Proyecto sobre comunicación submarina de la UNAL captó el interés de la Armada de Estados Unidos

 Una iniciativa reciente de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Manizales propone utilizar la inteligencia artificial (IA) para estudiar cómo se transmiten las señales bajo el agua, entender las distorsiones y anticiparlas para mejorar la comunicación submarina. Su avanzado enfoque captó el interés de la Armada de los Estados Unidos, que financia esta investigación.

En telecomunicaciones, las señales de información viajan a través de canales como el inalámbrico y el óptico, y en este estudio el acuático. El canal inalámbrico, que abarca el espacio libre (el aire), genera distorsiones predecibles y corregibles con técnicas lineales, lo que significa que los efectos experimentados por la señal durante su transmisión son reversibles y permiten una reconstrucción relativamente sencilla.

Por otro lado, en algunos casos el canal óptico –como la fibra óptica– genera distorsiones irreversibles y requeriría procesamientos más avanzados de restauración de la señal.

En la actualidad se investiga el comportamiento de los canales acuáticos –en este caso submarinos–, un ambiente que contiene minerales que podrían afectar la transmisión de las señales.

A diferencia de los canales inalámbricos y ópticos, el acuático presenta desafíos únicos debido a su composición y a las variaciones en su entorno, lo que demanda la incorporación de análisis complejos para caracterizar y procesar las señales que viajan a través de este.

Para optimizar la transmisión de datos por canales submarinos, los investigadores de la UNAL Sede Manizales proponen incorporar técnicas basadas en IA para entender mejor las propiedades físicas del agua y sus componentes como la sal, permitiendo transmisiones más limpias mediante fuentes acústicas y ópticas.

Esta tecnología avanzada de ecualización de canal permite aumentar así la cantidad de datos transmitidos bajo el agua y la adaptación de los sistemas de comunicaciones submarinos a los cambios abruptos del medio marino.

“En el proyecto que presentamos, aprobado para su financiación por la Armada de Estados Unidos, proponemos estimar las condiciones del canal submarino, y a partir de ahí poder tomar decisiones relacionadas con la potencia, modulación y dirección de las señales que contienen información”, explica el profesor Neil Guerrero González, de la UNAL Sede Manizales, líder del proyecto en el que también participa el investigador David Márquez Viloria, candidato a Doctor en Ingeniería – Automática.

Comunicarse bajo el agua

Los sistemas de comunicación submarina utilizan señales de información acústicas y ópticas. Las fuentes acústicas son comunes por su capacidad para viajar largas distancias sin perder potencia, pero sufren de dispersión e interferencias que afectan la calidad de la transmisión. En contraste, las fuentes ópticas pueden transmitir mayor cantidad de datos debido al ancho de banda superior, pero son afectadas por las condiciones del agua que alteran la propagación de la luz por fenómenos refractivos, entre otros.

La necesidad de la Armada estadounidense es aumentar la cantidad de datos que se pueden transmitir bajo el agua; para lograrlo es crucial conocer a fondo el canal de agua y desarrollar algoritmos capaces de descifrar las señales. La caracterización detallada del canal y la recuperación eficiente de la información son fundamentales.

“En los últimos 10 años se ha empezado a aplicar la IA a la reconstrucción de señales ópticas y de luz, un avance significativo en este campo. Nuestra contribución se centra en las fortalezas que hemos adquirido en la caracterización y ecualización de canales, así como en el procesamiento de señales para mejorar la modulación de la información”, explica el docente Guerrero.

El concepto de canal en telecomunicaciones se refiere al medio a través del cual una señal viaja desde el transmisor hasta el receptor. En el caso del canal submarino, este está constituido por agua, la cual puede contener minerales y otros compuestos típicos de los ambientes marítimos, como sodio y cloro, que forman el cloruro de sodio (sal común), responsable de su sabor salado.

Otros minerales importantes incluyen magnesio, calcio y potasio. Además, el agua de mar contiene sulfato, que contribuye al equilibrio químico del océano, así como bicarbonato, que ayuda a mantener la proporción ácido-base. También se encuentran trazas de elementos como boro, hierro, manganeso, zinc y cobre.

El propósito de un canal es permitir que la señal transmitida llegue al receptor con la menor alteración posible, asegurando que a pesar de las modificaciones inevitables durante el viaje la señal recibida sea lo más similar posible a la original.

¿Los minerales afectan las ondas de luz?

Por su naturaleza, todos los canales modifican la información transmitida al absorber parte de la señal, alterar su frecuencia (proceso no lineal) o dispersar sus componentes frecuenciales (proceso lineal). A medida que la señal viaja a través del canal puede experimentar cambios debido a las características inherentes del medio. “En relación con el agua, queremos caracterizar su grado de linealidad o no linealidad, que es un primer ejercicio investigativo”, puntualiza el docente.

El segundo aspecto que se abordará es la señal que se transmitirá en el agua, la cual puede estar influenciada por los minerales presentes en el canal, cuyo grado de linealidad o no linealidad no se ha determinado. Esta señal es una onda electromagnética con frecuencias en el rango de los terahercios, es decir frecuencias de por lo menos 3 órdenes de magnitud superiores a las señales wifi.

Debido a su alta frecuencia, estas ondas de luz son susceptibles a las alteraciones causadas por el canal. El objetivo es caracterizar cómo los minerales en el agua pueden afectar estas ondas de luz. Una ventaja de utilizar luz es que permite codificar una mayor cantidad de información frente a  otros tipos de ondas. Aunque las ondas acústicas –ampliamente estudiadas en el contexto de la tecnología de radares submarinos– también pueden viajar por el canal, este estudio se enfoca en las ventajas de la óptica.

“Esperamos dispersiones altas, desviaciones en los ángulos de lanzamiento de la luz cuando estén viajando por el agua, lo cual nos permitiría establecer cómo anticipar las distorsiones para mejorar la comunicación”, precisa el investigador Márquez.

Lo que se ha propuesto a la U. S. Navy es plantear datos plenamente conocidos por la transmisión y la recepción que tendrán inmersas condiciones conocidas de codificación. Esos se incorporarán en señales de luz que se lanzarán debajo del agua marina para que, en el momento de la recepción, se pueda determinar qué tanto se están afectado esos datos plenamente conocidos, y a partir de esas alteraciones  interpolar o intercalar información sobre cómo el canal de agua está afectando las señales.

Basuras y construcciones sofocan el manglar del caño Juan Angola, en Cartagena

 El análisis de fotografías aéreas e imágenes satelitales evidenció que los ecosistemas que rodean este manglar urbano –que va desde el puente Heredia hasta la bahía de Cartagena, en el puente Román– han ido desapareciendo. La construcción de nuevos barrios disminuyó el espejo de agua, que pasó del 13 % en 1985 al 9 % en 2019; además, mientras en 1993 el área ocupada era del 28 % en 2019 fue del 6 %, por lo que elementos naturales como lagunas, bosques y playas murieron definitivamente.

La Ley 62 de 1937, por la cual se decreta la construcción de varias obras de utilidad pública en Cartagena, permite “rellenar” los manglares con tierra, lo que ha facilitado urbanizar las orillas de los caños haciendo las modificaciones necesarias para el crecimiento de esta gran urbe.

“La vigencia de esta normativa demuestra que en Cartagena aún se desconoce el valor de los ecosistemas de manglar, a pesar de que desde 1998 Colombia es signataria de la “Convención relativa a los humedales de importancia internacional, especialmente como hábitat de aves acuáticas” (o Convención Ramsar). Y aunque estos se nombran como ecosistemas estratégicos, se conciben como áreas de expansión urbana, incluso en contravía de normas de protección y conservación globales que buscan preservarlos por ser esenciales frente a la crisis climática”, afirma el investigador Luis Fernando Sánchez Rubio, doctor en Ciencias del Mar de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín.

Un ejemplo de la degradación de estos ecosistemas es el caño Juan Angola, que llega hasta el Aeropuerto Internacional Rafael Núñez con otros 6 cuerpos de agua internos de la ciudad y un cauce de más de 12 km que cruza 11 barrios, desde la ciénaga de las Quintas y la laguna San Lázaro hasta Chambacú.

A partir del análisis de fotografías aéreas, ortofotos, e imágenes satelitales de 1985, 1993, 2003, 2009 y 2019, pertenecientes al archivo del Instituto Geográfico Agustín Codazzi, el investigador Sánchez evidenció que el caño Juan de Angola y sus ecosistemas han ido desapareciendo con el tiempo.

“Observamos que la aparición de nuevos barrios hizo que el espejo de agua del caño disminuyera su área, al pasar del 13 % en 1985 al 9 % en 2019; además, mientras en 1993 el área ocupada era del 28 % en 2019 fue del 6 %, y aunque se ha recuperado cerca de un 5 %, otros elementos naturales como lagunas, bosques y playas desaparecieron definitivamente”, explica.

Conocer para conservar

El investigador Sánchez señala que, “para completar la ecuación, los manglares de la ciudad están ubicados especialmente en áreas con realidades socioeconómicas complejas, y, en vez de ser fuente de desarrollo para la gente de los alrededores, benefician a otros que los convierten en lotes transables para construir edificios”.

Con este horizonte, él y el profesor Carlos Adrián Saldarriaga Isaza, adscrito al Departamento de Economía de la UNAL Sede Medellín, propusieron un modelo de desarrollo sostenible, es decir que busque el equilibrio entre el crecimiento económico, el bienestar social y el cuidado ambiental para redireccionar la industria del turismo hacia los lugareños.

Para esto plantearon una “valoración sistémica del manglar”, que implica considerar aspectos sociales, económicos y ambientales. “Recurrimos tanto a la indagación teórica como al trabajo de campo, y al final propusimos un proyecto alternativo en el que interactúan tres actores: la academia, la comunidad y la empresa”, explica el profesor Saldarriaga.

Así evidenciaron que el caño sigue siendo hábitat de múltiples especies de peces –entre ellos sábalo (Megalops atlanticus) y lisa (Mugil incilis)–, la mayoría de los cuales se capturan en la pesca artesanal.

Así mismo, en un muestreo realizado en compañía de algunos miembros de la comunidad, también observaron aves en época seca y semihúmeda y encontraron 54 especies –28 terrestres y 26 acuáticas–, entre ellas garcitas, garzas amarillas, pelícanos comunes, mariamulatas y sirirís.

“También medimos la vegetación del ecosistema y confirmamos la presencia de las 4 especies de mangle (blanco, rojo, negro y zaragoza) y su capacidad de recuperación, pues observamos plántulas circundantes en cada transecto. Además caracterizamos a la comunidad residente en los 7 barrios de las márgenes del caño, con base en la encuesta diagnóstica de la Fundación Planeta Azul Caribe (Fupac)”, menciona el profesor Saldarriaga.

También se aplicaron 46 encuestas que arrojaron que el 53 % de los entrevistados cree que una de las mayores dificultades para preservar y aprovechar el caño se relaciona con los intereses de actores políticos que se vinculan con empresas que, en la mayoría de los casos, no tienen en cuenta los preceptos de la sostenibilidad.

Gobernanza colectiva

Los investigadores señalan que “tras 6 años de trabajo hemos logrado valorar el sistema de manglar urbanizado, sistematizando los intereses de los diferentes grupos sociales en 3 líneas de acción y 7 estrategias de trabajo, así:

1. Educación: manejo de residuos; valoración del ecosistema y la biodiversidad, y apoyo al empresarismo.
2. Empresarismo: negocios tradicionales, mejores prácticas y sellos de calidad; y nuevos negocios hacia el turismo consciente.
3. Planeación participativa: talleres profesionales; comunidades y empresas y articulación con la institucionalidad.

Estos puntos son un precedente de monitoreo ambiental en Cartagena, el cual plantea continuar con las mediciones naturales y las metodologías establecidas para luego correlacionar los avances y resultados con las variables sociales.

“Seguir la tabla de indicadores, en la que se pueden consignar datos como los kilogramos de abono recuperado (en la estrategia de manejo de residuos, por ejemplo) o el número de nuevos negocios  con sellos de calidad (en la línea de empresarismo), es útil para determinar los avances y proyectar decisiones”, precisa el profesor.

Los resultados, que por ahora se mantienen en una prueba piloto, son una línea base para promover trabajos similares de gobernanza y cuidado ambiental en otras zonas del país.

“Placas” de titanio removerían cromo cancerígeno de aguas residuales industriales

 Uno de los principales responsables de la contaminación del agua en el mundo es el cromo hexavalente, metal utilizado en la industria para proteger de la corrosión piezas como parachoques, llantas, grifos y accesorios de baño. Sin embargo, al ser muy tóxico puede penetrar las células hasta causar enfermedades letales como el cáncer. Mediante el uso de láminas elaboradas a partir de dióxido de titanio y partículas de níquel se purificarían las aguas residuales de esta industria hasta en un 98 % antes de ser arrojadas a ríos y quebradas.

Juan Pablo Velásquez Tamayo, magíster en Ciencias-Física, de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Manizales, explica que, “dichas láminas son ideales para aplicar fotoelectrocatálisis, técnica que combina luz ultravioleta o UV y la electricidad para convertir el cromo hexavalente, que es muy tóxico, en cromo trivalente (una variante)  más seguro y fácil de eliminar del agua”.

“Mientras el dióxido de titanio usa la luz UV para activar reacciones químicas, el níquel mejora la conducción de electricidad, lo que hace que el proceso sea más eficiente”, señala. 

Un aspecto interesante del trabajo es que se está aplicando una solución efectiva para reducir la contaminación por cromo hexavalente, y, además, se están utilizando los principios de economía circular, “al reutilizar las aguas residuales del niquelado como fuente de níquel para sintetizar estos recubrimientos. Esto reduce costos y promueve un modelo más sostenible”, destaca el investigador Velásquez Tamayo.

El experimento consistió en extraer dos muestras de agua contaminada con cromo hexavalente y, en cada una poner una placa metálica recubierta, diseñada para activar sus funciones fotocatalíticas cuando se exponen a luz ultravioleta. Además, estas se conectaron a energía eléctrica para potenciar el proceso.

Sí descontamina

En los experimentos, los recubrimientos de mostraron una eficiencia sobresaliente para reducir. Uno de los recubrimientos, con un diseño específico denominado “ciclo útil de trabajo del 2 %”,  eliminó más del 98 % del cromo hexavalente incluso después de 16 ciclos de uso. Este resultado destaca la durabilidad y efectividad del material.

El proceso también fue evaluado bajo diferentes condiciones, como la concentración inicial de cromo hexavalente y la tensión eléctrica aplicada. El investigador determinó las condiciones óptimas para maximizar la reducción del contaminante, ajustándose a un modelo matemático que predice su comportamiento.

Esta tecnología podría transformar el tratamiento de aguas residuales en industrias como el cromado y el curtido de cuero, dos de las principales fuentes de contaminación por cromo hexavalente. Al reutilizar aguas residuales del niquelado, se reduciría la generación de desechos y se promueve una gestión más sostenible de los recursos.

Desde una perspectiva ambiental, la reducción de cromo hexavalente contribuirá a proteger los ecosistemas acuáticos y la biodiversidad. En el ámbito social, esta tecnología podría prevenir enfermedades graves relacionadas con la exposición al cromo, mejorando la calidad de vida de las comunidades cercanas a industrias contaminantes.

Aunque esta investigación aún se encuentra en fase experimental, sus resultados son alentadores. El siguiente paso será escalar la tecnología para implementarla a nivel industrial. Esto requerirá colaboración entre la academia, el sector industrial y las autoridades ambientales.

¿Sabe por qué duran poco los crisantemos que regala en San Valentín?

 Al parecer, esto ocurre porque durante su cultivo se aplica un producto comercial que, aunque les ayuda a crecer y a tener el tamaño idóneo para la vida de florero, no es suficiente para disminuir el amarillamiento de las hojas, producido por falta de oxígeno y nutrientes, un proceso que suele suceder en un promedio de cinco días; así lo determinó una investigación que probó un “ingrediente” especial que aumenta hasta ocho días la vida útil del crisantemo.

Según datos del Centro de Innovación de la Floricultura Colombiana (Ceniflores) el sector floricultor del país cuenta con aproximadamente 8.900 hectáreas cultivadas, de las cuales cerca de 1.111 están en crisantemo. Además, el país produce más de 1.500 variedades de flores, de las cuales el 95 % tienen calidad tipo exportación siendo la rosa, la hortensia, el crisantemo, el clavel y la alstroemeria las especies más exportadas.

Al ser una especie nativa de China, la exposición a intensidad de luz directa en zona tropical puede reducir la calidad de las plantas, por tal motivo se siembran bajo cubierta plástica, en donde los factores ambientales son comúnmente vigilados para el control de la floración y morfología en un periodo deseado; para ello suelen utilizarse reguladores de crecimiento -tradicionalmente hormonas- que sirven para modificar procesos como la prolongación de la vida florero y retraso del envejecimiento o senescencia de las plantas, principalmente.

Sin embargo, Sindy Lorena Dussán Currea, magíster en Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), afirma que existen cierto desconocimiento sobre los efectos de la aplicación de dichas sustancias y su impacto en el amarillamiento y la vida en florero del crisantemo.

Por eso, en las variedades o cultivares “Shrek” y “Bomber Green” ella probó un grupo de hormonas sintéticas llamadas citoquinas, adquiridas fácilmente de manera comercial, que han demostrado tener un efecto positivo en rosas, orquídeas o claveles, pues retrasan el envejecimiento y mantienen el color y la frescura del follaje en las plantas.

Concentraciones y altos costos

Primero se compararon los distintos lotes de la planta en los municipios de Madrid y el Rosal, lugares donde el crisantemo se cultiva tradicionalmente; a un grupo le aplicó el producto con citoquinas 6-BAP, y a otro, un concentrado de algas marinas cuyo efecto se ha venido estudiando.

Los resultados mostraron que al administrar concentraciones de 33.33, 66.6 y 100 microgramos por kilogramos de masa del producto 6-AP, en las plantas más susceptibles al amarillamiento del follaje se logró una duración de hasta 8 días en florero sin daño en sus hojas. Esto quiere decir que se mejora la vida útil de la planta e incluso se aumenta gracias a los compuestos que le ofrece el producto.

Pero esto no es todo, también realizó un experimento en el que indagó si las concentraciones de un reconocido compuesto químico, aplicado en el cultivo de flores para inhibir la formación de la fitohormona giberelina -que regula el crecimiento y la longitud del tallo-, son las necesarias. Este producto hace que la planta tenga los 80 centímetros deseados tanto para el productor como el consumidor final.

Para ello, en dos grupos de crisantemos usó 6 concentraciones distintas del inhibidor de giberelina, desde 1.750 miligramos por kilogramo hasta 8.750; los resultados mostraron que no hubo diferencia en la longitud que alcanzaron los crisantemos, por lo que aplicar tanto una como otra concentración no hace la diferencia para las plantas, pero si para el bolsillo de los productores, que están gastando de más.

La magíster explica que los resultados de su trabajo es un gran avance para entender mejor el por qué ocurre el amarillamiento en las plantas, un problema en el follaje marcado como efecto de la remoción de nutrientes desde las hojas hacia la parte inferior del crisantemo durante su crecimiento y desarrollo.

“El inhibidor de giberelina siempre se debe usar en los cultivos, pues el objetivo para los productores es tener el tamaño ideal para fechas como San Valentín y el Día del Amor y la Amistad, pero el uso de estos productos es costoso y dosis muy altas se hacen innecesarias; adicionalmente, se le atribuyen bondades como las de mantener o aumentar el color verde oscuro en las hojas, pero esto no necesariamente ocurre. El trabajo da una hoja de ruta para que los cultivadores optimicen sus recursos”, anota.

Escala describe el amarillamiento

En la investigación, que tuvo como directores a los profesores de la UNAL, Diego Miranda Lasprilla y Helber Enrique Balaguera, también se elaboró una escala para describir el amarillamiento del follaje, en ella se explica cómo se extiende el daño desde los bordes hasta el centro de las hojas.

“Esta es una primera aproximación, pero es importante resaltar que cada cultivo de crisantemo tiene especificidades, y requiere de un estudio individual para determinar las concentraciones del inhibidor de giberelina que hay que usar”, indica la experta.

Añade que, la curva de crecimiento que se estableció entre los cultivos estudiados da cuenta de que el uso de las citoquinas debería ser acumulativo, en cada fase del cultivo. Por otro lado, aún no se tiene certeza de la razón específica por la que las citoquinas comerciales hacen que algunas plantas mantuvieran su follaje verde intenso hasta dos días más en florero, por lo que se requiere de mayor investigación.

 

Pescadores del Pacífico crean junto a la UNAL un velero para la pesca artesanal

 En un astillero de Buenaventura, principal puerto del Pacífico colombiano, la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) completa el 70 % de la construcción del prototipo de una embarcación propulsada por energías renovables -como el aire-, e hibridas, con la que se espera una disminución en el consumo de combustible superior al 25 %. A más tardar en marzo de 2025 estará lista para pruebas en el mar.

A pesar de ser el motor económico y una tradición esencial para estas comunidades, la pesca artesanal se realiza en condiciones precarias ya que los pescadores afrontan jornadas de alto riesgo, expuestos a fuertes vientos, olas impredecibles y amenazas de delincuencia; asimismo, trabajan constantemente mojados y el agua que salpica dificulta la preparación de alimentos, además, duermen en improvisadas camas de plástico o tablas y carecen de espacios como baños.

El prototipo incorpora materiales como la fibra de vidrio, madera y adaptaciones internas que mejorarán la operatividad y la seguridad para las faenas que suelen durar más de tres días en las álgidas aguas del Pacífico colombiano.

Aunque la vela es el principal paradigma tecnológico con el que funcionará la embarcación, especialmente en altamar donde los vientos se hacen más intensos, el prototipo contará con un motor ubicado en la parte interior (intraborda) para prevenir los robos con los que lidian los pescadores durante las faenas.

De igual manera, el diseño incluye un baño, resultado de las discusiones sobre la privacidad y necesidades, especialmente de las pescadoras, quienes no cuentan con este espacio en las barcas tradicionales; este ajuste garantizará la comodidad y promoverá la equidad en el oficio.

La embarcación es uno de los principales resultados del diálogo de saberes entre la academia y las comunidades, que converge en el proyecto “Econavipesca del Pacífico: ecosistema para la navegación pesquera sustentable en el municipio de Guapi, Cauca”. Este apuesta por desarrollar un sistema de pesca sustentable para la cadena pesquera en el municipio de Guapi, que reduzca la dependencia de combustibles fósiles que en la actualidad demanda gastos importantes en la realización de faenas de pesca y que generan impactos ambientales en la realización de dicha actividad.

“El proyecto invitaba a reducir el consumo de combustibles fósiles y promover las energías alternativas: primero, el viento es gratis, y segundo, contamos con la experiencia exitosa de pescadores artesanales de Cabo Blanco en el norte de Perú que utilizan vela y funcionan sin motor”, explica el profesor David Artemio Ríos Méndez, de la UNAL Sede Palmira, quien lidera los procesos de habitabilidad, ergonomía y usabilidad en la definición de la embarcación.

La iniciativa combina tradición e innovación y recupera el uso de la vela como una tecnología tradicional. Esta es liderada por la UNAL Sedes Medellín y Palmira junto la Universidad del Cauca, en alianza con la Agencia Sueca de Cooperación para el Desarrollo Internacional (ASDI) y las universidades Lund y KTH de Suecia, y con la participación de la asociaciones de pescadores: Asociación de Servicios Pesqueros de Pescadores Artesanales de Guapi (Aservipesca), Asociación Renacer Progresista Guapireño y Asociación Nueva Bellavista de la comunidad indígena Eperara Siapidara.

El desarrollo, que inicialmente se planeó en Guapi, se trasladó a Buenaventura por condiciones técnicas; allí, en un astillero local, avanza su construcción con apoyo de la comunidad y expertos en ingeniería naval. Se espera que la embarcación esté lista para pruebas en el mar entre febrero y marzo de 2025.

Proyección pedagógica y sostenible

El enfoque cultural y social del proyecto Econavipesca ha incluido actividades como regatas y capacitaciones con las comunidades pesqueras del Pacífico, para fomentar la apropiación de esta tecnología entre las comunidades locales, es decir, que la gente la asuma y la apropie. “Queremos que la embarcación inspire a las nuevas generaciones a permanecer en sus territorios”, señala el profesor Ríos.

Como parte del proceso han desarrollado materiales educativos, incluido un corto documental producido por la UNAL Sede Medellín para visibilizar la historia de la vela contada desde sus protagonistas a partir de los recuerdos y experiencias de sus ancestros, en el que se destaca su potencial para transformar la pesca artesanal y rescatar el patrimonio cultural de los pescadores, ya que entre 1970 y 1980 esta fue desplazada por motores fuera de borda que funcionan con gasolina, encarecen la labor y contaminan el ambiente.

El proyecto, además de integrar la experiencia de pescadores artesanales de Perú y clubes de vela locales para integrar aprendizajes y garantizar su sostenibilidad, se amplió con actividades que involucraron a niños y adultos a través de talleres y encuentros que se convirtieron en espacios para reflexionar sobre la importancia de las prácticas tradicionales y los retos de la modernización tecnológica.

Una vez finalizada la construcción, el prototipo será trasladado a Guapi para realizar recorridos pedagógicos y capacitar a pescadores locales en su uso y mantenimiento. Actualmente, ultiman detalles en la fabricación del mástil y la confección de la vela, que se realiza con lienzos modernos en colaboración con artesanos locales.

Bolsas de semilla de mango serían una alternativa a los plásticos tradicionales

 Las biopelículas hechas a partir de residuos de mango se convertirían en una solución ecológica para reemplazar las bolsas de plástico de un solo uso. Este innovador material, desarrollado por Stephania Hurtado Páez, estudiante de la Maestría en Ciencias - Física de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Manizales, no solo es biodegradable, sino que además se degrada en agua caliente (70 °C)

En la investigación se utilizan residuos industriales de esta fruta para desarrollar biopelículas biodegradables que reemplazarían los empaques plásticos convencionales. “Estamos aprovechando las semillas de mango, que normalmente se desechan, para extraer almidón y fabricar un material similar al plástico pero que se degrada fácilmente”, explica la magíster.

El proceso comienza con la recolección de las semillas de mango provenientes de residuos industriales, como los generados durante la producción de pulpa. Estas semillas se lavan y pelan para extraer el cotiledón, o almendra interna, que contiene un alto porcentaje de almidón.

Uno de los mayores desafíos es evitar el pardeamiento, es decir el oscurecimiento de la semilla, un fenómeno que afecta la calidad del almidón. Para ello, la investigadora Hurtado utiliza un agente limpiador a base de limón concentrado.

El almidón limpio se seca en un horno de convección a 40 °C durante 8 horas; luego se tamiza para eliminar impurezas y obtener un producto listo para fabricar las biopelículas, un paso crucial ya que determina la calidad del material final.

El siguiente paso es crear las biopelículas, un material con el que se busca una alternativa ecológica al plástico tradicional. Para mejorar las propiedades mecánicas del almidón –como resistencia y durabilidad–, la investigadora lo combina con gelatina. “El almidón de mango tiende a ser muy elástico, casi como un chicle, pero tiene poca fuerza, por lo que la gelatina ayuda a que el material sea más firme y menos estirable”, explica.

La mezcla se calienta hasta alcanzar el punto de gelatinización del almidón y luego se vierte en moldes de silicona. Para garantizar una textura homogénea se utiliza un sonicador, dispositivo que emite ondas de ultrasonido para eliminar burbujas y asegurar una distribución uniforme. Por último, las biopelículas se secan en un horno de convección durante 14 horas y se obtiene un material flexible y ligeramente elástico, con un acabado homogéneo.

“El almidón de mango combinado con gelatina adquiere una textura similar a un plástico delgado, pero con la ventaja de que es biodegradable y suave al tacto, característica que permite que las biopelículas se adapten bien a distintas formas y aplicaciones, convirtiéndolas en una opción versátil para empaques; es impresionante ver cómo se deshacen en agua caliente, algo que no ocurre con los plásticos convencionales”, describe la investigadora Hurtado.

Aunque el trabajo está en una etapa inicial, los resultados prometen aplicaciones concretas, especialmente en la industria de empaques alimenticios. “Estamos explorando la posibilidad de utilizar estas biopelículas en empaques internos, como los que contienen porciones dosificadas dentro de un empaque principal”, señala la magíster. Este enfoque sería particularmente útil para productos como pulpas de fruta, que requieren envases individuales para su comercialización.

No obstante, antes de que estas biopelículas se puedan comercializar es necesario hacer pruebas adicionales para garantizar su compatibilidad con alimentos y su viabilidad en diferentes condiciones. “La investigación llega hasta un punto, pero hay que realizar estudios de compatibilidad y seguridad para su uso en productos de consumo”, agrega la magíster.

Implicaciones ambientales y sociales

El impacto potencial de este producto va más allá de reducir residuos plásticos, ya que también aborda el problema de los desechos agroindustriales, que a menudo se queman o se desechan de manera inadecuada generando emisiones de CO₂ y otros problemas ambientales. “Con esta investigación buscamos cerrar el ciclo de los residuos de mango, transformándolos en un recurso valioso”, sostiene la magíster.

Además el proyecto impactaría positivamente a las comunidades rurales y agroindustriales, al ofrecerles nuevas oportunidades para el aprovechar loa desechos y generar materiales sostenibles. Este enfoque también está alineado con los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU, particularmente en lo relacionado con la producción y el consumo responsables.

“Es emocionante pensar en el potencial que tienen estas biopelículas. Aún hay mucho por explorar, pero estoy segura de que estamos en el camino correcto para crear una alternativa viable y sostenible”, concluye la magíster Hurtado. Con investigaciones como esta, el futuro de los empaques sería mucho más verde y amigable con el planeta.

Desarrollan extracto de hojas de lavanda en aerosol que evitaría la corrosión del acero

 Los extractos de lavanda están revolucionando la lucha contra la corrosión del acero, ofreciendo una solución eficiente y sostenible. Con una capacidad de inhibir el deterioro metálico en un 85 %, estos recubrimientos naturales no solo prolongan la vida útil de los materiales, sino que además reducen el impacto ambiental, generando hasta un 30 % menos de residuos tóxicos que los productos comerciales.

 La Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Manizales realiza una investigación innovadora  que transformaría la industria de la protección contra la corrosión. A partir de las hojas de lavanda se desarrolló un inhibidor natural que retrasa significativamente el proceso de oxidación en materiales metálicosLa Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Manizales realiza una investigación innovadora. Este enfoque sostenible promete reducir el impacto ambiental de los productos químicos tradicionales, abriendo la puerta a aplicaciones en sectores como la construcción, la manufactura y la energía.

Su producción resulta hasta un 50 % más económica, por lo que este inhibidor natural se consolida como una alternativa prometedora para reducir la contaminación de las industrias de pinturas anticorrosivas. Además, las pruebas realizadas han demostrado su efectividad durante al menos 72 horas de exposición continua en ambientes agresivos en un potenciostato-galvanostato capaz de acelerar el proceso de corrosión hasta 20 años.

La idea de utilizar lavanda nació del interés por encontrar alternativas sostenibles a los inhibidores de corrosión convencionales, los cuales suelen estar compuestos por sustancias tóxicas que contaminan el medioambiente. “Decidimos explorar el potencial de las hojas de lavanda debido a su composición química rica en compuestos antioxidantes y aceites esenciales”, explica Santiago Ocampo Palacios, estudiante de Ingeniería Física y miembro del Semillero de Investigación en Electroquímica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UNAL Sede Manizales.

El proceso comienza con la recolección de las hojas de lavanda en la región de Caldas, en donde las condiciones climáticas favorecen el crecimiento de esta planta. Posteriormente se someten a un procedimiento de extracción que permite obtener los compuestos activos responsables de inhibir la corrosión. Estos extractos se evalúan en laboratorio para determinar su efectividad en la protección de metales como el acero y el aluminio.

El método desarrollado por el equipo de la UNAL combina técnicas de extracción por solventes con análisis electroquímicos avanzados. En primer lugar, las hojas de lavanda se trituran y se procesan utilizando acetona como solvente, lo que permite obtener una solución concentrada de compuestos bioactivos.

Los extractos obtenidos se someten a pruebas de corrosión acelerada, sumergiendo muestras de metal en soluciones altamente corrosivas. “Aplicamos técnicas como la espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS), una técnica de análisis empleada para estudiar las propiedades electroquímicas de materiales, especialmente en el contexto de la corrosión y los recubrimientos protectores, con el objetivo de medir la resistencia de los metales al ataque corrosivo cuando están recubiertos con el inhibidor de lavanda”, detalló el investigador Ocampo.

Los resultados han sido alentadores: los metales tratados con el extracto de lavanda mostraron una reducción del 80 % en la velocidad de corrosión frente a aquellos que no recibieron tratamiento. Además, el inhibidor demostró ser efectivo incluso en ambientes altamente salinos, lo que amplía su aplicación potencial.

Uno de los aspectos más destacados de este proyecto es su contribución a la sostenibilidad. Los inhibidores de corrosión convencionales suelen contener metales pesados y otras sustancias químicas que representan un riesgo tanto para el medioambiente como para la salud humana. En contraste, el extracto de lavanda es biodegradable y no genera residuos tóxicos.

Además, el uso de un recurso natural como la lavanda fomentaría el desarrollo económico de comunidades rurales de Caldas. “Este proyecto tiene el potencial de crear cadenas de valor sostenibles, mediante las cuales los agricultores locales se beneficiarían del cultivo y suministro de lavanda para fines industriales”, señala el investigador.

A pesar de los avances logrados, el equipo de investigación enfrenta varios desafíos, uno de los principales es escalar el proceso de extracción para producir inhibidores a gran escala sin comprometer la calidad del producto. También se están realizando estudios para garantizar la estabilidad del inhibidor bajo diferentes condiciones ambientales y su compatibilidad con otros materiales.

El investigador enfatizó en la importancia de la colaboración interdisciplinaria: “este proyecto ha sido posible gracias tanto al trabajo conjunto de químicos, ingenieros y agrónomos como al apoyo de los laboratorios de la UNAL”. Asimismo se está explorando la posibilidad de establecer alianzas con empresas del sector industrial para llevar este innovador producto al mercado.

La investigación sobre el uso de lavanda para retrasar la corrosión representa un ejemplo del impacto positivo de la ciencia y la tecnología en la sociedad, ya que no solo aborda un problema técnico importante, sino que además promueve la sostenibilidad y el desarrollo económico regional.

En palabras del investigador: “este es solo el comienzo. Creemos que la naturaleza tiene mucho que enseñarnos y que podemos seguir encontrando soluciones innovadoras y sostenibles para los desafíos industriales”.

Con iniciativas como esta, la UNAL reafirma su compromiso con la investigación de vanguardia y la construcción de un futuro más sostenible.

Desaparición del bosque seco en Candelaria se evitaría con cooperación

 La expansión de la caña de azúcar y el crecimiento urbano han puesto en crisis el ecosistema del municipio de Candelaria (Valle del Cauca), con una amplia reducción de las áreas de bosque seco tropical, que junto con la monopolización del uso del agua suma un nuevo conflicto socioambiental para la región. Un estudio de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) propone una estrategia que fomenta la colaboración entre comunidades, autoridades y empresas para buscar soluciones a estos problemas.

Por su rica biodiversidad y su resiliencia en condiciones climáticas extremas, el bosque seco tropical es un ecosistema vital. Sin embargo en Colombia su cobertura ha disminuido hasta un 90 %, y en el Valle del Cauca se conserva apenas un 1,7 % de su área original, por lo que ahora es una de las regiones con menor representación en el país, con apenas un 9,46 % del territorio.

Dentro del valle geográfico del Cauca, Candelaria se establece ahora como un área crítica, por tener el mayor potencial de restauración de la región, y también por ser epicentro de una alarmante degradación ecológica.

Desde mediados del siglo pasado la expansión de los cultivos de caña de azúcar –que requiere grandes cantidades de agua para desarrollarse– desplazó el bosque seco tropical por el uso excesivo del suelo, y con ello también se dio escasez de los recursos hídricos. Esta situación provocó un conflicto en la comunidad, ya que el agua se destinó principalmente a la agricultura. En el municipio de estudio se ubicaron al menos 5 ingenios azucareros.

Aunque en 2020 se implementó una solución parcial con la ampliación del acueducto municipal, hoy la preocupación se centra en asegurar recursos hídricos suficientes, no solo para el abastecimiento humano sino también para la restauración del bosque seco tropical y la conservación de los humedales, que son esenciales para la recuperación ecológica de la región.

Más recientemente el crecimiento urbano ha transformado grandes áreas del municipio, destinando espacios previamente agrícolas o naturales para desarrollos inmobiliarios, lo que dificulta la conservación del bosque seco tropical.

Con cerca de 100.000 habitantes, en 2022 se vendieron en Candelaria más viviendas que en Palmira o Yumbo, del área de conurbación de Cali. Esto ha conllevado la construcción de infraestructura complementaria y mayor demanda de recursos hídricos.

Estos tres momentos que han transformado el paisaje en Candelaria fueron recogidos por el investigador Franklin Johan Posos Ramos para su tesis de la Maestría en Medio Ambiente y Desarrollo de la Facultad de Ciencias Económicas de la UNAL, a través de un minucioso análisis de datos históricos sobre las transformaciones ambientales del municipio.

El investigador construyó un panorama detallado sobre cómo los cambios en el uso del suelo han afectado la región, y planteó una estrategia basada en la gobernanza, que se refiere a la toma de decisiones conjuntas entre actores involucrados, adaptativa, y que podría abordar los retos tanto ecológicos como sociales en este territorio.

Todos ponen

“En general los modelos de gobernanza se basan en la comprensión y la interacción entre las entidades públicas y privadas y la comunidad. Esta integración es lo que caracteriza la mayoría de los procesos de gobernanza. Sin embargo, el proceso de gobernanza adaptativa se distingue por ser una forma de gobernanza ambiental, con características fundamentales, entre ellas: reconoce la complejidad de los recursos y considera la incertidumbre como un factor indispensable dentro del proceso”, explica el investigador.

Señala además que este enfoque ha sido ampliamente utilizado en el mundo, especialmente cuando las situaciones sociales ponen en riesgo la estructura de gobernanza establecida. Lo interesante de estos procesos es que, frente a emergencias que alteran el sistema de gobernanza, estas se estudian, analizan y comprenden para incorporarlas en las estrategias futuras.

“Para aplicarla en Candelaria identificamos cuatro elementos clave: el establecimiento de diálogos intersectoriales, la creación de instituciones multinivel, la comprensión de los ciclos ecosistémicos y la participación comunitaria”, señala el magíster Posos.

Para profundizar en cada uno de ellos, realizó entrevistas con representantes de la Alcaldía Municipal, la Corporación Autónoma Regional del Valle del Cauca (CBC) y organizaciones comunitarias, así como grupos focales con líderes ambientales, juntas de acción comunal y consejos comunitarios afrodescendientes.

Fue así como identificó una red comunitaria de actores, conformada por organizaciones juveniles, ONG y consejos comunitarios afrodescendientes, agrupaciones que utilizan la educación ambiental como estrategia principal para promover la conservación.

“Los grupos están conformados especialmente por jóvenes y colectivos juveniles. Su manera de abordar este problema difiere considerablemente de los conflictos tradicionales por el agua: en vez de recurrir a bloqueos con la fuerza pública, ellos suelen usar la educación ambiental como una estrategia de transformación, lo cual resulta esencial para implementar esta propuesta”, señala el magíster.

Sugiere además que el primer paso para implementar este modelo es que las instituciones estatales reconozcan el bosque seco tropical como un elemento vital para la sostenibilidad del municipio, lo cual implica no solo medidas técnicas como la reforestación, sino también el fortalecimiento de la identidad cultural y la educación ambiental.

 

Libélulas de la Amazonia, esenciales en el equilibrio ecológico del pulmón del planeta

 Estas especies depredadoras no solo regulan poblaciones de insectos como mosquitos y jejenes en los ecosistemas acuáticos y terrestres, sino que además actúan como indicadores de la salud ambiental, ya que ofrecen información crucial para conocer cómo preservar una de las regiones más biodiversas del país.

En la Amazonia colombiana, investigadores de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) y del Instituto Amazónico de Investigaciones Científicas Sinchi lideran un estudio pionero por entender la relación entre las especies y su entorno, apoyándose en la información de la Colección de Macroinvertebrados Acuáticos de la Amazonia Colombiana (Comac), la cual cuenta con información recolectada desde 2008 en más de 90 sitios de muestreo, convirtiéndola en una de las más completas de la cuenca.

Las libélulas –también conocidas como odonatos– desempeñan roles cruciales como depredadores en los numerosos hábitats acuáticos de la Amazonia, por lo que el estudio pretende determinar sus áreas de distribución y su relación con el hábitat, ya que en Colombia estos insectos se han estudiado muy poco en contraste con la Amazonia brasileña.

“Esta es la mayor colección de invertebrados acuáticos de la región, debidamente conservada y reconocida ante el Registro Nacional de Colecciones Biológicas (RNC). Está compuesta por organismos de áreas donde se ve la influencia de los Andes, el escudo guayanés o el bosque de planicie amazónica”, destaca el biólogo Iván González, estudiante de la Maestría en Estudios Amazónicos de la UNAL, quien desde hace varios años analiza estos organismos como investigador del Sinchi y curador de la Comac.

Interfluvios y biodiversidad: las libélulas como piezas del rompecabezas amazónico

La investigación aborda una perspectiva innovadora al explorar diferentes perspectivas de la diversidad en estos odonatos: alfa y beta, en los cuales la geografía amazónica juega un papel crucial. “Particularmente la diversidad beta está compuesta por especies compartidas o exclusivas entre diferentes puntos de la misma zona, por ejemplo grandes ríos como el Caquetá y el Putumayo, dividiendo la región en áreas con diversidades distintas que funcionan como barreras, las cuales estarían limitando el movimiento de algunas especies entre orillas, generando una regionalización natural en la Amazonia”, explica el biólogo.

Además, variables como el pH del agua, la temperatura y el estado de conservación del bosque determinan patrones de distribución de estas especies. “Trabajamos especialmente con estadios inmaduros de libélulas, los cuales, aunque no siempre permiten identificar las especies, sí proporcionan información valiosa sobre géneros y patrones ecológicos”, añade. Este enfoque busca comprender cómo la geografía y la heterogeneidad del entorno influyen en la distribución de las ninfas, es decir las libélulas en su fase juvenil, cuando tiene alas.

Las quebradas con alta heterogeneidad, incluyendo troncos, rocas y vegetación diversa, tienden a albergar una mayor riqueza de especies; la sombra y la regulación térmica proporcionadas por el  bosque circundante también son factores esenciales. “Las especies más pequeñas, con capacidad de vuelo limitada, ofrecen pistas valiosas sobre la biodiversidad local, mientras que las de mayor tamaño y mayor capacidad de vuelo tienen distribuciones más amplias; estos dos fenómenos nos pueden ayudar a entender la diversidad de estos organismos con una perspectiva más regional”, señala el magíster González.

Además de su rol ecológico al controlar las poblaciones que caza, las libélulas también son bioindicadores esenciales: su presencia y cantidad en cuerpos de agua refleja ecosistemas saludables y bien conservados. Esto las convierte en herramientas para monitorear cambios ambientales como la deforestación o la degradación de los ecosistemas. Sin embargo, el estudio busca ir más allá de estos efectos visibles y explorar procesos naturales aún poco entendidos en la Amazonia colombiana, enfoque que no solo contribuye a la comprensión científica de los ecosistemas amazónicos, sino que también refuerza la importancia de conservar su biodiversidad.

El proyecto resalta el papel de las colecciones biológicas como herramientas esenciales para estudiar y proteger los ecosistemas, más allá de cumplir una función de identificación de especies, que es igual de valioso, soportando su importancia como Patrimonio Nacional. “La Comac no solo es un repositorio de especies, sino también una biblioteca abierta para generar conocimiento. Con este trabajo queremos demostrar que las colecciones van más allá de la taxonomía y pueden ser herramientas útiles para investigaciones ecológicas”, señala el biólogo González.

A medida que avanza la investigación se busca validar hipótesis clave sobre la regionalización natural de la Amazonia y las dinámicas ecológicas que moldean su biodiversidad. Con estas iniciativas, la UNAL y el Instituto Sinchi fortalecen el entendimiento y la gestión de los recursos naturales promoviendo la conservación de uno de los ecosistemas vitales del planeta. Las libélulas, aunque pequeñas, demuestran ser gigantes en la búsqueda de respuestas sobre la preservación de la Amazonia, fundamental para el equilibrio ambiental del país y del continente.