, 41 y 86 m bajo la superficie del océano (evaluando los pixeles en cada imagen con la mayor probabilidad de presencia de estos animales), que se obtuvieron en archivo NetCDF, empleado en grandes volúmenes de datos en campos como la climatología y la oceanografía.

“Aunque este es un primer paso para entender la distribución espacio-temporal de estas zonas del océano Pacífico, aún falta mucha más investigación para tener claridad sobre lo que ocurre con las profundidades en que se han realizado mediciones, así como con los datos sobre los desembarcos pesqueros y las especies que traen allí, ya que hay un subregistro de los puertos”, indica la magíster, quien contó con la dirección del profesor Viswanathan Arunachalam, del Departamento de Estadística.

Optimizan “cajita” que produciría agua dulce en zonas desérticas como La Guajira

 Se estima que en el aire hay 6 veces más agua de la que se encuentra en todos los ríos de la Tierra. Por eso, mediante un dispositivo sencillo y de bajo costo, se obtendrían hasta 900 litros de agua dulce al día en zonas desérticas o con alto estrés hídrico. Carbones activados, provenientes de residuos de plástico PET (como envases y botellas), absorben las moléculas de agua que circulan en la atmósfera durante la madrugada, para luego liberarlas a partir de evaporación con la luz del sol.

Aunque el aire es una fuente rica y renovable de agua dulce, en el pasado los estudios en torno al tema representaron grandes retos, pues no se tenía el conocimiento ni la tecnología suficiente para avanzar en nuevos desarrollos.

Sin embargo, en 2009 los profesores Farid B. Cortés y Farid Chejne Janna, de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín, diseñaron un mecanismo para obtener este líquido vital que en Colombia sigue sin estar disponible para el 25 % de la población, según el DANE.

El dispositivo, similar a una caja de cristal, ha sido mejorado durante los últimos años por estudiantes como Dahiana Galeano Caro, quien para su tesis de maestría en Ingeniería Química desarrolló un material para capturar el agua: carbones activados hechos a partir de residuos de plástico PET, uno de los más contaminantes por producirse para un solo uso.

“A diferencia de una esponja que absorbe y ‘suelta’ con facilidad, el carbón activado adsorbe, es decir, fija en su superficie para después ‘producir’ el agua”, explica la magíster.

En el laboratorio trabajó con residuos PET obtenidos de un punto de reciclaje ubicado en Bogotá. Los lavó, los secó a una temperatura no mayor a 150 °C y les adicionó compuestos como hidróxido de potasio, y por último los pasó por otros procesos de temperatura y los filtró.

“Aunque el resultado es similar al carbón convencional, a estos los hicimos aún más especiales modificándolos superficialmente con ácido nítrico, que es muy afín con moléculas polares, y por ende adsorbe gran cantidad de agua”, agrega.

Para establecer comparaciones de calidad, también trabajó con carbones activados comerciales, obtenidos a partir de residuos agroindustriales de café y coco. “Los caracterizamos física y químicamente y encontramos que aquellos sintetizados a partir de residuos PET tenían mayor área superficial y mayor cantidad de grupos oxigenados, lo cual maximiza su interacción con moléculas de agua”.

A escala de laboratorio probó su capacidad de adsorción con resultados muy favorables, pues materiales de la misma naturaleza química habían mostrado una capacidad de adsorción de 0,7 gramos de agua por gramo de material seco (g/g), mientras que con el material desarrollado retuvo 1,5 g/g, es decir más del doble.

Se probó en Medellín

Los carbones activados se ubican en el centro de una caja de 20x20x8 cm. “Además tenemos otra, un poco más grande, que funciona como condensador. Su diseño y funcionamiento son bastante sencillos, pues se espera que opere en lugares complejos como La Guajira, donde suele haber largos períodos de sequía”.

Para obtener el agua se pone la primera caja al aire entre el final de la tarde y la madrugada, cuando la temperatura está más baja, hay mayor velocidad del viento y mayor humedad relativa. “Al día siguiente cerramos el dispositivo y lo exponemos al sol, para que aumente la temperatura interior y se dé la liberación del agua (desorción), en este caso mediante evaporación”.

Durante este experimento, realizado en Medellín, se registró una eficiencia del 87 %, por lo que se calcula que se podría producir alrededor de 1 litro de agua cada día. “Sin embargo, también hemos hecho pruebas en el desierto de la Tatacoa (Huila) y en Santa Fe de Antioquia, con el fin de evaluar distintas condiciones ambientales y meteorológicas, constatando que incluso con una baja velocidad del viento y bajas temperaturas –cercanas a los 30 ºC, por ejemplo–, puede condensarse agua”.

A futuro se espera optimizar el dispositivo con una rueda deshumidificadora, que permita un mayor flujo de aire y una mayor condensación de agua en menos tiempo. “Con un material comercial (sílice no porosa funcionalizada con cloruro de calcio) se pueden producir hasta 300 litros de agua al día, mientras que con nuestro material y la rueda deshumificadora se pueden alcanzar los 900 litros”.

De igual forma, se espera integrar un sistema de energía solar para que no dependa de la energía eléctrica. “La idea es masificar la tecnología, establecer alianzas con otras instituciones, formar un grupo interdisciplinario y tecnificar lo que ya hemos conseguido”, acota la investigadora Galeano.

Para determinar la potabilidad del agua producida será necesario hacer análisis fisicoquímicos y microbiológicos adicionales. Por lo pronto, el dispositivo se consolida como una alternativa para épocas de sequía o tiempos de escasez.

Métodos para detectar bacterias en la leche podrían mejorar

 Un estudio de Salmonella spp. y Staphylococcus aureus, bacterias causantes de problemas gastrointestinales y en casos graves shocks tóxicos, mostró que la prueba ELISA –basada en la detección de antígenos y anticuerpos, más sensible y rápida– podría ser un buen complemento para los procesos convencionales realizados en la industria láctea antes de la comercializar este importante producto de la canasta familiar.

Según la Organización Mundial de la Salud, cada año se registran cerca de 600 millones de enfermos y hasta 420.000 muertes por el consumo de alimentos contaminados, de ahí que la industria trate de controlar rigurosamente la presencia de microorganismos peligrosos para la salud.

Mientras que Salmonella spp. se halla en carne de aves, huevos, productos lácteos e incluso vegetales, pues forma parte del microbiota intestinal de los animales de sangre caliente, S. aureus, que forma parte tanto de la microbiota de las mucosas nasal y oral como de la piel de los humanos, puede llegar a cualquier alimento por mala manipulación, poca higiene o mal uso de elementos de protección.

“La leche de vaca es muy susceptible, ya que su gran contenido nutricional facilita el crecimiento de bacterias. Por eso el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (Icontec) tiene pautas claras para identificarlas antes de iniciar la distribución. Sin embargo, la mayoría de dichas pautas se basan en métodos tradicionales, aunque existen nuevas tecnologías, más sensibles y rápidas”, explica Luisa Fernanda Camacho Montoya, magíster en Ciencias - Biotecnología de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín.

Por eso ella evaluó su efectividad y la de otros métodos alternativos: “mientras el método tradicional se basa en el cultivo del microorganismo y requiere de infraestructura y mano de obra especializada, entre los métodos alternativos están los inmunológicos, como la prueba ELISA –que detecta la unión entre un antígeno y un anticuerpo– y los moleculares, como la PCR, que trabajan con fragmentos de ácidos nucleicos (ADN o ARN)”, señala.

En laboratorio, y con el acompañamiento de la profesora Olga Inés Montoya Campuzano, la magíster contaminó artificialmente leche ultrapasteurizada (UHT), es decir aquella que ya pasó por un proceso térmico extremo para eliminar contaminantes: “utilizamos este tipo de leche para garantizar su inocuidad. La inoculamos manualmente con las bacterias de interés y luego le aplicamos el método tradicional, la prueba ELISA y la PCR”.

Así encontró que aunque el método tradicional detectó exitosamente la Salmonella spp. no fue tan sensible para S. aureus: “como algunas muestras las diluimos, había baja presencia del microorganismo, y para esas nos arrojó falsos negativos”, explica la investigadora.

Por su parte la prueba ELISA fue muy efectiva para Salmonella spp., “con la ventaja de que es un proceso más rápido: menos de 2 días frente a los casi 8 días del método tradicional. Con la PCR no detectamos ningún positivo, probablemente porque en la manipulación de la muestra, o por su alta complejidad, se generó una interferencia”.

Al final, y de forma sorprendente, S. aureus no se detectó con ELISA ni con PCR, lo que tendría su explicación en que la leche tiene proteínas, lípidos y otras moléculas que también pueden interferir en las pruebas más sensibles: “concluimos que quizá los 30 minutos de incubación dispuestos para recuperar cantidades similares a las inoculadas no fueron suficientes para que el microorganismo creciera y generará las toxinas”.

Más allá de las condiciones ideales

Como en condiciones reales la leche puede estar contaminada con más microorganismos, la investigadora también inoculó estas dos bacterias junto a una benéfica: Lactococcus lactis, encontrada de forma “silvestre” por la profesora Mónica Durango en la microbiota natural de un derivado lácteo (queso doble crema).

“En este punto vimos que al estar las tres bacterias juntas recuperábamos mayor cantidad de S. aureus, por lo que presumimos que L. lactis inhibe el crecimiento de Salmonella spp., y esto a su vez facilita el crecimiento de S. aureus”, continúa.

Por último, evaluó leche cruda (que no ha pasado por procesos industriales) y encontró S. aureus de forma silvestre. “Pese a esto, cuando le inoculamos artificialmente Salmonella spp. y S. aureus, su detección y crecimiento disminuyó, lo que nos sugiere que hay un tipo de antagonismo y nos confirma que la confluencia de varios microorganismos puede afectar las pruebas convencionales, dejando así un camino abierto para nuevos estudios”.

Los detalles de esta investigación, junto con una tabla que resume los pros y los contras de cada método, están en la tesis “Evaluación de algunos métodos tradicionales de identificación para detectar Salmonella spp. y Staphylococcus aureus coagulasa positivaen leche”.