Uchuvas más longevas gracias a empaque biodegradable

 En el marco de un proyecto de extensión, el Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos (ICTA), de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), realiza unos empaques que permiten que el producto tenga una vida útil de hasta 40 días, mientras en condiciones normales es de 8 días.

Gracias a su sabor especial y a su aporte nutricional –con un alto contenido de fibra y vitaminas A y C–, la uchuva es una de las frutas exóticas colombianas con más potencial para la exportación, y además se cultiva durante todo el año, lo que favorece su disponibilidad para la industria.

No obstante, trasladarla hasta otros continentes no es una tarea sencilla, pues su vida útil es de apenas unos 8 días, por lo que se prefiere venderla como una fruta deshidratada o procesada.

El profesor Diego Alberto Castellanos, del Área de Empaques y Vida Útil de Alimentos del ICTA, señala que “la UNAL viene desarrollando un empaque que prolonga la conservación y vida útil de la fruta más allá del doble del tiempo habitual”.

“Una empresa que trabaja en soluciones de empaques para diferentes distribuidoras y exportadoras de frutas nos contactó y estamos desarrollando unos sistemas de empaques para uchuvas, que además de conservar la fruta también cuentan con materiales sustentables y que brindan sostenibilidad ambiental”.

Los materiales usados en estos empaques son biodegradables o reciclables, utilizan componentes que controlan el crecimiento de microorganismos como los hongos y permiten regular el metabolismo de la fruta, es decir, los procesos de respiración y presión de oxígeno. La UNAL está trabajando para que estos empaques puedan ser exportados a Europa.

“En la industria se trabaja con polímeros y productos derivados del petróleo, materiales plásticos que son más baratos y se encuentran fácilmente en el mercado, pero que no son sostenibles, ya que pueden tardar hasta 100 años en biodegradarse y no prolongan la vida útil de las frutas”, asegura el profesor Castellanos.

Los materiales que utilizan los investigadores de la UNAL son el ácido poliláctico (PLA), que se deriva de materias primas naturales y renovables como el maíz, y aquellos pertenecientes a los poliésteres como un polímero sintético.

“Estos materiales se encuentran en el almidón del maíz y de la papa, en la celulosa que se extrae de la madera y también en la yuca, y son materiales biodegradables que tardan en descomponerse dos o tres meses, máximo un año, lo que aumenta la sostenibilidad ambiental”, indica el experto.

Agrega que “la UNAL trabaja para poder articularse con productores de papa que tienen subproductos o desechos para aprovechar este tipo de materiales; la idea es recuperar lo que a ellos les sobra para hacer un aprovechamiento completo y aportar al cambio desde el principio, sin usar materiales derivados del petróleo”.

¿Cómo se hace?

El producto se elabora en el Área de Empaques y Vida Útil de Alimentos del ICTA y tiene que pasar por cuatro fases.

“Todo comienza con la materia prima: introducimos el PLA en un secador, para extraer todo el proceso del agua. Luego pasa a una extrusora –máquina que funde el material–, en un circuito conocido como tolda de alimentación, en donde un tornillo que va girando funde el material; se saca la lámina larga y gruesa, parecida a un líquido viscoso, después se enrolla en unos carretes que vuelven el material más delgado y así se puede enrollar con facilidad”.

El rollo del material se pone en una impresora 3D usada para realizar prototipos, para determinar el tipo de bandeja o empaque que se utilizará de manera masiva. Después las canastillas pasan a una máquina de termoformado, en la que, con un molde a presión y teniendo en cuenta la temperatura, se forman los empaques.

Finalizado este proceso se evalúan las propiedades mecánicas en una máquina que mide la resistencia del material, se realizan pruebas de compresión y se evalúa la humedad y concentración de oxígeno.

“A pesar de que son materiales biodegradables, también son resistentes para que no se rompan y el alimento se conserve. Pueden ser compostables y cada canastilla tiene la posibilidad de albergar unos 120 g, lo que hace que el transporte del alimento sea sencillo, se controle la atmosfera y se tenga una humedad adecuada y un componente antimicrobiano”, indica el profesor Castellanos.

Por último, comenta que en Colombia el potencial exportador está en el mercado de las frutas exóticas y endémicas, pues en 2019 las exportaciones de uchuvas alcanzaron los 36 millones de dólares y presentaron un crecimiento del 12,5 % respecto a 2018.

Nanotecnología prolonga la vida útil de frutas y verduras ¿cómo?

El diseño de empaques para conservar en fresco aguacate Hass, uchuvas, tomates y alimentos procesados como mora en polvo o snacks de piña, son algunos de los desarrollos en los que avanza el Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos (ICTA) de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL). 

La comercialización y el transporte de los alimentos es una tarea compleja en la industria por factores como la presencia de microorganismos que disminuyen y afectan su vida útil, y por ende su calidad, lo que los convierte en no aptos para el consumo.

En ese sentido, la aplicación de nanomateriales puede representar una ventaja importante para los productores, distribuidores y exportadores de productos agroindustriales, pues permite reducir el volumen de pérdidas y aumentar los márgenes de ganancia.

El profesor Diego Alberto Castellanos, del Área de Empaques y Vida Útil de Alimentos del ICTA, menciona que los investigadores utilizan la nanotecnología, que se compone de la fabricación, caracterización y manipulación de moléculas de alto rango que, aplicadas a los embalajes, los vuelven más seguros, rentables y no tóxicos.

Por ejemplo, se desarrolló un sistema de empaque para conservar el aguacate Hass, que controla activamente la acumulación de agua en los empaques del producto, mejorando su conservación.

El propósito era mejorar los empaques que ya había en el mercado. Para ello, utilizaron la misma caja en la que se transportan los aguacates y le agregaron una funcionalidad activa.

“Tomamos láminas de ácido poliláctico, un polímero biodegradable, y las llenamos de nanopartículas de dióxido de titanio, que en tamaño de partícula tiene un doble efecto: es antimicrobiano y retarda la madurez del producto. Así, evidenciamos que al poner las láminas dentro del empaque se prolongó la vida útil del aguacate hasta en 43 días” explica el docente.

Recuerda además que la nanotecnología es el estudio y la manipulación de materia en tamaños sumamente pequeños, en general entre 1 y 100 nanómetros (unidad de longitud que permite medir dimensiones imperceptibles al ojo humano). Por ejemplo, una hoja de papel tiene unos 100.000 nanómetros de grosor.

La nanotecnología comprende una gama muy amplia de materiales, procesos de fabricación y tecnologías que se usan para crear y mejorar muchos productos que la gente usa diariamente.

“En el caso concreto de los alimentos, trabajamos con materiales a escala de micrómetros, que es la milésima parte de un milímetro. Estos cambian sus propiedades químicas, y en aplicaciones biodegradables, compostables o fácilmente reciclables, pueden mejorar las cualidades mecánicas, térmicas y de barrera, así como la bioseguridad en los envases”.

“Lo que hacemos es reforzar los materiales de empaque que se utilizan en el día a día, entonces yo puedo tener un vaso, una bandeja, una botella de agua o una lata de atún, y si le  incluyo nanomateriales en escala micro, puedo cambiar muchas propiedades de esos materiales y darles el valor agregado”, explica el profesor Castellanos.

Según la necesidad del producto, se utilizan algunos materiales contra los microorganismos en pequeña escala; por ejemplo la plata, si se vuelve más pequeña comienza a ser cada vez más antimicrobiana, destruye las bacterias que se le acercan y en algunas frutas retardan la madurez y hacen que el proceso de degradación sea más lento.

Beneficios

La nanotecnología en envases puede servir para hacer bolsas o empaques más resistentes, menos permeables a contaminantes y para cambiar la opacidad de la luz. Es el caso de los empaques inteligentes, diseñados para detectar cambios microbianos o bioquímicos en los alimentos. En partículas de monóxido de titanio o de zinc se pueden programar para que cuando estén expuestas a la luz día o ultravioleta hagan una barrera e impidan el deterioro del alimento.

El académico destaca que en el ICTA se está trabajando con ciertos nanomateriales que se pueden “programar” para que cambien de color cuando pase algo dentro del empaque. “Por ejemplo, un pollo crudo empacado al vacío, a medida que se va descomponiendo emite ciertos componentes volátiles como la amina, que al reaccionar con nanopartículas hace que cambie de color, indicando que ya no es apto para consumir”.

“El envasado con esta tecnología es útil para identificar las condiciones internas y externas de los alimentos y los contenedores en toda la cadena de suministro”, agrega el profesor.

Por último, asegura que en el mercado existen varios nanomateriales que incluyen nanopartículas de nitruro de titanio, nanopartículas de plata y óxido de nanozinc, nanoarcilla y dióxido de nanotitanio, que se presentan como aditivos funcionales para la industria del envasado de alimentos.

“Jóvenes por el Clima” en la UNAL Sede Amazonia

 Conformado por 30 jóvenes de todas las regiones del país, esta iniciativa –creada para fomentar la participación de las nuevas generaciones en los procesos de incidencia política para la acción climática– se presentó en la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Amazonia, formando parte de la nutrida agenda en la que también participó el Equipo Europa, durante su reciente visita al país.

Teniendo en cuenta que Colombia es un importante aliado de laUnión Europeaen temas ambientales, la Amazonia colombiana fue escogida para que el Equipo Europa –conformado por el embajador de la Unión Europea y los diplomáticos de 13 Estados miembros en el país–, conmemorara el Día de Europa.

La visita, adelantada entre el 7 y el 10 de mayo, inició en Puerto Nariño con un recorrido por el municipio y un acto cultural con murgas, danzas y poesía tradicional por parte de grupos amazonenses, y finalizó en Leticia con el conversatorio “El Año Europeo de la Juventud y su voz en el liderazgo ambiental” y la presentación del grupo “Jóvenes por el Clima”.

Esta iniciativa surgió en 2019, cuando activista medioambiental sueca Greta Thunberg, de 19 años, lideraba Fridays for Future, el movimiento juvenil europeo contra el cambio climático. En ese contexto nació Jóvenes por el Clima, con representación en países como Argentina, y ahora Colombia.

En Leticia, el Equipo Europa sostuvo reuniones con representantes de varias universidades, entre ellas la UNAL Sede Amazonia, para hablar de cooperación académica.

Retamo espinoso, planta invasora que causa daño en Cundinamarca- Colombia

 El caso del retamo espinoso, especie exótica originaria de la costa occidental de Europa, es uno de los más graves porque no solo provoca desequilibrio en los ecosistemas, sino también porque en épocas de sequía intensifica el riesgo de incendios forestales de gran magnitud en los cerros de Bogotá, debido a su capacidad inflamable.

El estudiante Andrés Figueredo, del Grupo de Estudio de Animales Silvestres (GEAS) de la Facultad de Medicina Veterinaria y de Zootecnia de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), explica que “el retamo espinoso absorbe una gran cantidad de agua dejando sin humedad sus alrededores; además, como crece muy rápido, en este proceso libera hojarasca, lo cual hace que un incendio se expanda más rápido”.

En febrero, durante la primera temporada seca, se presentaron en Bogotá 11 incendios forestales en las localidades de Bosa, Sumapaz, Usme y Usaquén, zonas extensamente colonizadas por el retamo espinoso,considerado como una de las 100 especies invasoras más agresivas del mundo.

En Cundinamarca, las zonas más afectadas con los incendios forestales son: Nimaima, Nilo, Viani, Soacha, Cota, Tenjo y Tabio. “Estos reducen las poblaciones de fauna local como venados, tigrillos, zarigüeyas, zorros, osos y nutrias, de aves como búhos, águilas, turpiales y loros, y de reptiles como tortugas, boas e iguanas”, mencionó el estudiante Sebastián Álvarez, también del GAES.

Agrega que “durante la temporada de vientos, las semillas viajan largas distancias, se esparcen y llegan a otras zonas. Esto no sería un problema en entornos más secos que los de la región cundiboyacense, conformados por bosque andino, altoandino páramo y humedales de montaña, en donde esta situación ocasiona un daño a las especies nativas y otras como como bambú y helechos”.

Otras características del retamo espinoso –de 1 a 3 m de alto– y que lo convierten en un verdadero dolor de cabeza para las autoridades ambientales, pues impiden frenar su proliferación, son: rápido crecimiento, alta tasa reproductiva, diferentes mecanismos de transporte de semillas (vehículos, ropa, zapatos, animales, viento, fuentes hídricas), fácil adaptación al estrés ambiental y alta densidad de matorrales.

Invasiones dañinas

El estudiante Figueredo menciona que, “además del retamo espinoso, entre otras plantas invasoras de especial cuidado está, por ejemplo, el diente de león, que suele colonizar parques o zonas verdes y quitarle espacio a las prados y pastos nativos de Bogotá”.

“Las plantas acuáticas, como los buchones, proliferan tanto que disminuyen la cantidad de luz que logra llegar hasta el fondo de lagos o lagunas donde se encuentran los sedimentos que sirven de alimento a los peces y otros animales”.

Explica además que “las especies invasoras no solo son aquellas que llegan traídas de un ecosistema ajeno al de ellas, sino que también son las que logran proliferar y generar un impacto negativo en nuevos ecosistemas”.

Según la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca (CAR), existen 69 especies invasoras, 50 de flora y 19 de fauna.

Entre la fauna invasora se encuentra el cangrejo rojo americano, el caracol café de jardín, el caracol gigante africano, la garza bueyera, el geko casero, la paloma doméstica, el perro doméstico, la rana toro, la rata casera, la rata noruega, la tilapia del Nilo, la trucha arcoíris y la trucha común, entre otras especies.

Hábitat fragmentado

Acciones humanas, como la creciente urbanización de los espacios rurales, también afectan el hábitat natural de la fauna y la flora autóctona de Cundinamarca.

La estudiante Gabriela Osorio, del GAES, explica que “la fragmentación impide el intercambio genético entre las especies y dificulta el desplazamiento para cubrir necesidades como la alimentación, pues al estar en un hábitat reducido no logra desplazarse”.

Los estudiantes del GAES participaron en la charla “Problemas que enfrenta la fauna de Cundinamarca”, realizada durante la Semana Veterinaria 2022, organizada por la Facultad de Medicina Veterinaria y de Zootecnia de la UNAL.

Ganadería sostenible avanza en el Cesar

 En este departamento se ha ido gestando, poco a poco, la implementación de la ganadería sostenible, que genera menor impacto ambiental gracias a la siembra de árboles y a la conservación de bosques nativos.

Y aunque es un cambio de mentalidad que se ha dado lentamente, las iniciativas de los ganaderos han sido exitosas porque se ha evidenciado una mejora sustancial en la producción y un aumento de sus ingresos.

“Se trata de un manejo de la ganadería que cuida mucho el suelo, la vegetación y es sostenible, pero además es una ganadería con un pastoreo intensivo que se hace con rotación y con un respeto por la tierra y que es mucho menos dañina que la ganadería tradicional”.

Así lo advierte la la economista María Victoria Saade –conocida como Matoya o Toya–, quien dirige uno de los dos proyectos de ganadería sostenible conocidos por las profesoras Claudia Mosquera Rosero Labbé y Lucía Eufemia Meneses Lucumí, directoras del proyecto Laboratorio de Paz Territorial, de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede de La Paz.

Después de trabajar diez años en el sector minero en Bogotá, Toya se pensionó y hoy maneja una empresa agroforestal en la que adelanta el proyecto de reforestación con fines comerciales y otro de ganadería sostenible.

“Este trabajo ha sido un gran reto del cual he aprendido mucho con Lino Torregrosa, un agrónomo, estudioso del tema y experto en alimentación de ganado, quien realiza investigación al respecto y tiene su sede en Montería”, comenta la economista.

Precisa además que “este es un sistema en el que se siembran cada día más árboles y la ganadería no se maneja con criterio de minería, en el que se extrae todo de la tierra pero no se le devuelve nada. Este es un modelo copiado de países como Cuba y Brasil, pero poco aplicado en el Cesar porque solo hay unas cinco fincas que lo hacen, aunque debería ser adoptado por muchas más para que sea masivo en un futuro”.

Dentro del recorrido realizado por las docentes de la UNAL se incluyó la finca El Tesoro, propiedad de los esposos Fernanda Rodríguez y Carlos Collantes, gestores de la agricultura y la ganadería ecológica en el corregimiento Mahoma del municipio de Gamarra. Allí han instalado toda la infraestructura para desarrollar esta iniciativa, llamada Agrogan Finca Integral, que nació a través de la Corporación Obusinga, en la fueron voluntarios de un proyecto de autonomía y soberanía alimentaria.

Fueron gestores sociales durante varios años y se empaparon de los saberes que tradicionalmente se aplicaban en la agricultura. Realizaron actividades, como expediciones por el río Magdalena, participaron en eventos y encuentros en varias partes del país, enriqueciendo así el conocimiento que hoy aplican en su finca.

Allí también adelantan la “ganadería regenerativa”, mejorando el pastoreo, sembrando árboles como cercas vivas, maderables y de frutas exóticas con el fin de crear un corredor para la fauna silvestre presente en la zona.

Carlos explica que “a través de esta práctica el ganado estará en un ambiente relajado, con buena alimentación, compuesta por pastos nativos, con buena sombra para un mejor manejo del estrés calórico, dejando atrás el potrero a campo abierto”.

Ganancia para todos

Fernanda añade que “con la ganadería sostenible los animales cambian su estado corporal, crecen con más contextura, más gruesos, hay mayor producción de leche y las crías nacen con mayor proporción de carne. Dentro del proceso el ganado toma agua limpia que viene de un acueducto veredal que se alimenta de una quebrada y se le realiza baño orgánico con extracto de plantas, reemplazando la fumigación con químicos que afectaban al animal y su sistemas reproductivo y nervioso”.

Esta es una manera de evitar la contaminación del suelo y de lograr que los animales cuenten con una buena alimentación con una excelente calidad nutricional acorde con lo que necesitan.

Además han elaborado su propio probiótico para aumentar la productividad de las praderas, y eso le permite al animal consumir más proteína y minerales, lo que se traduce en más energía.

Lo que los llevó a comenzar este proceso de ganadería sostenible fue notar las prácticas agresivas con pesticidas y el movimiento de suelos que se evidencia con la ganadería tradicional que no es amigable con el medioambiente.

De esto también han hablado con otros ganaderos que ya se están convenciendo de hacer el cambio porque saben que es una ganancia tanto para ellos como para el ganado, aunque dicen que es un proceso lento que requiere mucha paciencia porque en el Cesar hay muchos terrenos que han tenido una explotación drástica y se tienen que recuperar.

Por último, las docentes de la UNAL consideran que la ganadería sostenible o ecológica genera grandes beneficios, y en el Cesar sería una gran oportunidad para producir alimentos y cuidar el medioambiente: “se aumentaría la biodiversidad, se cuidarían los recursos, habría más diversidad de árboles, se protegerían los niveles de agua reduciendo las inundaciones y evitando las sequías que tanto afectan a la población. Sería un gran aporte a la contención del cambio climático, limitando sus efectos en esta región”.

 

 

Industria petrolera tendría 3 técnicas prometedoras para tratamiento de aguas

 Electrocoagulación, biorreactor anaerobio de flujo ascendente y filtración son tres métodos que generan reacciones químicas para condensar residuos contaminantes –como grasas y aceites– y retener cloruros, y que serían la solución para reutilizar en otras actividades el agua contaminada por hidrocarburos.

El impacto ambiental de la industria petrolera, en particular el relacionado con la utilización del agua, ha sido motivo de preocupación e investigación en diversos sectores del país.

La industria de hidrocarburos utiliza el agrietamiento, el coque ligero y el coque pesado, métodos típicos de la refinería que procesan diferentes calidades de petróleo crudo y que consumen 0,34, 0,44 y 0,47 barriles de agua por barril de petróleo crudo, respectivamente.

Según la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE), la producción de gasolina genera el mayor el consumo de agua, con entre 0,60 y 0,71 galones de agua por galón de gasolina.

La reutilización y el aprovechamiento del agua de esta industria es un eje central dentro del Proyecto MEGIA (Modelo multiEscala de Gestión Integral del Agua), una investigación de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), MinCiencias y la Agencia Nacional de Hidrocarburos cuyo fin es realizar una gestión integral del agua, con análisis de información para la evaluación ambiental estratégica del subsector de hidrocarburos en el valle del Magdalena Medio.

El ingeniero Pablo Andrés Cubides, investigador del Proyecto MEGIA, explica que “la electrocoagulación consiste básicamente en introducirle al agua corriente eléctrica mediante electrodos metálicos de diversos materiales, de los cuales los más utilizados son el acero inoxidable, el hierro y el aluminio. La corriente aplicada a través de los electrodos es la fuente motriz que desencadena reacciones químicas tanto en el ánodo como en el cátodo. El ánodo se corroe permitiendo la formación in situ del coagulante, que desestabiliza las partículas en suspensión contaminantes y permite el rompimiento de emulsiones”, explica el experto.

A su turno la ingeniera Andrea Cubillos, también investigadora del Proyecto, señala que “la unidad de electrocoagulación que están operando se compone de 12 electrodos: 6 placas en aluminio que se utilizan como ánodo y 6 placas en acero inoxidable, utilizadas como cátodos”.

“Los electrodos se disponen verticalmente en el reactor, con un espacio de 1 cm entre ellos, y se conecta a una fuente de poder que suministra corriente continua a la unidad que opera en modo batch o continuo, y permite que las fuerzas que mantienen las partículas suspendidas se desestabilicen. Posteriormente, las fases desestabilizadas se unen para formar agregados más grandes (flóculos). Después del proceso de electrocoagulación se realiza un proceso de flotación para separar los flóculos formados”, explica la ingeniera.

También destaca que “el proceso de electrocoagulación presenta muchas ventajas, una de las cuales es que no se requiere adicionar compuestos químicos […] Además, el prototipo que tenemos es una unidad pequeña, fácil de operar e inodora”.

Con esta técnica se lograron remociones de hasta el 99 % para grasas y aceites, del 98 % para turbidez, del 84 % para demanda química de oxígeno y del 96 % para sólidos suspendidos totales en el agua.

La segunda técnica, el biorreactor anaerobio de flujo ascendente, tiene la capacidad de eliminar toda la materia orgánica presente en el agua, es decir todos los compuestos que tengan carbono, presentes en heces, plantas y residuos tanto urbanos como de la industrias láctea y farmacéutica, y de animales.

“El reactor de manto de lodo anaeróbico de flujo ascendente (UASB) radica en el establecimiento de un denso manto de lodo en la zona inferior del reactor, en el cual tienen lugar todos los procesos bacterianos que conducen a eliminar la contaminación orgánica. Este manto o lecho de lodo se forma por acumulación de sólidos suspendidos y bacterias en crecimiento. La turbulencia generada por el flujo del agua residual que ingresa al reactor y la producción de biogás provee un movimiento interno que asegura un buen contacto efluente-biomasa en los sistemas UASB”, explican los ingenieros.

La tercera técnica es la de filtración, que permite remover el cloruro (sal) que queda en el agua. “Este equipo tiene un filtro para retener sedimentos y otro de carbón activado; cuenta además con ósmosis inversa para pulir el proceso. Funciona reteniendo partículas por tamaño mediante una malla lo suficientemente ajustada para permitir que las partículas contaminantes se detengan en el proceso”.

El objetivo final de los investigadores es tratar el agua por medio de las tres técnicas mencionadas, de manera que las condiciones iniciales de contaminación se puedan eliminar por completo y cumplir con las normas de re-uso establecidas por el Ministerio de Medio Ambiente.

Cabe mencionar que esta línea de investigación se desarrolló con el agua de los vertimientos de los municipios de Aguachica, Puerto Wilches, San Alberto y San Martín. “Fuimos a todas las Corporaciones Autónomas que tienen jurisdicción en el Proyecto MEGIA y les pedimos información sobre el agua de la región, ya fuera subterránea, superficial, o de los vertimientos que reportaron las empresas”, explica el ingeniero Cubides.

Herramienta para las comunidades

“La información le sirve a la comunidad como una línea base en la que sabrán cómo está el agua de sus municipios [...] Hemos logrado que la gente se apersone de la investigación, y con los resultados han podido generar diversos procesos. Por ejemplo, algunos municipios empezaron a presionar a las alcaldías para que les pusieran acueducto y alcantarillado”.

Después se analizó la normatividad y el re-uso de las técnicas de tratamiento. “Descubrimos que las aguas, en general, tenían tres problemas principales: contenían fenoles, cloruros y grasas y aceites.

“Con toda la información, sistematizamos y después identificamos los puntos específicos en los que tomamos muestras de aguas. Luego las analizamos en el Laboratorio de Ingeniería Ambiental de la UNAL, en la cual hicimos más de 20 análisis diferentes a 150 muestras recolectadas”, precisa el ingeniero de la UNAL.

Hacer que los suelos arenosos sean agrícolamente productivos, caso de la tierra Condado de Makueni, Kenia

 Hacer que los suelos arenosos sean tierras productivas para la agricultura con el apoyo financiero del Fondo Nórdico de Desarrollo a través de su Fondo Climático Nórdico. Universidad de Agricultura y Tecnología Jomo Kenyatta (JKUAT), JKUAT Enterprises Ltd (JKUATES), The Alliance of Bioversity International y el Centro Internacional para la Agricultura Tropical (Alliance Bioversity-CIAT), Universidad Sueca de Ciencias Agrícolas (SLU) y SWRT Solutions LLC ., han llevado a cabo un proyecto para aumentar la resiliencia del sistema agrícola, la producción de cultivos y la acumulación de carbono en suelos arenosos.

Se instalaron membranas de retención de agua en el suelo en 19 granjas en Makueni y, hasta ahora, han demostrado su eficacia para mantener el crecimiento y el rendimiento de los cultivos en condiciones de precipitaciones escasas y poco fiables. Un taller de partes interesadas y un día de campo que se llevó a cabo el 29 y 30 de julio de 2021 validaron la tecnología de retención de agua subterránea (SWRT) como una de las tecnologías más efectivas para combatir los riesgos relacionados con el clima entre los pequeños agricultores en Makueni.

Múltiples desafíos limitan la productividad de los cultivos que crecen en suelos arenosos que no son fértiles y tienen poca capacidad para retener agua y nutrientes. El agua se mueve rápidamente por el suelo y el fertilizante se filtra fácilmente debajo de las raíces del cultivo después de la aplicación. Como resultado, los agricultores evitan el riego o la aplicación de fertilizantes. Los pocos que lo hacen obtienen muy pocos beneficios del riego suplementario o del uso de fertilizantes. Los suelos arenosos también se vuelven compactos durante la estación seca, lo que dificulta el cultivo. Esto se debe a la presencia de muy poca materia orgánica, contenido de arcilla y humedad del suelo. La agricultura en suelos arenosos utilizando prácticas convencionales ha resultado difícil para la mayoría de los agricultores.

Los suelos arenosos abundan en áreas áridas y semiáridas, donde la deficiencia de agua es una limitación importante para la producción agrícola. Las áreas se caracterizan por lluvias bajas, infrecuentes e impredecibles, y temperaturas extremadamente altas. Esto expone a los pequeños agricultores que se ganan la vida a duras penas con la agricultura a frecuentes pérdidas de cosechas, rendimientos reducidos y alternativas limitadas de sustento. Los agricultores de Makueni son particularmente vulnerables. La producción agrícola en suelos arenosos, por lo tanto, requiere intervenciones que desarrollen la resiliencia de los sistemas agrícolas, por ejemplo, aumentando su capacidad para retener agua, retener nutrientes y moderar el microclima.

SWRT es una de las tecnologías que ha sido defendida por tener potencial para aumentar la productividad de los suelos arenosos. La tecnología implica la instalación de membranas de polímero impermeables en forma de U diseñadas que retienen gran parte del agua añadida a la superficie del suelo por la lluvia o el riego durante períodos prolongados y que evitan la pérdida de nutrientes a través de la filtración del agua. Las demostraciones en Makueni muestran que la instalación de membranas SWRT en suelos arenosos puede aumentar el rendimiento de los cultivos y la producción de biomasa, como se muestra en la foto a continuación. Esto tiene beneficios tanto para la seguridad alimentaria como para la protección del clima, especialmente si la biomasa producida se retiene o se devuelve al campo como estiércol animal. SWRT también puede diversificar los sistemas de producción aumentando así la mejora de las dietas.

Cuando se combina con riego, SWRT puede minimizar los riesgos de pérdida de cultivos y permitir la producción de cultivos durante la estación seca. Makueni recibe precipitaciones bimodales (lluvias largas: marzo-mayo; lluvias cortas: noviembre-diciembre) que se supone sustentan dos temporadas de cultivo. Sin embargo, las lluvias prolongadas son impredecibles y, a menudo, no ocurren, lo que convierte a la región en un área de cultivo de una sola temporada. Los agricultores dependen principalmente de la temporada corta para la producción de subsistencia. La instalación de membranas SWRT, combinada con el riego, puede diversificar la producción, permitir un ciclo de tres estaciones que permitirá la producción de cultivos de alto valor. El SWRT irrigado puede eliminar las incidencias de malas cosechas y reducir la cantidad de agua utilizada para el riego.

Un taller de partes interesadas y un día de campo, celebrados el 29 y 30 de julio de 2021, proporcionaron una plataforma para conectar a las partes interesadas dentro del proyecto y en las cadenas de valor alimentarias. El taller reunió a productores (agricultores y grupos de agricultores), proveedores de insumos (semillas), extensionistas, asesores, investigadores, administración local, representantes de condados, representantes del gobierno nacional, proveedores de seguros, tecnología agrícola, organizaciones no gubernamentales, comunicación y difusión. personal. Este taller informó a las partes interesadas sobre la tecnología SWRT, sus méritos y oportunidades comerciales. Al mismo tiempo, las partes interesadas entendieron cómo pueden contribuir a la adopción de la tecnología y el negocio en torno a la tecnología. SWRT se describe como una de las tecnologías más efectivas para combatir los riesgos relacionados con el clima entre los pequeños agricultores. Se está haciendo un análisis de costo-beneficio para sopesar los costos de instalación e identificar escenarios que brindarán los mayores beneficios a los agricultores y las partes interesadas.

 

Cannabis medicinal: un año después de aprobado su uso legal, sigue habiendo mucha desinformación

 La ciudadanía todavía no tiene claro qué es el cannabis medicinal y cuáles son sus usos en la salud. Es importante saber y entender que el cannabis es un medicamento que, como los demás, tiene indicaciones, contraindicaciones y debe ser suministrado por especialistas.

Por eso el médico cirujano Juan Rafael López Sánchez, de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), especialista en Medicina de Dolor y Cuidado Paliativo, afirma que “uno de los retos que afronta el país es combatir la desinformación que sigue habiendo en torno al uso del cannabis, ya que este se encuentra en tiendas naturistas, en el transporte público o en las ventas informales. Este es un medicamento cuyo uso y distribución se debe tomar con mucha seriedad, no de manera informal”.

Agrega que “nuestra responsabilidad como profesionales de la salud es informarnos y educarnos con respecto a los usos potenciales de los compuestos derivados del cannabis, de una manera libre de sesgos, para poder responder a las necesidades de los pacientes de forma efectiva, basada en la evidencia. Colombia sigue siendo el epicentro de esta nueva actividad agrofarmacéutica y tiene el gran potencial de convertirse en referente para la investigación del cannabis en el mundo”.

Durante su participación en el programa #SaludUNALcontigo, liderado por la Facultad de Medicina de la UNAL, el experto presentó los resultados de una investigación en la que se evidenció cómo el cannabis medicinal puede ser un adyuvante en la intervención terapéutica en el manejo del dolor crónico y comorbilidades asociadas en pacientes colombianos.

Mencionó que “se trata del estudio más grande que se ha hecho en el mundo, con más de 2.000 pacientes de muestra, en el que se constataron los beneficios del uso del cannabis medicinal para el manejo del dolor crónico”.

El estudio, publicado en la revista científica europea Frontiers in Pain Research, determinó que “esta es la primera investigación clínica de consumo de cannabis para el dolor crónico en una cohorte de colombianos pacientes”.

Sin embargo, el doctor López señala que “dada la alta incidencia del dolor en fenotipos descritos en nuestro estudio, los hallazgos son generalizables entre poblaciones de pacientes”.

“Esta opinión se apoya en el hecho de que nuestros resultados están bien alineados con los informados por estudios similares en poblaciones clínicas por grupos de investigación que trabajan en jurisdicciones con acceso al cannabis medicinal desde hace mucho tiempo, programas como los adelantados en Israel o Canadá”.

El doctor López explica además que “este no es un tratamiento de primera línea en el país y generalmente se utiliza en pacientes que han agotado muchos tratamientos. No suele utilizarse como monoterapia, sino que siempre es un tratamiento complementario. La evidencia más fuerte es para el dolor, pues ayuda a los pacientes a disminuirlo notablemente; aunque no cura ninguna enfermedad, sí beneficia mucho y estoy seguro de que es la próxima revolución de la medicina”.

Cabe mencionar que hace un año en Colombia es legal y permitido el uso de cannabis medicinal, según la Ley 1787 de 2016, reglamentada por los decretos 613 de 2017, 631 de 2018 y 811 de 2021.

Se estima que en 2020 la industria global del cannabis medicinal produjo 7,8 billones de dólares y se espera que este año alcance los 16,47 billones.

Beneficios en la salud

Según la exposición del doctor López, el cannabis tiene buenos resultados en el manejo del dolor crónico de algunas enfermedades, así como en náuseas y vómito, algunos tipos de epilepsias, párkinson y enfermedades mentales como esquizofrenia, trastorno de estrés postraumático, adicciones y trastornos de ansiedad.

También puede ayudar en algunos dolores complejos como los neuropáticos (daños en los nervios), reumáticos y osteomusculares, la artritis reumatoidea, el cáncer y la esclerosis múltiple.

También ha mostrado eficacia para el manejo de las náuseas y el vómito en tratamientos con quimioterapia, en los que resultan ser cuatro veces más efectivos que el placebo.

Otros usos están relacionados con el manejo terapéutico del dolor en pacientes con esclerosis múltiple y en dos tipos de epilepsia (los síndromes de Lennox-Gastaut y de Dravet), que en niños entre los 2 y 3 años generan convulsiones masivas a lo largo del día provocando un daño cerebral severo.

El doctor López destaca que “en Colombia la variedad que se utiliza es la Cannabis sativa, resistente a parásitos y patógenos. Sin embargo, es importante que este tipo de medicamentos sean formulados, como cualquier otro analgésico, por especialistas que puedan prevenir sus afectos adversos en la administración”.

“Este es un medicamento que interviene directamente en el sistema central y periférico y no interviene en el tallo del cerebro, es seguro en los humanos y no se podría hablar de una sobredosis por cannabis medicinal”.

Por último, el especialista detalla que “más allá de regular factores como el dolor, el centro de sueño, la ansiedad, el de estado de ánimo, la psicosis, la cognición o el aprendizaje, el cannabis tiene beneficios terapéuticos, pues no es un medicamento que sirve exclusivamente para una cosa, sino que tiene influencia en varios centros que regulan nuestro sistema nervioso y puede atacar varios frentes al tiempo”.

 

Especies invasoras amenazan biodiversidad del país

 Estas especies, que se encuentran en todos los grupos taxonómicos –microorganismos, plantas, invertebrados, peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos, entre otros– se establecen en un ecosistema o hábitat natural o seminatural y se convierten en un agente de cambio que amenaza el ecosistema y la diversidad biológica nativa.

Las especies exóticas invasoras son aquellas que al introducirlas de forma natural, accidental o intencionada en un medio que no es el suyo, consiguen adaptarse a él y colonizarlo.

El profesor Miguel Gonzalo Andrade, director del Instituto de Ciencias Naturales (ICN) de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), recuerda que estas especies –consideradas por el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD) como la segunda causa de pérdida de biodiversidad en el mundo– actúan como depredadoras impidiendo el desarrollo de especies nativas, alteran el hábitat al modificar física y químicamente el suelo, compiten por el alimento y el espacio, se hibridan o mezclan con las especies nativas, e introducen nuevos parásitos y enfermedades para otras especies y para los humanos.

Explica además que “su fácil adaptación a nuevos entornos y su rápida expansión son causa importante de pérdida de la biodiversidad […] Los efectos de este fenómeno son severos debido a que las especies nativas carecen de estrategias para protegerse de la depredación, y en Colombia no hay controladores poblacionales, es decir que no hay otro animal que pueda combatir a estas especies”.

En el país se reportan más de 300 especies con potencial de invasión, problemática que se empezó a evidenciar en 1997. En 2020 se implementó la Resolución 0346 del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible (MADS), por medio de la cual se prohíbe la comercialización, movilización, fomento, reproducción y propagación, entre otras medidas, de cualquiera de las especies incluida en la lista.

Especies invasoras en Colombia

El retamo espinoso –arbusto de origen europeo– se introdujo al país para ornamento y como cerca viva, y hoy los cerros Orientales de Bogotá están invadidos por esta y muchas otras especies en áreas de Cundinamarca, Boyacá y Antioquia.

El buchón o jacinto de agua –una planta acuática originaria de la cuenca amazónica– está dentro de las 100 especies invasoras más peligrosas del mundo; en Colombia, está categorizada como “especie de alto riesgo”.

Esta especie se distribuye ampliamente formando extensos tapetes flotantes en el embalse de La Playa (municipio de Tuta), en las lagunas de enfriamiento de la Central Térmica de Termopaipa y en la Ciénaga de Palagua, en Puerto Boyacá.

“Su rápida proliferación ocasiona la pérdida de oxígeno en los cuerpos de agua, afectando represas como Hidroituango y ríos como el Cauca. En las represas y los humedales, cuando se toma la película del agua, el buchón termina tapando toda la superficie hídrica perjudicando a los especímenes que habitan en estos acuíferos”, explica el profesor.

Entre los invertebrados está el caracol gigante africano, una amenaza no solo para la biodiversidad sino también para la salud pública, presente en 122 municipios de 26 departamentos e introducido con el fin de explotarlo para uso estético y alimenticio. No obstante, se alimenta de organismos vivos como plantas, líquenes, hongos, materia orgánica en descomposición, derivados de plantas y paredes estucadas.

“Este animal consume 67 especies de plantas, 35 de ellas alimenticias, lo que genera la destrucción de cultivos y huertas; además produce hedores que afectan la calidad de los lugares que invaden. Así mismo, puede adquirir parásitos, bacterias y hongos, por lo cual es vector de organismos que ponen en riesgo la salud de los humanos”, asegura el experto.

La rana toro es otra especie invasora. Este anfibio, proveniente de Norteamérica, fue introducido por el Valle del Cauca en 1986 con fines de zoocría (cría de animales bajo condiciones controladas), pero en 1992 escapó y se ubicó en áreas naturales de diferentes departamentos.

Su alta fecundidad, la fuerte tolerancia ecológica y amplia dieta, hacen de este animal un agresivo depredador de insectos y vertebrados pequeños, que compite por recursos con otras especies nativas.

“En la Sabana de Bogotá ya la hemos encontrado individuos de la rana toro, y también se han hallado subiendo a lo largo del río Magdalena. Se están comiendo los alevinos (peces que acaban de romper el huevo) y afectando la cría y la pesca, sobre todo en esta época de Semana Santa”, asegura el profesor Andrade.

Entre los peces marinos sobresale el pez león, especie proveniente del océano Índico y Pacífico que se estableció en Norteamérica y el Caribe. Se trata de un depredador de peces y crustáceos en arrecifes de coral, que afecta severamente la red trófica. Tiene una alta tasa de reproducción y puede sobrevivir largos periodos con poco alimento.

Hipopótamos, un peligro

Recientemente el MADS incluyó al hipopótamo en el listado de especies exóticas invasoras de Colombia, con lo cual ratifica que la reproducción de estos animales se salió de control y que puede afectar los ecosistemas debido a su rápida apropiación de los territorios.

“La recomendación al MADS de que el hipopótamo fuera declarado como especie invasora se dio por parte del ICN y del instituto Alexander von Humboldt, porque es una especie altamente agresiva, sobre la cual se han documentado ataques hacia la población humana y hacia otras especies de la diversidad colombiana. Es típica en África, por lo que en Colombia no tiene especies que le compitan […], se ha dispersado a lo largo del Magdalena y el 48 % de la población se encuentra en estado de crías y juveniles, lo cual quiere decir que está en pleno desarrollo”, dice el experto.

Agrega que “esta es una especie megaherbívora y transmisora de enfermedades como la brucelosis y el ántrax”.

El director del ICN subraya que “la Resolución 0346 del MADS lista todas las especies en Colombia declaradas como invasoras, lo cual es muy importante porque, por ejemplo, con el hipopótamo se ha encontrado que había un comercio ilícito de las crías, entonces cualquier actividad que se quiera hacer con estas especies queda prohibida y se ayuda a evitar que se sigan expandiendo”.

¿Qué pasa cuando las aguas de los ríos se cruzan con las subterráneas?

 Como el agua superficial de los ríos es rica en oxígeno y la subterránea en nutrientes y minerales, al unirse, se crea vida, aquella de especies animales, plantas y otros organismos vivos que conforman cerca del 80 % de los ecosistemas hídricos. Esta interacción se ha estudiado poco, por lo que aún se desconocen los daños que le ocasionan la contaminación y las acciones humanas.

Así lo asegura el ingeniero civil Antonio Preziosi, de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), quien desarrolló tres modelos computacionales para evaluar este intercambio, un aporte científico exaltado por el Premio Shizu y Yu Takeuchi de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales (Accefyn).

Explica además que “por lo general las investigaciones sobre los recursos hídricos se hacen considerando que el agua subterránea y la superficial forman parte de sistemas aislados que no se relacionan. Nuestro estudio busca una mirada integral del agua como un solo recurso, independientemente de dónde se encuentre almacenada”.

El principal hallazgo de su tesis doctoral sugiere que el tamaño de los granos que conforman el lecho de los ríos (piedras, arena y sedimentos) y sus niveles de flujo aumentan o disminuyen en el intercambio entre los dos acuíferos (aguas subterránea y ríos).

Por ello, propone tres modelos computacionales que simplifiquen la medición del flujo hiporreico, es decir el de la zona en donde las aguas de los ríos y las subterráneas interactúan, intercambian y transportan solutos (sales y gases que se desintegran, en otros), contaminantes y microorganismos.

Es importante considerar que en países tropicales como Colombia las corrientes de agua superficiales juegan un rol importante como fuente de agua potable para grandes asentamientos humanos, a la vez que son receptoras de vertimientos domésticos e industriales. El crecimiento de la población, la migración interna de las ciudades y los efectos del cambio climático hacen que la presión sobre los ecosistemas acuáticos se vuelva un tema de interés para la ciencia.

“De ahí que nuestro interés desde la mecánica de fluidos es determinar el perfil de velocidades promedio, que representa la transición entre el flujo de agua de un canal y un lecho de forma regular. Para este fin se empleó el método de los volúmenes finitos, herramienta que modela problemas en la dinámica de las desembocaduras de los ríos y estuarios o ecosistemas mixtos en donde confluyen las aguas dulces de ríos y las saladas de mar”, señala el ingeniero Preziosi.

Los modelos que él desarrolló en computador simularon experimentos que se hicieron en canales de los laboratorios de las universidades Northwestern y de Illinois: “nuestros modelos lograron representar los mismos resultados que se observan en los experimentos realizados, lo cual evidencia esa importante interacción entre los dos ecosistemas (ríos y aguas subterráneas)”.

Al respecto, el profesor Leonardo Donado, director de la tesis y del grupo de investigación Hidrodinámica de Medios Naturales (HYDS) de la UNAL, agrega que “además logramos simplificar ecuaciones como las de Navier-Stokes, que describen la física de fenómenos como las corrientes hídricas, pero de una manera dispendiosa, lo cual dificulta contar con información detallada de la forma y la composición de los lechos de los ríos”

El ingeniero Preziosi concluye: “en nuestro caso desarrollamos dos modelos de alta complejidad; uno de métodos numéricos espectrales y otro de rastreo de partículas, que permiten evaluar más directamente la disponibilidad de agua en los ríos, su calidad y sus niveles de contaminación”.

Eso significa que en un futuro cercano, con la medición y el reconocimiento de estos ecosistemas, se podrán estudiar nuevas fauna y flora y proponer planes para mitigar tanto la contaminación en acuíferos como las sequias de los ríos, entre otros.

Trayectoria con más reconocimientos

Por la originalidad, rigor e importancia científica de su investigación, Antonio Preziosi recibió una “Mención meritoria a la mejor tesis de doctorado en las áreas de Biología, Química y Geología” por parte de la Accefyn, máximo organismo de científicos asociados en el país.

Este reconocimiento se le otorgará durante el premio Shizu y Yu Takeuchi, este viernes 18 de marzo. Es importante destacar que este galardón se estableció en memoria del profesor japonés Yu Takeuchi, docente de la UNAL y reconocido matemático en el ámbito mundial.

Actualmente el ingeniero Preziosi se desempeña como profesor del área Hidroambiental de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Santo Tomás. También continúa sus investigaciones en hidrodinámica de medios naturales y sistemas urbanos de drenaje sostenible y lidera el proceso de creación de una empresa de consultoría ambiental especializada.

En su tiempo libre disfruta el baloncesto con su equipo de exalumnos de la UNAL. Por otro lado, hace cinco años forma parte del grupo de investigación HYDS.

“Para nosotros como grupo de investigación joven, es un gran reconocimiento a esta corta época de trabajo”, menciona el profesor Donado.

HYDS ha graduado 3 doctores en Ingeniería Civil de la Sede Bogotá, los cuales ejercen hoy la enseñanza en reconocidas universidades del país y han sido ganadores del premio a la “Mejor investigación” que da la Asociación de Ingenieros de la UNAL.