Cascarilla de cacao, novedoso ingrediente para brownies más saludables

Con una herramienta de medición sensorial propia, estudiantes de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) trabajaron en la elaboración de un ponqué tipo brownie con harina de cascarilla de cacao, la cual aportó fibra, entre otras cualidades.

Laura Melissa Ramírez Gómez y Jorge Eduardo Villamizar Villamizar, ingenieros químicos con maestría en Ciencia y Tecnología de Alimentos de la UNAL Sede Bogotá, trabajaron dos proyectos individuales pero con el mismo propósito: producir un ponqué más saludable y nutritivo que los convencionales.

De la cadena de producción de cacao se generan tres subproductos: el mucílago, la cáscara y la cascarilla. Esta última llamó la atención de los integrantes del Grupo de Investigación en Química de Alimentos de la UNAL Sede Bogotá, quienes ya tenían un indicio de que este residuo posee un alto porcentaje de fibra dietaria.

En Colombia se aprovecha solo el 20 % del fruto del cacao y se estima que se generan 43.940 toneladas anuales de residuos agroindustriales de este cultivo. En el caso particular de la cascarilla de cacao, cada año se desechan en el mundo cerca de 700.000 toneladas anuales.

La ingeniera Ramírez señala que “este tipo de desechos suelen disponerse en suelos generando muchas consecuencias contra el ambiente, por lo que quisimos ver cómo podíamos emplear la cascarilla de cacao en algo diferente a su uso como alimento para animales, que es uno de los principales”.

Apuntándole al mercado saludable

Como la cascarilla de cacao tiene un al alto contenido de fibra dietaria, el grupo quiso aprovechar para elaborar un producto que dirigiera a las tendencias saludables del mercado actual. Se eligió un ponqué tipo brownie debido al color café del grano de cacao.

El primer paso fue comprobar la composición de la fibra dietaria, carbohidratos, grasas y demás nutrientes de la cascarilla de cacao. Después se evaluó cuánto cadmio tenía, ya que en Colombia el cacao se cultiva en suelos volcánicos. Se determinó que sí se podía utilizar como ingrediente, pues los valores se ajustaron a la norma.

Otro proceso consistió en evaluar su viabilidad para el consumo humano teniendo en cuenta la calidad microbiológica antes y después de un proceso de tostado a diferentes temperaturas. El resultado fue positivo.

Después se molió la cascarilla hasta convertirla en harina y se realizaron varias formulaciones para ver cuáles tenían potencial para agradar más a los posibles consumidores.

El responsable de optimizar este proceso fue el ingeniero Villamizar, quien elaboró una herramienta para medir la textura y firmeza de los ponqués. Para esto tomó diferentes productos comerciales de tres marcas reconocidas en el sector de alimentos, a los cuales les realizó un protocolo estandarizado de medición instrumental de textura y firmeza con un texturómetro.

Por último, se hizo una prueba con consumidores en la que se les presentó cada uno de los productos para que los calificaran. Al cruzar esta percepción con las pruebas instrumentales se determinó el nivel de firmeza que más agrada a los consumidores y que podría generar más aceptación.

Este indicador, que queda como insumo para futuros proyectos que busquen diseñar ponqués con inclusión de fibra, ayudó a determinar el porcentaje de cascarilla de cacao que debe incluir el producto.

Menos harina de trigo

Se comprobó que la cascarilla de cacao puede ser un ingrediente eficaz de una parte de la harina de trigo para brownies de chocolate. Así, en vez de usar un 100 % de harina de trigo se utilizó un 60 %, adicionando un 40 % de harina de cascarilla de cacao.

El brownie que se obtuvo tiene buena cantidad de fibra dietaria y menor cantidad de calorías; además, más del 60 % de quienes lo probaron manifestaron que les gustó su sabor, color, olor y textura, y que sí lo comprarían si se ofreciera comercialmente.

La ingeniera Ramírez señala que “para llevar este producto al mercado lo único que haría falta es el interés de la industria. Nosotros hemos comprobado que la cascarilla tiene buenas propiedades”.

Las dos investigaciones involucradas en este proyecto fueron dirigidas por la profesora Liliam Alexandra Palomeque Forero, de la UNAL Sede Bogotá.

Tapas plásticas, piezas para construir ladrillos y ventanas

 Aunque ya es común que los plásticos se reciclen y se reutilicen para crear otros productos, sí resulta novedoso el uso propuesto por Juan Sebastián Beltrán Grand, arquitecto de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Manizales, quien decidió crear productos de construcción llamativos.

“Como estudiante siempre me llamó la atención la arquitectura sostenible, por lo cual me uní al Grupo de Investigación en Ambiente, Hábitat y Sostenibilidad, liderado por el profesor Gustavo Adolfo Agredo Cardona, desde donde empezamos a experimentar con materiales reciclables”, comenta el arquitecto.

Agrega que “desde allí colaboramos con diversas investigaciones, y allí surgió la idea de adelantar mi tesis ‘Diseño y elaboración modular de prototipos o piezas arquitectónicas a partir de plástico reciclado: una contribución ambiental’”.

“Llegamos a la conclusión de que en este momento sí se recicla, sí se contribuye, pero no se está innovando, casi siempre es lo mismo. Lo que quería con la investigación era contribuir al medioambiente con otras formas reciclaje, en este caso con objetos arquitectónicos. Me dediqué estudiar elementos que se podrían usar con plástico”, recuerda el arquitecto.

En su tesis planteó que cada colombiano utiliza 2 kg de plástico en el mes, es decir 24 kg en el año, y solo el 7 % de este plástico se recicla, ante la poca preocupación del Gobierno por impulsar el reciclaje y la escasa voluntad del ciudadano para hacerlo.

Innovando con la técnica

El arquitecto Beltrán explica que como antecedentes a su propuesta existen bloques plásticos de construcción que se pegan con cemento, por lo que su idea fue hacer bloques machimbrados, o tipo lego, es decir que se pueden ensamblar por medio de unos recortes. También creó adoquines con diseños distintos y más fáciles de usar al momento de pegar, con un machimbre más corto.

“Sobre los marcos de las ventanas no encontré antecedentes, pues en general estos se construyen con madera o metal; mientras la primera sufre por el gorgojo, y además la temperatura y el ambiente la van acabando, el segundo sufre cambios químicos y también se corroe”, señaló.

Además, “en una investigación previa encontré que el plástico es supremamente durable, resistente y moldeable, y al momento del vaciado se le puede dar la forma que uno desee según el molde”.

Otro recurso importante fue el color, pues a diferencia de la madera y el metal, que van perdiendo sus cualidades, con el plástico no ocurre esto, pues las anilinas y colorantes se adhieren fácilmente a sus partículas, lo que le da mayor durabilidad.

Para saber qué plástico era el más adecuado, el arquitecto Beltrán probó con tres tipos: el PET (parte transparente de los envases), polipropileno de alta densidad (en tapas de gaseosa) y PVC, material resistente usado para tuberías, entre otros.

“El PVC es un material difícil de reciclar y bastante contaminante, además difícil de manejar y expulsa muchos gases tóxicos, por lo que desistí, ya que le estaba dando un manejo artesanal. Sin embargo, evidencié que industrialmente se le puede dar un manejo adecuado”.

“Con los envases PET aproveché una máquina para inyección de plástico que desarrolló un compañero y hallé que aunque también tiene un grado de toxicidad, es más manejable”.

“Aunque los primeros resultados fueron esperanzadores, identificamos un problema, y es que recortar las botellas en pedazos pequeños es un proceso muy desgastante. Luego encontramos un aparato sencillo desarrollado con madera y una tramontina (cuchillo) que permite cortar más fácilmente el plástico e inyectarlo en los moldes. 

El PET se derritió usando solo una estufa y una olla; así se logró crear el bloque, aunque se fracturó”.

“La tercera fue la vencida. En este caso usé las tapas de plástico y obtuve una mezcla más manejable y resistente, con una consistencia como la plastilina. Por ser más espesa, introducirla en moldes fue más complicado, pero al secarse tuvo mejores resultados de durabilidad”.

Frente a las ventanas, el arquitecto dejó la idea plasmada: encontró la posibilidad de construirlas con el material obtenido con las tapas. Hoy sigue con el proyecto y la idea de terminar de ejecutarlo y sacar provecho de la iniciativa.

El diseño se compone de dos marcos sencillos que se unen en el medio, lo que permite un movimiento lateral por los dos costados, por medio de uniones metálicas con rosca.

Más huracanes y otros fenómenos por desequilibrio de los océanos

 El desequilibrio en los océanos debido al aumento en las lluvias y el deshielo polar, entre otros eventos climáticos, tendría como consecuencia temporadas de huracanes más intensas, nevadas e inviernos gélidos y veranos con temperaturas extremas.

La oceanóloga Nancy Villegas, doctora en Ciencias Físicas y Matemáticas y líder en el Grupo de Investigación en Oceanología de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), indica que ya se ven esos cambios, como las recientes nevadas de España, de Ámsterdam luego de diez años, o las de Texas, además del huracán que afectó el Archipiélago de San Andrés.

En ese sentido, advierte que la temporada de tormentas podría ser más frecuente e intensa porque en época de verano la temperatura superficial del mar sería más cálida, lo que favorecería la energía que requieren las tormentas tropicales para volverse huracanes, y afectaría zonas alejadas como los sistemas monzónicos de Asia y África y en la circulación atmosférica de Estados Unidos.

“La superficie del océano transforma la energía calorífica que llega por la radiación solar y genera procesos como evaporación, aerosoles, hielo, lluvias, olas, intercambios de gases y salinidad, que va aumentando a medida que se hace más profundo”, indica la profesora Villegas, y agrega que los cambios en ese equilibrio varían las condiciones climáticas, e incluso causa que los seres vivos se desplacen a otras zonas.

En el planeta hay cinco zonas costeras de surgencia muy importantes, es decir cuando las masas del fondo, frías y ricas en nutrientes, empiezan a ascender a la superficie y favorecen a los peces del sector y recirculan las aguas. Estas se encuentran en el Atlántico norte en la corriente de las Canarias; en el Atlántico sur, corriente de Benguela; en el Índico, la occidental de Australia; en el Pacífico norte la de California y en el Pacífico sur, corriente de Perú-Chile.

Contracorriente de agua caliente

La oceanóloga indica que en una situación normal el agua fría viajaría desde Chile hasta el Pacífico colombiano y se movería por el Ecuador hasta las costas de Australia, a donde llegaría caliente. En la oscilación de El Niño se genera una contracorriente de agua caliente desde Australia que viaja por el Ecuador y llega caliente a esa zona típicamente fría. Esta oscilación trae tiempos secos en algunas regiones de América del Sur y es lo que se conoce como el fenómeno de El Niño.

La experta recuerda que el 71 % de la superficie de la Tierra está ocupada por océanos, que proporcionan entre el 50 y 80 % del oxígeno del planeta por el fitoplancton, que captura entre el 30 y el 50 % de CO₂ atmosférico.

No se puede olvidar que el agua es 1.000 veces más densa que el aire, es decir que trasporta 1.000 veces más calor que el aire, la corriente del golfo mueve unos 20 millones de metros cúbicos de agua por segundo, que es casi 100 veces el caudal del Amazonas.

“Esta corriente atraviesa el Atlántico norte, lleva aguas cálidas a altas latitudes, cuando llega a los países nórdicos ha emitido tanto calor que ya están frías, se van a la profundidad y se devuelven por el océano hasta Suramérica”, agregó la profesora durante la Cátedra Nacional Colombia Bioazul, “Dos mares un país, territorios por explorar” de la UNAL.

Dicha corriente estaba hasta el siglo XIX y en la década de los 50 empezó a ralentizarse; en 2018 se observó que se ha desacelerado en un 15 %, posiblemente por el aumento en las lluvias y el derretimiento de la capa de hielo de Groenlandia, donde el agua dulce reduce la salinidad y no permite que la corriente vaya al fondo y se regrese.

El debilitamiento de la corriente puede llevar a cambios climáticos, ya no tendría la misma fuerza para llevar aguas cálidas a Europa ni aguas frías y ricas en nutrientes al Caribe. “Algunas predicciones señalan que en 2100 se debilitaría hasta en un 45 % y habría un cambio en las condiciones climáticas de todo el mundo, empezando por Europa, donde habría inviernos gélidos severos y veranos extremos, debido a que el vapor de agua de la corriente no suavizaría ninguna de las estaciones”, concluye la profesora Villegas.

Cítricos y coco ayudarían a limpiar derrames de petróleo

 Un producto elaborado a base de estas plantas reduciría hasta en un 90 % la contaminación ocasionada por derrames de hidrocarburos en fuente hídricas, en aproximadamente dos semanas.

Esta sustancia, creada por el ingeniero de petróleos Duvanis Herazo Navajas, magíster en Ciencias - Biotecnología de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), se constituiría en una alternativa al uso de productos químicos importados con los que se suele eliminar la contaminación de aguas por derrames de hidrocarburos.

El primer escenario que llevó al ingeniero Herazo a poner a prueba su desarrollo biotecnológico fue el derrame de varios litros de diésel en una laguna de Puerto Asís (Putumayo) ocurrido en julio de 2020, en medio de la pandemia. Los hidrocarburos crearon una capa espesa sobre el agua y el panorama era muy desalentador.

El producto, creado a base de extractos vegetales, descompone los hidrocarburos para que sean degradados o consumidos por bacterias presentes en la naturaleza.

“Se trata de una mezcla de surfactantes y solventes que cuando entra en contacto con el petróleo ayuda a que este se descomponga en estructuras más sencillas, y ahí las bacterias nativas presentes en el medioambiente lo degradan”, explica el investigador.

Agrega que “los surfactantes, también llamados tensioactivos, son extraídos de plantas como la quinoa y el coco. Son llamamos metabolitos secundarios porque no son vitales para las plantas. Un ejemplo son los limonenos, sustancias producidas por plantas cítricas para repeler insectos y que reconocemos con facilidad por el olor cítrico”.

Como el surfactante –mezclado con agua y aplicado sobre el petróleo para transformarlo– es de origen natural, el producto también se degrada.

El tiempo de descomposición del petróleo depende de las cantidades. En la laguna de Bloque Pantanillo, del municipio de Puerto Asís, se logró una degradación casi completa en dos semanas.

La segunda, también en Puerto Asís, fue un derrame de petróleo crudo ocurrido en un cananguchal (bosque típico de la Amazonia) en diciembre de 2019. Allí se logró restaurar el suelo en cuestión de semanas. La tercera prueba fue en la quebrada La Guinea, en La Dorada (Putumayo) en noviembre de 2020.

La prueba más reciente fue en un parque industrial cercano a Bogotá, donde se presentó un derrame de hidrocarburos en una alcantarilla. “Ahí fue interesante, porque allá el agua es fría y en esas condiciones el hidrocarburo se emulsiona más, lo que lo hace más difícil de degradar o descomponer. Aun así, con la biotecnología hubo un buen resultado”, aclaró el magíster.

Hay que anotar que usualmente cuando hay un derrame de petróleo se usan dos métodos para controlarlo: uno es la recolección mecánica del petróleo, y el otro es el uso de surfactantes químicos, la mayoría de los cuales son importados y fabricados con solventes a base de hidrocarburos, lo que significa que son más difíciles en degradar.

El investigador señaló además que “en el caso del producto natural la degradación puede ser más lenta porque son procesos naturales, pero todo es biodegradable. Por eso tenemos que cambiar la mentalidad: hay métodos más rápidos pero que a largo plazo generan otros impactos en el ecosistema”.

Después de la investigación que le permitió obtener el título de Magíster en Ciencias - Biotecnología en la UNAL Sede Medellín, el ingeniero Herazo planea continuar con la documentación de su desarrollo para buscar una patente.

“Yo empecé a investigar este tema en 2014, porque quería buscar formas de contribuir al medioambiente desde mi profesión, la ingeniería de petróleos. Creo que en este campo necesitamos más conciencia ambiental”, comentó.

El profesor Antonio Romero Hernández, de la Facultad de Minas de la UNAL Sede Medellín, manifestó que “los hallazgos del ingeniero Herazo son importantes porque reducen el impacto de los derrames de hidrocarburos, que pueden ocurrir en cualquier momento, y en Colombia hemos tenido una historia de más derrames por cuenta de ataques terroristas a oleoductos como Caño Limón - Coveñas”, dijo.

Según reportes de Ecopetrol, la infraestructura de transporte de hidrocarburos del país sufrió más de 2.745 ataques en 38 años, lo que ocasionó el derrame de más de 3,7 millones de barriles de petróleo, eso sin contar los incidentes en el transporte, averías de tubos, e incluso los derrames en las estaciones de gasolina.

El surfactante de origen vegetal se puede emplear tanto en suelo firme como cuerpos de agua como quebradas y ríos, e incluso en el mar, a más de 10 m de profundidad.

Programa detectaría con mayor precisión zonas deforestadas del país

 Este programa computacional, que recibe e interpreta las fotos de Google Maps, muestra un plano detallado de la zona en estudio que permitiría predecir el clima, detectar cambios en cultivos agrícolas y monitorear el avance de la deforestación, entre otras variables.

La herramienta tecnológica fue diseñada por la ingeniera electrónica Mónica Yolanda Moreno Revelo, de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Manizales, quien asegura que el procesamiento de imágenes satelitales a partir de técnicas computacionales es una herramienta útil para monitorear de manera más detallada distintas zonas del país.

La aplicación, que inicialmente se hizo para computadores por medio de los lenguajes Python y Mathlab, se probó en El Rosario (Nariño) y Campo Verde (Brasil). Esta procesa el mapa de la zona analizada y con colores muestra los tipos de coberturas y los cambios, por ejemplo si hubo deforestación o si antes existieron árboles en esa zona.

La técnica propuesta permite analizar una imagen por pixeles (unidades de color) y ver la presencia de una cobertura en un cultivo. “Se trata de clasificar estas imágenes, ya que una inspección visual sería muy ardua y costosa porque necesita trabajos de campo; además el análisis humano no es tan preciso como la técnica computacional”, subraya.

Así mismo se pueden identificar los tipos de cultivos y tener la información de la producción que habrá haciendo un análisis para proyectar cómo van a variar los cultivos en el futuro, sabiendo si el terreno es el adecuado o si se cultiva lo mismo en grandes cantidades, con el fin de ayudar a disminuir el impacto ambiental.

“Analicé una zona sin tantas nubes y la idea es proporcionar herramientas que le sirvan al Ideam o a organizaciones del medioambiente”, asegura la ingeniera, quien busca aportar al desarrollo de su región.

Aplicación de las pruebas

Las pruebas se adelantaron sobre dos bases de datos. La primera, sobre 11 cultivos diferentes (soya, maíz, algodón, sorgo, fríjol, cultivos no comerciales, pasto, eucalipto, suelo, césped y cerrado) de regiones de Brasil, y la segunda en coberturas boscosas nariñenses que representaron un reto por estar cubiertas en su mayoría por nubes.

En Campo Verde se adquirieron las imágenes del satélite Sentinel, se tomaron 16 imágenes entre 2015 y 2016, y con la ayuda de un intérprete experto se etiquetó la base de datos en 11 clases diferentes para 513 zonas y un total de 679.355 pixeles.

Para El Rosario se recurrió al Landsat 8 y se trabajó con datos adquiridos entre 2013 y 2019; se identificaron seis grupos: vegetación herbácea, bosques, cultivos, zonas urbanizadas, pastos y zonas sin vegetación, pero se analizaron solo bosque y suelo.

A estas bases les siguió un preprocesamiento, filtrado, agrupación de imágenes, reconversión, recorte y conversión de niveles digitales. Una vez aplicados los colores, se conocieron los mapas que expusieron el proceso de transformación de cada territorio, como la aparición de la deforestación o territorios regenerados.

Como apunte final, la investigadora planteó que aunque en el municipio de El Rosario se notaron zonas deforestadas, la información es limitada y se requiere de más etiquetas para corroborar los resultados obtenidos. Su propuesta es realizar un nuevo trabajo aplicando estas técnicas para conocer el índice de deforestación en todo el departamento de Nariño.

Lodos de perforación petrolera afectarían a organismos marinos

 Daños en los tejidos y cambios genéticos que inducirían –entre otras cosas– a una muerte celular son algunas de las consecuencias evidenciadas en Hydractinia symbiolongicarpus, un organismo que habita en los lechos marinos (el fondo del mar), al ser expuesto a estos lodos.

Así lo advierte una investigación del biólogo Javier Nicolás Contreras Aristizábal, doctor en Ciencias – Biología de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), quien evidenció una afectación en los tejidos de este organismo a nivel morfológico (de su estructura).

A nivel genético se determinó que en más de 1.800 genes hubo un cambio en su nivel de expresión en comparaciones de un estado de control, o normal, al estado expuesto. De esos genes se caracterizaron algunos relacionados con procesos de detoxificación celular (eliminación de sustancias no propias del organismo).

Por otro lado, se obseervó la presencia de una serie de proteínas que están involucradas en procesos de muerte celular programada, la cual puede estar muy relacionada con esa disminución o daño del tejido en el tiempo: la expresión máxima de estos genes se veía a partir de las 48 horas de exposición.

Hydractinia, que vive sobre la concha de los cangrejos ermitaños Pagurus longicarpus, tiene un plan corporal simple, con tres tejidos blandos: pólipos, mata estolonal y una red de canales que intercomunican los pólipos, llamado cavidad gastrovascular, similar a los corales. Además es un organismo filtrador de los remanentes (residuos) del plancton en cercanías a los arrecifes de coral.

Perforaciones exploratorias en auge

Con su investigación, el biólogo Contreras buscó determinar qué causaba en estos organismos la utilización de lodos, una mezcla compleja usada durante la perforación en fases de exploración de hidrocarburos.

La creciente demanda de combustibles fósiles ha generado un auge en la búsqueda de hidrocarburos, por lo que este tipo de exploraciones se han llevando a altamar (mar abierto), incluyendo algunas zonas del Caribe colombiano.

La perforación de un pozo puede dejar hasta 100.000 toneladas de desperdicios en el océano, compuestos por recortes de roca y residuos de lodos de perforación.

Los lodos de perforación petrolera son mezclas viscosas que tienen componentes naturales y químicos (sales, metales pesados, arcillas, fosfatos, lignina, surfactantes y solventes). Su función principal es estabilizar el pozo perforado y lubricar la broca de perforación.

Daños morfológicos y genéticos

Los resultados de este trabajo doctoral, dirigido por el profesor Luis Fernando Cadavid Gutiérrez, de la UNAL Sede Bogotá, demuestran que el uso de los lodos de perforación, cuando llegan a niveles muy altos de concentración, pueden causar daños celulares y tisulares potencialmente irreversibles en los organismos de los 

 lechos marinos.

 Los lodos de perforación pueden presentar concentraciones muy bajas cuando están disueltos en el agua. Sin embargo, en la arena del fondo marino se encuentran concentraciones mucho más altas, ya que por su densidad tienden a sedimentarse fácilmente y a permanecer en el fondo por mucho tiempo.

Lo anterior también reduce la cantidad de oxígeno disuelto, esencial para la respiración de los organismos marinos, lo que genera estrés respiratorio (efecto oxidativo).

Para este estudio lo primero que se hizo fue una exploración de dosis letal: saber hasta qué punto se podía llevar la concentración del lodo para exponer al animal sin que llegue a morir por una elevada dosis en poco tiempo.

Luego se hizo la caracterización morfológica utilizando mezclas de lodo completo: Hydractinia fue puesta en tanques de agua y allí se dejó en contacto directo con el lodo, haciendo mediciones cada diez minutos durante dos horas. Después se hizo otro experimento por un periodo de tiempo más corto, verificando cómo cambiaba el estado de salud durante tres días para ver si aguantaba un choque de esta magnitud. Allí se observaron los daños en los tejidos.

Con estos resultados se hicieron los mismos experimentos, llevados hasta 48 horas después de la exposición, y en cada periodo de tiempo se extrajo el material biológico. Este consiste en extraer una muestra de tejido, suspenderla en un reactivo llamado TRIzol, y de ese reactivo se extrae el RNA (ácido ribonucleico), con el que se puede medir la expresión genética total.

El RNA obtenido se envió a un proceso de secuenciamiento masivo, que busca conocer la codificación de las bases nitrogenadas que hay en cada uno de los genes de ese RNA, y a su vez permite medir el nivel de expresión de cada gen de esa muestra.

Después se hizo un procesamiento de la información con servidores de alto rendimiento, aportados por la Universidad Distrital Francisco José de Caldas, y se determinó la cantidad de expresión de cada uno de los genes de esa extracción de RNA.

Dicho proceso permite llevar los resultados al nivel molecular, algo que antes no se había hecho en el mundo, tanto para los lodos como para el organismo.

Impresión en 3D optimizaría producción de obras en cerámica

 La opción de reutilizar materiales y elaborar en horas una obra de arte que se demoraría semanas o meses, son algunos de los beneficios que trae esta propuesta de modelado en 3D.

Así lo explicó David Sebastián Matamoros Buitrago, ingeniero mecatrónico de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Bogotá, y agregó que como base se utilizó la arcilla rionegro, muy fina, con un tamaño de granito de menos de 50 micras, que se extrae de las riberas de un río en Medellín (Antioquia).

Uno de los objetivos del proyecto era encontrar un material que se produjera en Colombia y que además se pudiera reciclar, es decir que una vez desecha la figura, se volviera a triturar, a tamizar y así reutilizar varias veces.

Lo anterior porque una de las problemáticas que se buscaba atacar era el desperdicio de materiales, que hace que “se pierda ese concepto ecológico, tan importante ahora”, subraya el ingeniero.

La forma convencional de estos procesos no permite recuperar los restantes de las obras de arte. Por ejemplo cuando se toma un bloque de granito para darle forma con cincel, el material que va sobrando no se puede reutilizar para hacer otra escultura. Y cuando hay algún error en el proceso se debe descartar todo el bloque, por lo que la recuperación del material era prioritaria en esta propuesta de impresión.

Para la formulación y el análisis del material seleccionado, el ingeniero Matamoros se apoyó en los laboratorios de Ingeniería Química y en el Taller de Cerámica de la Facultad de Artes de la UNAL Sede Bogotá.

Aunque en un principio se enfocó en cómo replicar obras artísticas –como el David o la Venus de Milo–, después de analizar los diferentes procesos en los que se ven involucrados los materiales cerámicos se fue enfocando también en la producción de compuestos de partículas diminutas para hacer, por ejemplo, catalizadores de automóviles o para utilizar en la industria petroquímica.

Etapas del proyecto

En desarrollo del proyecto, lo primero fue determinar las condiciones del material: humedad y análisis químicos, físicos y mecánicos. “Esa fue la parte más apremiante porque sin el material no se podía saber cómo se debía comportar la máquina”, señala el ingeniero Matamoros. Entonces, a la arcilla base se le añadieron diferentes sustratos que se consiguen fácilmente en diferentes regiones del país.

También era importante que este material cumpliera con unos estándares de manejabilidad en el proceso: que se secara rápido, que mantuviera la forma de manera constante en el tiempo,y que no se quebrara si tuviera que hacerse un proceso posterior, como cocción para porcelanizado.

Lo segundo fue determinar las condiciones óptimas de la máquina, que tenía dos secciones: la física (transmisión de potencia, selección de motores y demás) y la de electrónica y programación (cómo se iba a controlar la parte física).

Para estos análisis ya se había seleccionado la máquina que surgió en 2006 de una tesis de maestría en el Grupo de trabajo en nuevas tecnologías de diseño y manufactura-automatización (DIMA–UN), grupo que también apoyó este trabajo.

En la adaptación de la máquina se diseñó el extrusor o la herramienta que haría la deposición del material sobre la superficie, además de adaptar los componentes mecánicos para protegerla de la abrasión que se pueda presentar por la presencia de materiales cerámicos en el entorno.

Una última parte consistió en la programación del control de potencia y movimiento de la máquina, proceso enfocado en la protección de esta y del usuario.

Proceso de modelado

Todo empieza con la elección del diseño que se quiere reproducir, el cual se realiza en algún programa 3D. Después se ajustan los parámetros de tamaño, y al de tener ese modelo, el computador se encarga de convertirlo en unas instrucciones específicas para la máquina.

Luego se carga el material mezclado teniendo en cuenta cuánto consumirá cada pieza, siempre pensando en el ahorro de material. Con esas dos tareas, el computador empieza a mandarle instrucciones a la máquina sobre movimientos, pausas y velocidades a las que sale el material, a la que se mueve la herramienta que lo deposita y en cuántas capas se generará todo ese proceso.

El ingeniero Matamoros también señala que este es un primer paso para realizar construcciones a gran escala en materiales cerámicos, como es el caso de un proyecto italiano de construcción de casas con esta tecnología, en el cual se tiene una máquina gigante que puede construir una casa sin necesidad de ladrillos en un espacio de 70 o 100 m².

 

Hallan vestigios de transformaciones culturales hispanas en Pasto- Colombia

 Fragmentos de alfarería de diferentes tradiciones culturales, entre ellos algunos elementos de cerámica relacionados con la etnia Pasto, y otros asociados con cerámica africana que habrían introducido los ibéricos en sus primeras exploraciones, muestran la permanencia y la transformación de tradiciones culturales y artesanales de esta ciudad, asentada en el Valle de Atriz.

Estos son algunos de los hallazgos en la capital de Nariño después de las exploraciones de arqueología histórica en el Centro de Historia de Pasto (Nariño), adelantadas por Heimar David Cortés Martínez, magíster en Antropología, línea de Arqueología y Bioantropología, de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL).

Su estudio, que permite empezar a vislumbrar cómo fue la complejidad social que se dio en Pasto desde el siglo XVI hasta el siglo XX, se hizo a partir de la intervención realizada sobre la carrera 27 del Centro Histórico de Pasto, donde se construyó un corredor vial como parte de la renovación urbana de este sector.

Dicha obra implicaba la demolición de bienes inmuebles, como casas republicanas que estaban dentro de la zona. “Me preocupaba que en esa renovación no se tuviera en cuenta todo el patrimonio arqueológico, que muy probablemente pueden contener espacios ligados a las ciudades más antiguas de Colombia”, señala el investigador.

Para su trabajo, lo primero que hizo fue un proceso de sensibilización con las empresas encargadas de la renovación, y a las cuales se les exigió la ejecución de un programa de arqueología preventiva como parte del plan de manejo integral.

En 2016, mediante la utilización de un radar de penetración terrestre (GPR), se hizo una prospección no invasiva en los lotes expuestos tras la demolición de algunas casas, la cual advirtió sobre posibles anomalías en los terrenos, relacionados con objetos enterrados, los cuales estarían ligados con sistemas hidrosanitarios, es decir alcantarillados antiguos y modernos.

En el siglo XVIII los habitantes de Pasto conducían el agua desde los caños hacia unas pilas donde la recogían, mientras que las cañerías cumplían la misma función de hoy en día, de evacuar los residuos de las casas republicanas de ese sector de la ciudad.

Privatización de la tierra

Otro de los hallazgos del estudio es que bajo la violenta imposición de un nuevo sistema de representación en el Valle de Atriz por parte de los hispánicos, se habría implementado un régimen de propiedad privada del suelo, que restringía los modelos prehispánicos de acceso a la tierra.

“Antes de la llegada del componente hispánico, las personas fluían libremente por diferentes sectores del Valle, pero cuando llegaron los exploradores comenzaron a parcelar, dividir terrenos, a apropiarse de tierras dando paso a una segregación socioétnica del espacio”.

Los ibéricos se establecieron en los centros de las ciudades junto a sus instituciones (la Iglesia, las casas de cabildo y la cárcel, entre otras), y con ellas se empieza la repartición de los solares a los soldados que participaron de la expedición conquistadora.

Se empezaron entonces a fragmentar los solares, y dentro de ellos se da una serie de elementos relacionados con la vida privada y algunos hábitos cotidianos, como cocinar, comer, asearse y descansar.

En esos espacios de vida privada establecidos por los españoles se empezaron a modificar los sistemas culturales prehispánicos que prevalecían, dando paso a procesos de transculturación en los que paulatinamente el componente hispánico también iba a transformarse producto de las negociaciones identitarias que se materializaron en esta histórica ciudad.

Participación comunitaria aumentaría seguridad alimentaria

 Incluir a las comunidades en la discusión y construcción de las políticas públicas de seguridad alimentaria en los distintos territorios del país es clave para que se orienten los programas y metas en esta dirección.

Así lo plantea Alejandra Álvarez, nutricionista dietista con grado de honor de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), en su investigación sobre economía feminista, pos-neoliberalismo y seguridad alimentaria, que forma parte de la lista de tesis meritorias del Bicentenario, publicada en forma de libro por la Editorial UNAL.

“Este libro resulta de dos intereses fundamentales: los procesos de lo alimentario y las diferentes formas de entenderlo desde lo institucional, desde enfoques comunitarios y sociales como el concepto de soberanía alimentaria; y segundo, los procesos de participación ciudadana en la construcción de políticas públicas”, puntualiza.

Desde 2008 Colombia cuenta con una política pública de seguridad alimentaria y nutricional que se espera afianzar en los territorios adaptándola a los planes territoriales de cada municipio, en los que se debe hacer inclusión efectiva de la ciudadanía.

La nutricionista Álvarez cuenta que “empezamos a indagar si eso pasa efectivamente y encontramos que el caso del Plan Decenal 2010-2019 de Nariño es emblemático, pues ese departamento, además de contar con un plan, involucra un enfoque innovador en el país de la soberanía alimentaria”.

La investigación advierte que en el documento técnico de Nariño se estableció un proceso participativo y se evaluó la situación a través del estudio de caso, entrevistas y revisión de documentos que permitieran reconstruir el proceso de formulación de la política. Por ello, una de las conclusiones del estudio es que es necesario sistematizar este tipo de ejercicios para hacer un mejor análisis.

El estudio identificó que efectivamente el proceso de la política se dio en el marco de la participación y que además involucró un gran espectro de actores desde los territorios.

Otra de las conclusiones es que, si bien hubo un proceso de participación mediado por la institucionalidad y no en todos los momentos los actores comunitarios pudieron tener incidencia, si se dio una construcción social. “Esto es importante porque gran parte de lo que se puede encontrar en el libro es un viaje por el concepto de participación, y una gran conclusión es pensar que aunque puede tener algunos apellidos, los procesos alimentarios son una de las mejores formas para hablar de participación comunitaria”, subraya la investigadora Álvarez.

Recomendaciones para la política pública

El trabajo, que surge del Instituto Unidad de Investigaciones Jurídico Sociales Gerardo Molina de la Facultad de Derecho, Ciencias Políticas y Sociales de la UNAL, recalca que el proceso de participación es constante, de esfuerzo, es un reto político, pero que cada vez más se han abierto puertas desde ejercicios de organización, resistencia y legitimación de las comunidades en el país.

Otro punto que indica la nutricionista Álvarez, quien pertenece al Grupo de Investigación de Seguridad Alimentaria y Nutricional del Observatorio de Soberanía y Seguridad Alimentaria de la UNAL, es que el ejemplo de Nariño muestra que, aunque es de largo aliento, es realizable, que la puerta a la participación está abierta y se pueden construir procesos más cercanos a los territorios, involucrar nuevas formas de entender procesos como la alimentación y nuevas formas de política pública.

Por último, la investigadora recalca que para la participación es necesaria una tríada entre territorio, reconocimiento de sujetos y la construcción de representación. “Estos procesos se deben dar desde el reconocimiento de un territorio que da espacio a una comunidad y a la construcción de una identidad y que, unido a los sujetos que habitan el territorio y empiezan a construir el discurso, llega la construcción de la representatividad positiva, legítima, que permita ejercicios de participación cada vez más cercanos”.

¿Qué le pasaría al cuerpo humano si se colonizara Marte?

 En una eventual llegada al “planeta rojo” es prioritario evaluar qué pasa con la microbiota, que son los microrganismos que conviven con el humano en su intestino, piel, nariz y boca, entre otros órganos, y resultan clave para ciertos procesos como el metabolismo de grasas o producción de neurotransmisores, que regulan el comportamiento del sistema nervioso.

“La microbiota corresponde a los microorganismos y especies reconocidas dentro del cuerpo humano, no cada individuo por separado, sino su función como grupo, mientras que el microbioma son las condiciones donde viven esos organismos, como las estructuras o las proteínas, o lo que determine cierto comportamiento en ese lugar”.

Así lo explica la profesora María Camila Orozco, magíster en Ciencias Biológicas e investigadora del Grupo de Ciencias Planetarias y Astrobiología (GCPA-UN) de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), y agrega que para estos procesos es clave entender que en el cuerpo se da el mutualismo, una relación en la que el humano sirve de “hogar” a ciertos microorganismos, y estos a su vez le brindan beneficios para vivir.

La microbiota no se limita al intestino, también está en la piel, los órganos sexuales, las cavidades nasal y oral, incluso en los pulmones, y la variedad de microorganismos es muy influenciable por el ambiente que los rodea.

Por ello, si se pretende colonizar otros planetas, el ambiente sería diferente y es clave analizar qué pasa con el ser humano, con su microbiota e incluso si alguno de estos microorganismos se puede volver peligrosos para el otro.

Por ejemplo, frente a la microgravedad, un escenario constante en el viaje, la investigadora indica que eso podría desacoplar un poco el tejido del intestino y las células quedarían más expuestas de forma individual, y tampoco se sabe del todo cómo reaccionan los microorganismos a esa condición.

La microbiota no se limita al intestino, también está en la piel, los órganos sexuales, las cavidades nasal y oral, incluso en los pulmones, y la variedad de microorganismos es muy influenciable por el ambiente que los rodea.

Por ello, si se pretende colonizar otros planetas, el ambiente sería diferente y es clave analizar qué pasa con el ser humano, con su microbiota e incluso si alguno de estos microorganismos se puede volver peligrosos para el otro.

Por ejemplo, frente a la microgravedad, un escenario constante en el viaje, la investigadora indica que eso podría desacoplar un poco el tejido del intestino y las células quedarían más expuestas de forma individual, y tampoco se sabe del todo cómo reaccionan los microorganismos a esa condición.

Recambio de microorganismos

“La microbiota ayuda en muchos procesos fisiológicos y los hace más eficientes, pero también les permite otras funciones además de las metabólicas, que nos previenen de infecciones de otros microorganismos o de patógenos oportunistas que entran al cuerpo cuando hay baja actividad inmunológica”, indica la docente.

En ese sentido, señala que la microbiota intestinal libera y modifica metabolitos que inciden en el sistema nervioso, lo que lleva a que las personas que tienen dietas que no proveen una diversidad intestinal tiendan a ser más depresivas o con desórdenes neurológicos en comparación con quienes integran en su dieta alimentos que sí la promueven.

En un potencial viaje a Marte, habría que evaluar el comportamiento de algunos de esos microrganismos ambientales –se encuentran en la atmosfera– que forman parte de la rutina y se recambian todo el tiempo.

En el marco del III Encuentro Colombiano de la Mujer y la Niña en la Ciencia, promovido por el GCPA-UN, la investigadora Orozco recalcó que las misiones que han llegado a Marte no han encontrado ningún tipo de organismo y no se sabe cómo podría ser la vida allí.

“El proyecto Mars500 simuló en tiempo real, en la Tierra, cómo sería pasar 520 días en el planeta rojo; a los participantes se les midió la composición, diversidad y dominancia de su microbioma y se encontró que un factor que la limita es la dieta, porque esta permite seleccionar algunos microrganismos y no se sabe qué tan fácil es mantener una dieta durante meses o años en el espacio”, comentó la profesora Orozco.

Por ahora, como solo hay reportes de quienes han pasado tiempo en vehículos aeroespaciales, como la Estación Espacial Internacional, se desconoce qué pasaría cuando la persona esté en contacto con la superficie marciana, su posible microbiota, el recambio y la oportunidad de colonizar otros espacios.