Con altas temperaturas tratan lodos de las aguas residuales

 
La Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) El Salitre produce alrededor de 300 toneladas diarias de residuos orgánicos (biosólidos) resultantes del proceso de purificación del agua, los cuales se acumulan sin una disposición definitiva. Un ingeniero mecánico propone tratarlos a través de pirólisis, un proceso que usa altas temperaturas sin oxígeno para descomponer materiales y transformarlos en subproductos como carbonizados con potencial uso como fertilizante para suelos agrícolas.

Las aguas residuales que provienen del norte y centro de Bogotá llegan a la PTAR El Salitre, ubicada en el noroccidente de la ciudad, entre las localidades de Suba y Engativá. Estas aguas –que vienen de hogares, industrias y comercios– pasan por un proceso de tratamiento mediante el cual se eliminan primero los sólidos grandes, las arenas y grasas, y luego, en una etapa biológica, los microorganismos especializados descomponen la materia orgánica y así se mejora la calidad del agua.

Al final de este proceso se obtiene agua más limpia que se devuelve a los ríos, y también un residuo sólido compuesto por lodos y restos de materia orgánica: los biosólidos, que aunque son ricos en nutrientes como nitrógeno y fósforo, también pueden contener metales pesados como plomo, mercurio y arsénico, además de material patógeno como bacterias, por lo que es necesario aplicar un tratamiento adecuado antes de su disposición o su posible reutilización.

“Nuestro grupo, Biomasa y Optimización Térmica de Procesos (BIOT), recibió este problema y por eso estudiamos diferentes tecnologías para el procesamiento de la pirólisis. En este caso empleamos el reactor de lecho fluidizado”, explica Andrés Felipe Pardo Martínez, estudiante de la Maestría en Ingeniería - Ingeniería Mecánica de la UNAL Sede Bogotá.

La pirolisis es una técnica que permite transformar la materia orgánica en productos sólidos, líquidos y gaseosos. En esta investigación se enfocaron específicamente en los sólidos resultantes, conocidos como carbonizados, analizando su composición y posibles aplicaciones.

Pruebas de laboratorio

El proceso experimental comenzó con la recolección de muestras de biosólidos de la PTAR El Salitre, tarea adelantada por algunos investigadores del grupo; para avanzar en el estudio, en el laboratorio se sometieron dichas muestras a un tratamiento previo de secado y molienda.

Después el estudiante realizó pruebas en el reactor de lecho fluidizado que mantenía las partículas suspendidas mediante un flujo de aire a alta velocidad, lo cual mejora la eficiencia del calentamiento y la conversión de los biosólidos, lo que le permitió observar cómo las distintas temperaturas influían en su transformación.

Las pruebas se realizaron en un rango de temperaturas entre 700 y 900 °C y en la marcha, y además se identificó que a medida que se incrementaba la temperatura, la cantidad de material sólido generado disminuía.

“A 700 °C se obtuvo alrededor de un 54 % de carbonizados, mientras que a 900 °C bajó a un 42 %. Este fenómeno se debe a que, con temperaturas más elevadas, una mayor proporción de los componentes volátiles se libera en forma de gases y líquidos”, aclara.

Otro resultado que llamó su atención fue que, a temperaturas más altas, la cantidad de metales pesados en el carbonizado disminuía, ya que algunos se volatilizaban y dejaban el sólido más limpio. Además, el material obtenido tenía un alto contenido de cenizas, lo que sugiere que se podría usar en la agricultura, siempre y cuando se realicen más estudios para garantizar su seguridad.

“Los carbonizados que obtuvimos serían útiles en la recuperación de suelos degradados, pero necesitamos evaluar sus efectos a largo plazo”, afirma el investigador de la UNAL. Es importante destacar que algunos estudios de la Universidad ya han explorado el uso de materiales similares para mejorar la estructura y fertilidad del suelo, como en el cultivo de tomate.

Según el ingeniero, “el uso de un sistema de tratamiento como la pirólisis ayudaría a reducir la acumulación de estos residuos y disminuir los riesgos ambientales, a la vez que genera un material útil para la agricultura. Estamos ante una alternativa que no solo resuelve un problema ambiental, sino que además generaría beneficios en otros sectores”.

Basura espacial: miles de escombros de no más de 10 cm orbitan la Tierra

 Según la Agencia Espacial Europea (ESA), desde septiembre de 2024 las redes de vigilancia espacial están rastreando casi 37.000 objetos de más de 10 cm alrededor de la Tierra, incluso partículas más pequeñas que una moneda, que viajan a más de 35.000 km/hora, pueden arruinar un satélite crítico o poner en peligro a las estaciones espaciales internacionales. Los impactos pueden generar más basura, lo que aumenta la probabilidad de más colisiones, y a su vez más fragmentos de desechos.

Se estima que para 2030 habrá más de 58.000 satélites activos orbitando la Tierra, por lo que se espera que los impactos de basura espacial con instalaciones físicas aumente considerablemente. Para tal caso, es necesario que las agencias espaciales nacionales responsables establezcan canales claros para compensar a los damnificados por estos sucesos.

“Dejar objetos en órbita es una práctica común entre los países con acceso al espacio ultraterrestre, y cada vez más entre las empresas privadas que trabajan allí. Algunas piezas van hacia la Tierra y se desintegran en la atmósfera o impactan el suelo, otras nunca dejan de orbitar el planeta, por lo que se consideran como las más preocupantes”, afirma el geólogo David Tovar Rodríguez, codirector del Grupo de Ciencias Planetarias y Astrobiología de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL).

Según el experto, “si alguna vivienda es impactada por un pedazo de basura espacial, el seguro para propietarios debería cubrir los daños materiales; sin embargo, los daños que no cubra el seguro son mucho más complicados de recuperar, a pesar de que la normativa internacional establece que el país que lanzó el material que reingresó a la Tierra es el responsable”.

“En órbita la responsabilidad no es tan clara y las cosas son menos ordenadas. Los astronautas pueden perder algunos objetos o herramientas de trabajo mientras realizan sus operaciones allí. Las piezas desechadas de cohetes con combustible residual a menudo explotan accidentalmente creando muchos fragmentos más pequeños que viajan más rápido que los proyectiles disparados por un arma de fuego”.

Cuando China destruyó un satélite meteorológico que ya no era útil, generó aproximadamente 3.000 fragmentos rastreables de basura, la mayoría de los cuales aún orbitan el planeta. Sin embargo, el tamaño de dichos fragmentos no siempre es lo suficientemente grande para ser identificables, y aquí es donde comienza el problema, ya que tal vez haya 10 veces más fragmentos demasiado pequeños para ser detectados. La comunidad de científicos e ingenieros enterados de dicha situación estiman que hay más de 1 millón de escombros orbitando la Tierra, con tamaños que van de 1 a 10 cm.

De otra parte, el informe de Naciones Unidas Para toda la humanidad – el futuro de la gobernanza del espacio ultraterrestre, publicado en 2023, explica que entre 1957 y 2012 el número de satélites lanzados al espacio se mantuvo estable, con una media de 150 cada año, aunque a partir de 2013 la cantidad ha aumentado hasta alcanzar 2.470 en 2022.

El geólogo Tovar explica que “el desarrollo de nuevas tecnologías ha permitido reducir los costos de lanzamiento de objetos al espacio, lo que a su vez ha fomentado la participación del sector privado; gracias a ello, el número de satélites inscritos ante la Unión Internacional de Telecomunicaciones ha alcanzado los 1,7 millones, los cuales se podrán poner en órbita hasta principios de 2030”.

Torre de Babel espacial

La preocupación por los desechos espaciales va más allá de los daños a un satélite o una nave individual. Los operadores espaciales son muy conscientes de un peligro conocido como el efecto o síndrome Kessler, nombrado así por el científico de NASA Donald J. Kessler, quien en 1978, junto con Burton G. Cour-Palais, publicó un artículo en el que aseguraba que cuanto más aumentara el número de satélites, también lo haría la probabilidad de colisiones. A medida que estas aumentan se produce más basura espacial y el riesgo de nuevas colisiones crece. En una masa crítica, un solo choque desencadenaría una cascada imparable de colisiones, hasta el punto de que toda una órbita podría quedar inutilizada.

Estas advertencias sobre la creciente acumulación de desechos espaciales y sus consecuencias se ha vuelto más prominente, especialmente a medida que los satélites y otras tecnologías espaciales se multiplican, lo que aumenta el riesgo de que colisiones en órbita desaten un ciclo de destrucción imparable. Este fenómeno afectaría gravemente las comunicaciones globales, entre otros avances tecnológicos fundamentales.

Considerando que no solo Estados Unidos y varios países de Europa siguen lanzando satélites al espacio, sino que China, Emiratos Árabes Unidos, Corea de Sur o India también lo hacen, la preocupación en la comunidad científica internacional aumenta.

“Algunos consideran que la cooperación global es inexorable, argumentando que la comunidad espacial debería trabajar junta lo antes posible, aprendiendo de la evolución de otras tecnologías transformadoras como las redes de telefonía móvil e internet, teniendo en cuenta que la principal preocupación radica en cómo construir esta coordinación en ausencia de un sistema global”, indica.

¿Solución a la vista?

Según el informe de Naciones Unidas, las oportunidades del espacio ultraterrestre vienen acompañadas de riesgos si no se establece un régimen unificado de sostenibilidad espacial, o nuevos marcos de gobernanza entre los Estados. Por ejemplo, “ante el aumento exponencial del número de satélites, hace falta una mejor coordinación del tráfico y establecer una plataforma internacional para vigilar los riesgos de accidente y colisión y mitigar sus consecuencias”.

Entre las iniciativas de corto plazo está la liderada por la Agencia Espacial del Reino Unido y el sector privado, conocida como Cosmic (Cleaning Outer Space Mission through Innovative Capture), cuyo objetivo es retirar satélites británicos inactivos utilizando un brazo robótico. Según lo planeado, se espera lanzar Cosmic en 2027-2028 y contribuir a la disminución de potenciales  satélites que puedan ser impactados por basura espacial y así mitigar la cantidad de escombros que se pudieran generar en la próxima década. 

¡Atención! en noviembre hay que prestarles más atención a las lluvias sobre el río Bolo

 Así lo determinó la inteligencia artificial (IA) luego de analizar datos recopilados desde hace 20 años sobre las zonas aledañas a este río, ubicado entre los municipios de Palmira, Pradera y Candelaria (Valle del Cauca); con este aporte se generarían mejores planes de gestión del riesgo ante inundaciones o deslizamientos.

En estos municipios es indispensable dicha gestión, pues existen múltiples ejemplos del riesgo que enfrentan sus habitantes, alrededor de 60.000 personas. Por ejemplo, en la madrugada del 15 de junio de 2021 el cauce del río Bolo rompió el dique construido para contrarrestar su crecimiento, y arrasó con varias viviendas de la zona afectando a sus pobladores.

La deforestación –impulsada por la expansión de cultivos como la caña de azúcar y la ganadería extensiva– agrava la acumulación de agua en este afluente. Con 518.000 toneladas de azúcar exportadas al año, la presión sobre los bosques reduce la vegetación facilitando la erosión y aumentando el riesgo de deslizamientos e inundaciones. El cambio climático y el fenómeno de La Niña intensifican este impacto, haciendo urgente una mejor planificación agrícola.

Hoy los análisis sobre las mediciones de lluvias se realizan de manera general para todo el río Bolo, es decir para las cerca de 41.000 hectáreas de terreno por el que pasa, dejando por fuera un análisis más detallado de la cuenca alta, punto clave en el que se origina el cauce y que recibe toda la fuerza de las lluvias. Tales vacíos ocurren porque los modelos matemáticos y las simulaciones no cuentan con el suficiente detalle en términos de resolución espacial y temporal para hacer una predicción adecuada y efectiva.

Utilizando el poder la IA, el ingeniero mecatrónico Andrés Felipe Ruiz Hurtado, magíster en Ingeniería Ambiental de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira, quiso mejorar la capacidad de pronóstico de las precipitaciones o lluvias sobre este importante río de la región, para lo cual empleó algoritmos especializados capaces de encontrar los momentos del año en que hay una mayor o menor frecuencia.

“Las estaciones tienen limitaciones porque algunas toman los datos manualmente, es decir por algún operario; y existen otras que llevan desactivadas mucho tiempo, por lo que en ciertos puntos de la cuenca hay vacíos de información de hasta 10 años”, señala el investigador.

Pero esto no sería un problema para la IA, pues los algoritmos de lógica difusa, puestos a prueba en el lenguaje de programación Matlab, compensaron la falta de información, ya que en su funcionamiento se encarga de definir mejor los parámetros de análisis. Este avance mejoraría la precisión en la gestión del riesgo, limitada hoy por la falta de datos.

El estudio marca un hito en el uso de IA para la gestión del agua en Colombia, y su implementación permitirá no solo prever inundaciones y sequías con mayor precisión, sino que además ayudará a  prevenir deslizamientos y desbordamientos. Ahora el siguiente paso será poner los algoritmos en una plataforma web que les permita a los entes decisores analizar los datos en tiempo real.

¿Cómo se realizó?

Para el estudio se trabajó con datos de 21 estaciones pluviométricas de la cuenca del río Bolo, las cuales forman parte del monitoreo de entidades como el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (Ideam) y de la Corporación Autónoma Regional del Valle del Cauca, que cuentan con un consolidado de información desde 2000 hasta 2021.

“Históricamente en abril, octubre y noviembre es cuando se han dado valores más altos de lluvias en la cuenca alta del río Bolo, siendo noviembre particularmente lluvioso en la cuenca alta, mientras que entre junio y septiembre hay más sequías. Estos datos son indispensables para gestionar mejor el agua en el Valle del Cauca”, asegura el investigador Ruiz, del grupo de Monitoreo, Modelación y Gestión de Cuencas Hidrográficas (GECH), liderado por la profesora Viviana Vargas. 

A diferencia de los análisis tradicionales, los algoritmos de redes neuronales y lógica difusa permiten mapear con mayor detalle la distribución de lluvias en la cuenca del río Bolo. En los últimos 20 años su capacidad de predicción ha alcanzado un 88 % y supera a los métodos convencionales en la detección de anomalías regionales. Aunque su eficacia con datos más recientes aún se debe probar, estos modelos de IA se perfilan como herramientas esenciales para predecir eventos extremos asociados con el cambio climático.

Esta es una primera aproximación a la manera como se pueden mejorar las herramientas de medición y gestión del riesgo en el país, y sería una guía para que otros investigadores interesados exploren la evolución de lluvias en otros ríos, pues el riesgo de deslizamientos o inundación está latente en toda Colombia.

 

Ecocidio: ante mínimas sanciones proponen que sea penado por la Corte Penal Internacional

 Entre 2001 y 2020 la selva amazónica perdió más de 54,2 millones de hectáreas y factores como la agricultura y la ganadería extensivas, la minería y la tala ilegal, ponen en jaque este territorio, considerado por muchos años como el pulmón del mundo. Ante la ineficacia de las sanciones previstas en el Código Penal de Colombia contra estas prácticas, un experto propone incluir el ecocidio –cualquier acto ilícito o arbitrario, grave, sistemático, extenso y duradero contra el medioambiente– como quinta categoría de crimen de competencia de la Corte Penal Internacional (CPI).

En Colombia y el mundo los responsables de cientos de crímenes contra el medioambiente tienen mínimas sanciones penales, administrativas o pecuniarias. Estos daños, que solo en la Amazonia se traducen en la pérdida de una superficie forestal superior al tamaño de Francia, según Greenpeace, motivó al abogado Gerardo Antonio Durango Álvarez, doctor en Derecho y profesor del Departamento de Ciencias Políticas de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín, a analizar la propuesta de que sea un tribunal con vocación universal, como la CPI, el que proteja los derechos del medioambiente.

Aunque la CPI es un tribunal competente para juzgar delitos como el genocidio, los crímenes de lesa humanidad y de guerra, y la agresión, la destrucción masiva y sistemática del medioambiente –o ecocidio– no se encuentra tipificada en el Estatuto de Roma de 1998 (que rige a la CPI), debido a su visión antropocentrista, o cuidado del hombre.

Ante esto, el profesor Durango precisa que “una transformación que lleve a una perspectiva ecocentrista (cuidado del ambiente) de este tipo de acciones permitiría proteger la naturaleza como un sujeto autónomo de derechos”.

“La perspectiva antropocéntrica concibe la protección al medioambiente sancionando a quienes cometan daños al medioambiente, solo si está de por medio la protección del hombre. Ahora, desde una visión ecocéntrica, podemos decir que el hombre es un individuo más dentro de los ecosistemas y no se puede proteger a la naturaleza siempre en aras de proteger al hombre”, explica el académico.

Ecocidio como delito

Para su estudio, el profesor Durango analizó la falta de sanciones proporcionales a los responsables de causar daños graves y sistemáticos al medioambiente, y también la ausencia de cambios de paradigmas para ampliar las sanciones penales —que hoy son individuales— hacia la responsabilidad tanto de las sociedades como de las empresas y multinacionales.

Para ello acudió a la jurisprudencia de la Corte Constitucional de Colombia sobre la protección y garantía del medioambiente, precursora de la definición penal del ecocidio incluida en el art. 333 del Código Penal de Colombia, desarrollado por la Ley 2111 de 2021, y lo tipifica como “el daño  masivo y la destrucción generalizada grave y sistémica de los ecosistemas”. Dicha normativa estipula prisión de 60 a 135 meses, y multas de 167 a 18.750 smmlv.

Así, analizó la Sentencia T-622 de 2016, mediante la cual la Corte Constitucional le confiere derechos fundamentales al río Atrato como sujeto de especial protección, a la vez que protege derechos fundamentales de las comunidades ribereñas a la vida, el agua, la salud, los derechos ancestrales y el medioambiente sano.

También la Sentencia C-123 de 2014, que declara exequible el artículo 37 de la Ley 685 de 2001, o Código de Minas,

en el entendido de que en desarrollo del proceso por medio del cual se autorice la realización de actividades de exploración y explotación minera, las autoridades competentes del nivel nacional deberán acordar con las autoridades territoriales concernidas, las medidas necesarias para la protección del ambiente sano, y en especial, de sus cuencas hídricas, el desarrollo económico, social, cultural de sus comunidades y la salubridad de la población, mediante la aplicación de los principios de coordinación, concurrencia y subsidiariedad previstos en el artículo 288 de la Constitución Política.

También se basó en la definición conceptual de ecocidio y su inclusión como quinta categoría de crimen de competencia de la CPI.

“Tras la adecuación de la Ley 599 de 2000 a la 2111 de 2021, Colombia se convirtió en el primer país latinoamericano en incluir en su Código Penal la palabra ecocidio, seguido por Chile en 2023. No obstante, hasta ahora estos cambios no han producido sanciones ejemplares en contra de los ecocidas, además de no contemplar a empresas, sociedades e incluso al mismo Estado como causantes de esta destrucción”, agrega el experto.

Pocas sanciones

Para el académico, “las normas penales nacionales existentes no han frenado la sistemática tala de la selva amazónica, los derrames de crudo, el tráfico de especies y la caza furtiva, entre otros daños graves. Lo máximo que les puede suceder a los responsables es la imposición de sanciones económicas”.

Earth4All es una iniciativa internacional para acelerar el cambio de sistemas que necesitamos para un futuro equitativo en un planeta finito. Según su encuesta más reciente, el 77 % del Grupo de los Veinte (G20) (integrado por 20 países industrializados y emergentes de todos los continentes) está totalmente de acuerdo en que el ecocidio debería ser un delito penal que los líderes de grandes empresas o altos funcionarios del gobierno aprueben o permitan acciones que saben que causarán daños al medioambiente.

Frente a este resultado, el docente Durango señala que “incluir sanciones penales que también consideren a las personas jurídicas como causantes de estos crímenes contra el planeta llevaría a que gerentes, directores y personajes de altos rangos piensen dos veces antes de causarle daños graves al medioambiente”.

“La competencia de la Corte Penal respecto de los graves daños al medioambiente se debe ampliar desde la responsabilidad individual hasta la responsabilidad de los representantes legales de las  empresas y multinacionales, ya que para muchos es más favorable contaminar que tener una responsabilidad empresarial de cuidar a la empresa y evitar estos daños”.

Aunque en el Estatuto de Roma existe un primer intento por penalizar el ecocidio como crimen de guerra, solo si dicho ataque es excesivo respecto de la ventaja militar, el docente asegura que “es una implementación que nunca se ha usado”.

“Lograr demostrar que un daño al medioambiente fue desproporcional con la ventaja militar es imposible, entonces este es un artículo que, en relación con el medioambiente, es totalmente insuficiente y es ineficaz”, añadió.

El camino para que este tribunal internacional incluya el ecocidio como quinta categoría de crimen ahora dependerá de los Estados que lo componen y de la voluntad política que todos estos tienen para proteger los derechos medioambientales; además se deberá presentar un trabajo académico capaz de sustentar dicha propuesta. Sin embargo, expertos señalan que este será un trabajo lento en el que, de entrada, Estados Unidos no acompañaría dicha solicitud.

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.