Aves migratorias: estadística ofrece mayor precisión sobre el cambio en sus vuelos

 Estudios clásicos de esta disciplina no han considerado cómo cambia de principio a fin el vuelo de aves como el águila calva, ignorando variables como el clima, la presión o la humedad que influyen en él. Un experto en Estadística de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) mejoró y ajustó la metodología mediante una técnica llamada “puentes estocásticos”, y ahora no habría problema para tener en cuenta estos factores.

El desarrollo fue propuesto por el investigador Jhonier Sebastián Rangel Gutiérrez, magíster en Estadística de la UNAL, quien estimó los cambios que forman parte del concepto de volatibilidad, de una manera novedosa y más precisa que en las concepciones convencionales que analizan el fenómeno.

Para entender su propuesta es necesario comprender que los puentes estocásticos son modelos estadísticos que se utilizan en disciplinas como la matemática y la física para describir un proceso de inicio y fin, o sea cómo se comporta un fenómeno que tiene un valor fijo, en este caso el desplazamiento de un ave del punto A al punto B, y los cambios en su vuelo desde que parte.

Sin embargo, según el enfoque aplicado, el movimiento se puede medir mejor: con el clásico, llamado puente browniano, se mide el vuelo de las aves como una variable independiente, o sea estableciendo que su vuelo va cambiando por sí solo, mientras en el enfoque implementado de puentes brownianos fraccionarios se incluyen parámetros que permiten tener un panorama más amplio de lo que ocurre, como por ejemplo el viento, la presión o el clima.

Los enfoques brownianos deben su nombre al médico Robert Brown, reconocido por descubrir en el siglo XVIII el movimiento de agitación que tienen las partículas en el agua; sin embargo en su momento no pudo explicar el porqué del fenómeno y su estudio fue asumido por científicos como Albert Einstein y otros investigadores que fueron transformando su concepción.

Por otro lado, el tema de las aves migratorias es tanto fascinante como urgente para tener mejores planes de conservación de las especies, con una medición puntual de cómo está influyendo el cambio climático en sus trayectorias, algo que este modelo estadístico puede hacer de manera inédita y abierta al público.

En Colombia se registran 275 especies de aves migratorias, de las cuales 154 provienen de Norteamérica, lo que significa que este territorio es un punto estratégico para su vida y curso natural, pues de manera casi obligatoria deben sobrevolarlo y recorrerlo.

Según el experto, el modelo teórico y de simulación analiza las ecuaciones diferenciales, una parte de la matemática que describe cómo cambia una función en relación con una o más variables independientes; su objetivo principal es determinar el cambio, o sea que su carácter es estocástico.

Después del análisis se modelaron los cambios de las aves migratorias en el lenguaje de programación Rstudio, con un examen de lo que ya se había registrado en la literatura, como por ejemplo en estudios de 2021 sobre el águila calva, en los que el autor se percató de que cuando inicia su vuelo hay un cambio importante en el tránsito del movimiento que no está determinado por sí mismo.

Lo anterior se puede explicar de manera sencilla con el siguiente ejemplo proporcionado por el experto: “si ponemos 50 palomas en una caja, y a 10 m de distancia ponemos maíz, los movimientos de los animales no variarán mucho, pero si las sacamos de ahí su comportamiento será diferente, y eso es lo que ocurre con la volatibilidad de procesos estadísticos”.

Un concepto clave en el proceso es el índice de Hurst, parámetro estadístico que se mide con valores entre 0 y 1: los cercanos a 0 se toman como un evento poco predecible, y en el caso contrario como predecible o estimable. En el caso de las aves, incluirlo da luces sobre la dirección en que se mueven, o de si es más difícil seguir su trayectoria.

Además el investigador Rangel asegura que “el método estadístico también se puede aplicar al mundo bancario y financiero –de hecho es en el que más se ha implementado–, ya que ayuda a estimar el flujo de dinero que entra y sale cada día, por ejemplo del dólar; y también en el estudio de la cantidad de partículas que hay en una sustancia al mezclarla con algún químico, lo cual ocurre en la industria de las pinturas y los materiales, en la que se busca que la composición sea estable y duradera”.

El desarrollo y ajuste propuesto tienen una aplicabilidad muy grande y sería un primer paso para seguir contrarrestando el efecto que fenómenos como el cambio climático tienen en el medioambiente y en la vida de las aves migratorias, que son clave en el control de plagas en cada territorio

 Este trabajo contó con el apoyo del profesor Viswanathan Arunachalam, del Departamento de Estadística de la UNAL.

Residuos de peces sirven como materia prima para prometedor biofertilizante

 Investigadores de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira desarrollaron un fertilizante orgánico a partir de agallas y vísceras de pescado, una alternativa sostenible al uso de agroquímicos en la agricultura, elaborado como subproducto o resultado de la trasformación de dichos residuos en biometano.

En el Laboratorio de Investigaciones Ambientales, el Grupo de Investigación Prospectiva Ambiental de la UNAL Sede Palmira encontró en el fertilizante orgánico nutrientes como nitrógeno, fósforo, potasio y micronutrientes que mejoran las propiedades de los cultivos sin impactar la salud del suelo, lo cual representa una alternativa al uso de agroquímicos que pueden ser dañinos para el medioambiente.

Dicho producto, conocido como o biodigestato, se obtuvo de dos maneras: (i) mezclando los residuos de la pesca artesanal del Pacífico tumaqueño y los cultivos piscícolas, y (ii) de los desechos agrícolas de cacao y plátano en Arauca, con los cuales se obtiene biometano en las plantas de biogás instaladas en las Sedes Tumaco y Orinoquia de la UNAL.

Para evaluar la efectividad del fertilizante, las pruebas agronómicas se desarrollan en condiciones controladas con cultivos de maíz, en el invernadero de la Sede Palmira; “además contamos con la asesoría de instituciones de investigación internacionales, lo que refuerza la rigurosidad de nuestro proceso de evaluación”, informa la profesora Luz Stella Cadavid Rodríguez, directora del Grupo de Investigación Prospectiva Ambiental, quien destaca el impacto positivo que han notado en el crecimiento de las plantas y posiblemente en la calidad del suelo.

Una de las principales ventajas del producto es su naturaleza orgánica, pues por derivar de las agallas y vísceras del pescado no contiene contaminantes ni altos niveles de metales como ocurre con los productos tradicionales, por lo que se considera como una opción ambientalmente sostenible. Además, gracias a su composición biológica se estimula la actividad microbiana en el suelo, promoviendo procesos beneficiosos que lo mejoran en el tiempo.

Innovación y escalado del biofertilizante

El desarrollo de este fertilizante orgánico ha sido un trabajo coordinado en múltiples escalas. Inició en las instalaciones de la UNAL Sede Palmira con estudios de laboratorio, en donde utilizaron reactores de 1 litro para evaluar el potencial de la producción de biogás y biometano con residuos de pesca artesanal producidos por pescadores y mujeres concheras de Tumaco.

Los resultados permitieron escalar el proceso a una planta piloto instalada en la Sede Tumaco, lo que facilitó perfeccionar el desarrollo tecnológico y adaptarlo a condiciones reales de producción.

Además, como parte del macroproyecto “Fortalecimiento de las capacidades de investigación y desarrollo que promuevan la solución de problemáticas priorizadas en el sector acuícola en Arauca”, en el que también participan investigadores de las Sedes Bogotá, Medellín y Orinoquia en alianza con la Federación Colombiana de Acuicultores (Fedeacua), se instaló otra planta de biogás en la UNAL Sede Orinoquia, la cual funciona con paneles solares.

Allí producen biogás a partir del procesamiento de los residuos piscícolas de la producción de cachama mezclados con desechos agrícolas de cacao y plátano, productos que se dan ampliamente en esta zona del país.

“Organizamos talleres y programas de capacitación con 140 productores piscícolas locales en Arauca, cuya retroalimentación ha sido clave para mejorar la propuesta tecnológica respecto a la planta de biogás y fomentar la apropiación de estas innovaciones. Aspiramos a que esta tecnología sea adoptada ampliamente por los agricultores en todo el país, y estamos trabajando para que otras instituciones se sumen a la iniciativa”, agrega la académica.

En los próximos meses, el Grupo de Investigación Prospectiva Ambiental de la UNAL Sede Palmira espera obtener los resultados concluyentes de las evaluaciones agronómicas para planificar un escalado industrial y real del biofertilizante.

Estos análisis incluyen múltiples factores como el crecimiento de las plantas, la absorción de nutrientes y la mejora de las propiedades del suelo. Además, el impacto del fertilizante en la actividad microbiana del suelo y su capacidad para mejorar la retención de agua y su estructura.

¿De qué están hechas las galaxias? Algoritmo lo dice con hasta un 99 % de eficacia

 ¿Dónde nacen las estrellas, dónde se posa un agujero negro supermasivo o dónde abundan hidrógeno, oxígeno o nitrógeno? Estas son las pistas que persiguen los astrónomos, ya que les permiten determinar qué compone una galaxia. Aunque los diagramas que las explican se han analizado manualmente desde hace décadas, toman mucho tiempo y requieren de un esfuerzo mayor; ahora, un algoritmo entrenado con aprendizaje de máquina (machine learning) hace la tarea en solo minutos ayudando a desentrañar los misterios del universo en el que vivimos.

La era tecnológica ha impactado todas las áreas del conocimiento, y el cosmos no se ha quedado atrás, un campo en el que la investigadora Katherine Andrea Caballero Soto, magíster en Astronomía de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), se aventuró queriendo complementar, a través de inteligencia artificial (IA), la mirada de los grandes telescopios que toman registros fotométricos y espectroscópicos de galaxias y estrellas, las cuales varían según su composición o su distancia.

Estar a una distancia de años luz de la Tierra ya no es un inconveniente para encontrar el núcleo de una galaxia activa, una en la que fantaseamos con que haya algún lugar parecido a nuestro planeta, o en donde tal vez haya formas de vida que desconocemos.

De hecho, desde la década de 1980 expertos y científicos elaboran diagramas que muestran los elementos que componen los núcleos de estos sistemas galácticos, pero la información que recopila un telescopio o una técnica de observación llega a ser tanta, que se hace casi imposible hacer cálculos rápidos y sencillos.

Por eso la investigadora Caballero implementó distintos algoritmos de machine learning en el estudio de los núcleos activos de galaxias (AGN), pues quería saber si la potencia de estos avances de IA son tales que, aquellas clasificaciones manuales que hacen astrónomos profesionales y que pueden tomar horas o hasta días, ahora se realicen en cuestión de segundos.

Los AGN son regiones extremadamente brillantes en el centro de una galaxia que se alimentan por el material que cae en agujeros negros gigantes supermasivos; emiten luz y energía en todas las longitudes de onda, desde rayos X hasta ondas de radio.

Su estudio ha despertado el interés de los científicos porque entenderlas nos daría una visión de cómo han evolucionado históricamente tanto las galaxias como los agujeros negros; cómo se comporta el cosmos en estas inmensas concentraciones de energía, e incluso cómo se podría haber distribuido la materia oscura en el universo.

Para desarrollar su propuesta, la investigadora utilizó la base de datos astronómicos Sloan Digital Sky Survey (SDSS), una de las más detalladas del mundo y de acceso gratuito, que tiene información sobre las líneas de emisión, unas “firmas” espectrales específicas de luz que hablan acerca de los materiales y elementos que componen una galaxia. De esta se recopiló la información de unas 250.000 galaxias.

Para eso se tuvieron en cuenta variables como la baja densidad de electrones en el espacio, la cual hace que existan mayores probabilidades de que se presenten transiciones prohibidas de los átomos ionizados como OIII, NII, SII, o líneas espectrales de hidrógeno H-alfa (Hα) y H-beta (Hβ), características principales que permiten determinar si el objeto es una galaxia de núcleo activo, o si por el contrario es formadora estelar.

Los datos se complementaron con los registros de fotometría de estas galaxias, imágenes de distintos rangos de brillo y filtros de color que emiten estas estructuras cósmicas. Tomando estas características se entrenaron distintos algoritmos es busca de aquel que pudiera clasificar con precisión el tipo de galaxia del que se estaba hablando; estas podían ser: (i) de núcleo activo, en las que abundan oxígeno, nitrógeno y azufre, (ii) estelares, en las que nacen estrellas y el elemento principal es hidrógeno, y (iii) una combinación de ambas.

Según la investigadora, “de todos los algoritmos que se desarrollaron en el lenguaje de programación Python, el de redes neuronales obtuvo el mejor desempeño, pues alcanzó alrededor de un 99 % de eficiencia en la identificación de estas galaxias: de 250.000, clasificó alrededor de 248.000”.

“Estamos viendo la astronomía a través de los ojos del aprendizaje de máquina, ya que optimiza el trabajo y permite tener la información y parametrización correcta de cualquier objeto celeste, lo que posibilita estudiar no solo las galaxias sino también las estrellas y nebulosas, e incluso clasificar ondas gravitacionales”, agrega.

Por otro lado, indica que “es una herramienta que queda abierta al público, ya que el código con el que se generó el algoritmo está disponible para que cualquier investigador lo utilice; y en la literatura sobre el tema no había acceso, lo que quiere decir que usaban lenguajes de programación no gratuitos y con información muy específica”.

Se espera que este desarrollo se convierta en una plataforma web en la que los interesados utilicen el algoritmo para determinar el tipo de galaxia que están estudiando, o que quieren analizar más a fondo.

 

En la UNAL crean material “inteligente” para limpiar aguas contaminadas

 En pruebas de laboratorio, la membrana desarrollada, similar a una delgada tela de color café claro, tuvo una capacidad de remoción de contaminantes orgánicos superior al 70 %, incluyendo hidrocarburos y grasas derivadas de la extracción del petróleo. Cuando está saturada se expone a una luz ultravioleta y libera los contaminantes adsorbidos.

Su creador, Juan Sebastián Flórez Varón, magíster en Ingeniería Química de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), explica que “la ‘membrana’ fue diseñada de tal manera que fuera flexible y adsorbente”. 

Está compuesta por dos partes: un grupo funcional que permite que el material tenga características inteligentes, y una estructura de soporte elaborada en un material carbonoso residual de los procesos de refinación de petróleo, de ahí su color ocre.

“Material inteligente” fue la denominación que le atribuyó el investigador, dado que este material puede cambiar sus propiedades fisicoquímicas en respuesta a la luz ultravioleta. Inicialmente actúa como una trampa para contaminantes orgánicos como hidrocarburos y grasas, mezcla compleja que se genera durante la extracción de petróleo y gas natural, conocidas como aguas de producción.

Los contaminantes se adhieren a su superficie, como en un proceso de filtración. Cuando se satura se expone a luz ultravioleta, lo que provoca un cambio en sus propiedades y libera los contaminantes adsorbidos. “Esto permite limpiar y reutilizar el material en ciclos sucesivos de tratamiento de agua”, explica el magíster.

En la actualidad, las aguas de producción pasan por tratamientos largos y costosos que incluyen procesos físicos y químicos para separar el agua del crudo y reducir los contaminantes a niveles aceptables según las normativas ambientales, entre ellas la Resolución 631 de 2015 en Colombia. Sin embargo, estos procesos no siempre logran una calidad del agua suficiente para otros usos como el riego de cultivos, de ahí la relevancia de este estudio.

¿Cómo se creó?

Se realizaron varios procesos meticulosos. El investigador tomó el material carbonoso residual (granulado) y lo hizo funcional desde la química para lograr propiedades oleofílicas para retener las grasas y luego convertirse en oleofóbico, es decir capaz de repeler aceites y grasas cuando se expone a luz ultravioleta; así se remueven del agua.

Para eso utilizó un proceso llamado electrospinning (o electrohilado) que convierte el material carbonoso en membrana. “Se toma una dispersión polimérica del material y la inyecta a tasas muy bajas a través de un campo electromagnético. Imaginemos un rodillo girando y estos hilitos se van depositando y entrelazando sobre su superficie para formar la membrana”, describe el investigador. 

Esta estructura de fibras imperceptibles al ojo humano (nanofibras) entrelazadas no solo brindan una enorme área de superficie para una mayor eficiencia en la captura de contaminantes, sino que también le confiere resistencia mecánica a la membrana, es decir que no se rompe fácilmente.

Pruebas de descontaminación

La evaluación del material involucró pruebas en el laboratorio, incluyendo análisis fisicoquímicos, microscopía electrónica y pruebas de filtración con muestras de agua de producción sintética. En este último incluyó la membrana en un filtro pequeño con capacidad de 500 mililitros (mL) que contenía agua artificial creada para imitar a las aguas contaminadas por la extracción de petróleo o gas natural.

Luego del montaje, la membrana se probó como material filtrante y demostró una capacidad de remoción superior al 70 % para los contaminantes orgánicos. 

Dentro de sus componentes interesantes está el mecanismo de regeneración cíclica. Cuando la membrana se satura de contaminantes, simplemente se expone a luz ultravioleta y esto activa su propiedad oleofóbica liberando los contaminantes retenidos. Luego, con un simple lavado, queda lista para utilizar de nuevo.

Aunque aún queda el interrogante sobre cuánto tiempo tendría de vida útil, el experto menciona que “la idea con estos resultados es que se dé un proceso de maduración de la tecnología para conocer los limitantes y su funcionalidad completa”. 

El estudio contó con la colaboración del profesor Julio César Vargas Sáenz, de la Facultad de Ingeniería de la UNAL, y de Diego Rolando Merchán Arenas, profesional de Innovación y Tecnología del Instituto Colombiano de Petróleo (ICP).

UNAL y comunidades indígenas unen fuerzas por sistemas agroalimentarios sustentables

 La Universidad Nacional de Colombia (UNAL) y la Universidad del Cauca, junto con comunidades indígenas de Nariño y Cauca, implementan el proyecto “Territorio, Comida y Vida” a través de rutas de transición para transformar los sistemas agroalimentarios territoriales que forman parte de las tradiciones alimentarias de las comunidades misak y ampiuile, en el Cauca, y los pueblos pastos en Nariño. Hoy el Consejo de Gobernadores del International Development Research Center de Canadá, entidad financiadora, conoció los avances del proyecto.

Al sur de Colombia, entre Cauca y Nariño, hay una gran riqueza biológica y cultural. Aquí conviven el 27 % de los pueblos étnicos del país, como los misak, ampiuile y los pueblos pastos, custodios milenarios de saberes ancestrales sobre los alimentos, la medicina tradicional y la interculturalidad.

Sus amplios conocimientos sobre la tierra, heredado de generación en generación, les han permitido desarrollar prácticas agrícolas sostenibles y adaptadas a las condiciones climáticas únicas del macizo, que varían según la altitud. Cultivan una gran variedad de productos, como maíz, papa, yuca, fríjoles y hortalizas, utilizando técnicas ancestrales como la rotación de cultivos, el uso de abonos orgánicos y la conservación de semillas nativas.

Como existen muchos factores que pueden afectar esa sustentabilidad de los sistemas agroalimentarios de estos territorios, un equipo multidisciplinario de investigadores de la UNAL y de la Universidad del Cauca se alió con unidades indígenas del lugar, en un novedoso proyecto encaminado a evaluar su sistema agroalimentario, que abarca todo lo que se produce, se consume y se vende. A su vez, buscan aportar a la sustentabilidad para que respondan a las necesidades de sus comunidades.

La profesora Teresa Mosquera Vásquez, de la Facultad de Ciencias Agrarias de la UNAL Sede Bogotá, líder del proyecto, explica que “lo primero fue identificar los puntos críticos en los sistemas agroalimentarios de las comunidades pastos, ampiuile y misak”.

“Un aspecto preocupante que encontramos en ambos territorios es la pérdida de diversidad en los productos agrícolas, lo cual afecta directamente la diversidad de la dieta, y por ende la salud de estas poblaciones”, señala.

El proyecto, que inició en 2020 y se extenderá hasta 2025, se ha enfocado en caracterizar los sistemas agroalimentarios de estas comunidades, teniendo en cuenta la diversidad de pisos térmicos, culturas y actores involucrados.

Este proceso se adelanta de manera colaborativa, involucrando a jóvenes indígenas en la redacción de la propuesta y reconociendo a las comunidades como investigadores copartícipes.

“Nosotros no vamos a investigar y a ver cómo hacer las cosas; ellos construyen con nosotros en un diálogo de saberes”, enfatiza la profesora Mosquera, resaltando la importancia de la co-creación de conocimiento y el respeto por las cosmovisiones (visión del universo) indígenas.

Para ello se han conformado “equipos de cocreación” en los cuales tanto los líderes comunitarios como los técnicos e investigadores definen rutas de transición hacia sistemas más sustentables, basados en una profunda comprensión de los actuales modos de producción, distribución y consumo de alimentos en los territorios.

Esto ha implicado el mapeo colectivo de los hogares, los roles de género y la relación con el territorio y los alimentos, así como ejercicios vivenciales en los “fogones”, espacios íntimos de cuidado y transmisión de saberes culinarios ancestrales.

Uno de los aspectos innovadores del proyecto es la implementación de las “rutas de transición”, las cuales representan apuestas concretas para fortalecer la diversidad de productos, preparaciones y formas de comercialización en estos territorios. Las comunidades presentan proyectos que son financiados por la iniciativa, y durante un año se evalúan los impactos de estas rutas en los puntos críticos identificados previamente.

La iniciativa también involucra a las universidades propias de estas comunidades, como la Universidad de los Pastos y la Universidad Misak, en un esfuerzo por integrar los conocimientos ancestrales con los enfoques académicos de las universidades nacionales.

Durante la socialización del proyecto, la mama Mercedes Tunubalá, gobernadora del Resguardo de Guambia, expresó: “somos hijos del agua, hijos del árbol, hijos del trueno y del arco iris. Nuestra forma de gobierno es el Plan de Vida, a partir del cual construimos nuestro desarrollo en armonía con la Pachamama (Madre Tierra) y los espíritus de la naturaleza”.

“La visión de desarrollo, según la visión de cada comunidad y en consonancia con el cuidado y no la explotación de la Pachamama, es fundamental para su buen vivir”.

Con limoncillo y biopolímeros crean empaques de alimentos “antihongos”

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

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

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

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

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

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

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

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

Uno para cada uso

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Sedimentos bajo la lupa

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

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

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

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

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

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

 

Explosiones solares que impactaron la Tierra cambiaron momentáneamente el fondo oceánico

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Efectos bajo tierra y mar

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

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

 

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Huerta de plantas medicinales mejoró la escritura de estudiantes de primaria

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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