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México es uno de los países que más se verán afectados por la falta de agua

Ciudad de México, 16 de noviembre 2016.- (aguzados.com).- De acuerdo con un artículo publicado en la revista Science, México es uno de los países que más se verán afectados por la falta de agua en el mediano plazo. La publicación realizada por los autores Mesfin M. Mekonnen y Arjen Y. Hoekstra detalla que en la actualidad hay 90 millones de mexicanos que viven con escasez.

Asimismo, que de ese universo conformado por 90 millones de personas, al menos 20 millones sufren escasez del vital líquido a lo largo de todo el año. En ese contexto y ante el ritmo de consumo del vital líquido, el Fondo de las Naciones Unidas para la Infancia (Unicef) estima que para 2030 el planeta registrará un déficit de agua cercano a 40 por ciento.

Desarrollan bio reactor tubular compacto para tratamiento de aguas residuales Sergio Adrian Garcia Gonzalez y Alfonso Duran Moreno5Ante ello, cobran sentido todos los esfuerzos encaminados en optimizar la gestión del vital líquido, tales como políticas públicas a favor del uso racional del agua, el desarrollo de nuevas tecnologías para su potabilización e incluso las innovaciones orientadas a las plantas tratadoras de aguas residuales.

Sobre el tratamiento de agua en México

Cifras reportadas en el informe más reciente de la “Situación de los recursos hídricos” de la Comisión Nacional del Agua (Conagua) señalan que México cuenta con 779 plantas potabilizadoras en operación, mismas que generan 96.3 m3/s de agua potable.

Asimismo, el documento precisa que se tienen dos mil 337 plantas de tratamiento de aguas residuales (municipales) en operación, cuya capacidad es de 11.3 m3/s. Para el caso de aguas residuales industriales, el informe de Conagua precisa que existen dos mil 639 plantas de tratamiento de aguas residuales que generan 65.6 m3/s.

De acuerdo con los expertos una de las principales limitantes para el tratamiento de aguas residuales, sobre todo en cuanto a la categoría de municipales se refiere, tiene que ver con el tipo de tecnología existente, la cual es muy costosa, requiere de grandes extensiones de terreno para implementar una planta y, en términos generales, la inversión es alta.

La propuesta científica: el biorreactor tubular compacto

Luego de identificar las necesidades en cuanto al tratamiento de aguas residuales se refiere y las principales carencias tecnológicas, Sergio Adrián García González, académico de asignatura en la Facultad de Química, y Alfonso Durán Moreno, profesor de tiempo completo de la Facultad de Química de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), se dieron a la tarea de crear un nuevo sistema de tratamiento de aguas residuales que es compacto y cuyo costo es significativamente menor en comparación con sistemas convencionales, este sistema se basa en el uso de un reactor biológico tubular.

En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, Sergio Adrián García González explicó que el proyecto surge como parte de su proyecto de tesis de doctorado y detalló que los primeros años se dedicó a la investigación a nivel de ciencia básica; no obstante, tras identificar el potencial de los hallazgos de su trabajo de investigación —asesorado por el doctor Durán Moreno— ambos se dieron a la tarea de orientar el proyecto como un desarrollo tecnológico.

“Este proyecto nace con la inquietud de innovar en el tratamiento de aguas residuales a través del desarrollo de tecnologías más compactas y más económicas, con base en el uso de la actividad metabólica de microorganismos en biopelículas que transforman los contaminantes presentes en las aguas residuales”, explicó Durán Moreno, también entrevistado por la Agencia Informativa Conacyt.

Añadió que debido a esa inquietud se estableció un protocolo de tesis doctoral, que fue precisamente la realizada por García González, trabajo cuyos resultados fueron dos dispositivos —con diferentes configuraciones—. “Durante la tesis doctoral se generaron y probaron varias configuraciones y al final nos quedamos solo con dos modelos, cuyos resultados fueron los más satisfactorios en cuanto al tratamiento de aguas residuales”.

Respecto a las dos configuraciones que derivaron de la tesis doctoral de García González, el doctor Durán Moreno, quien pertenece al Sistema Nacional de Investigadores (SNI) con nivel I, dijo que el primero fue para el estudio en mesa de laboratorio de un reactor tubular donde el agua y el aire ascienden en una trayectoria en zigzag provocada por la distribución de platos de un material plástico fibroso sobre el que se fijan los microorganismos.

La configuración de los platos dentro del reactor tubular es clave para definir el patrón de flujo y para asegurar la oxigenación de los microorganismos. Los resultados obtenidos con este primer reactor permitieron desarrollar una segunda configuración de reactor tubular, pero ahora de flujo horizontal con una configuración de los soportes biológicos de tipo cartucho con los que se pudo disminuir sensiblemente el tamaño requerido de los reactores y permitieron incrementar la eficiencia de tratamiento del agua.

La ciencia básica detrás del desarrollo

Según los investigadores, el desarrollo parte de un principio ya conocido y documentado en la literatura científica sobre el tratamiento de aguas que es el uso de biopelículas, es decir, la idea de proporcionar un soporte donde los microorganismos (biomasa) se fijen y vayan creciendo en él.

“El soporte les da protección, les permite crecer y los protege de amenazas que van desde la posibilidad de ser arrastrados por el agua, hasta la existencia de tóxicos que los eliminen fácilmente. Sobre esa idea ya conocida, construimos un reactor biológico con una configuración nueva y para ello fuimos haciendo muchos experimentos preliminares hasta llegar al diseño actual”.

La experimentación

De acuerdo con García González, los experimentos básicamente consistieron en el análisis de flujos dentro del reactor para determinar su régimen de flujo; pruebas de transferencia de oxígeno, cinéticas de reacción a diferentes flujos de aire para determinar el efecto sobre la rapidez de reacción.

“Estos estudios básicamente demostraron cuantitativamente las relaciones que existen entre la rapidez de consumo de sustrato por los microorganismos presentes en las biopelículas, y la transferencia de oxígeno con respecto al flujo de aire alimentando el reactor".

A la par de las pruebas a cada una de las configuraciones desarrolladas, se realizaron pruebas para determinar el nivel de desprendimiento de la biomasa de la biopelícula y se demostró que, a las condiciones de flujo en las que se obtienen eficiencias de tratamiento superiores a 95 por ciento, el desprendimiento de la biomasa era menor a uno por ciento.

“Más adelante, utilizamos los modelos (diferentes configuraciones del reactor) seleccionados para realizar pruebas en continuo, es decir, se determinó su eficacia en un escenario similar al real al que se enfrentan las plantas tratadoras en el día a día”.

El dispositivo final y su aplicación

Al referir por qué decidieron avanzar el trabajo hasta el desarrollo tecnológico, el cual actualmente se encuentra en fase de prueba de prototipo en condiciones reales en la planta tratadora de aguas residuales de la UNAM, el doctor Durán Moreno señaló que una vez que su colaborador determinó una efectividad superior en el proceso desarrollado comparado con la que actualmente se tiene en los sistemas típicos utilizados en las plantas tratadoras de aguas residuales, entendieron la importancia de avanzar el trabajo hasta conformar una innovación tecnológica.

“En la configuración que nosotros empleamos, combinamos el material de soporte (ya reportado en la literatura científica), que es un polimérico de fibra no tejida, dentro de un reactor tubular cerrado —lo cual no se había realizado antes— que permite que la concentración de biomasa sea por lo menos 10 veces superior a lo que hay en las plantas tratadoras actuales”.

Entre las principales ventajas respecto a la tecnología ya existente, se encuentra la aceleración en el proceso de tratamiento debido a la mayor concentración de biomasa. “Además este sistema tubular evita olores porque no hay tanques abiertos y genera también un entorno más estético”.

Subrayó que gracias a que durante la etapa de investigación básica se probaron diversas configuraciones —específicas para diferentes tipos de contaminación—, un valor agregado para su desarrollo tecnológico radica en que se puede cambiar la configuración de la biomasa de acuerdo con el origen y la utilidad que se le dará a las aguas residuales.

Las pruebas actuales del biorreactor

“Estamos probando el sistema en condiciones reales, es decir, está analizando aguas residuales generadas en la propia UNAM. Estamos aplicando cambio de cargas y estamos viendo hasta qué nivel de carga orgánica el sistema funciona en condiciones aceptables de acuerdo con la normatividad vigente de calidad de aguas residuales tratadas", dijo García González.

A su vez, el doctor Durán Moreno explicó que ya están trabajando en el desarrollo de un modelo más robusto para su explotación comercial, el cual estará protegido con una patente tramitada a través de la UNAM. “Estamos trabajando para que en los próximos meses tengamos ya un dispositivo que se esté probando a nivel comercial en hoteles y en autolavados, pues ya hay inversionistas interesados, aunque también tendrá las características necesarias para aplicaciones residenciales en zonas urbanas y rurales”.

El desarrollo de este nuevo tipo de reactor biológico tubular (BTR) representa un primer paso para cambiar los diseños que se utilizan actualmente para las plantas de tratamiento de aguas residuales, basadas en el uso ya sea de torres o tanques abiertos.

“En el futuro cercano, las plantas de tratamiento de aguas residuales basadas en módulos tipo BTR serán una opción muy interesante por los ahorros de espacio y menores requerimientos de inversión con respecto a sistemas actualmente disponibles en el mercado”, concluyó Durán Moreno.

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• Está dirigida a instituciones de educación superior, públicas y privadas

Ciudad de México, 20 de octubre 2016.- (aguzados.com).- El Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) invita a inscribirse en la Convocatoria de Investigación en Fronteras de la Ciencia 2016.

La convocatoria está abierta a las instituciones de educación superior públicas y particulares, centros públicos de investigación y en general a instituciones federales y estatales del sector público que cuenten con una constancia de inscripción o preinscripción al Registro Nacional de Instituciones y Empresas Científicas y Tecnológicas (Reniecyt) y que desarrollen actividades de investigación, a presentar propuestas para generar conocimiento científico de vanguardia, original y transformador.

Esta iniciativa permitirá que investigadores en México sean apoyados con recursos que los motiven a expresar su creatividad y a generar revoluciones conceptuales del saber. Sus resultados deberán contribuir al cambio del entendimiento de conceptos científicos existentes y a generar nuevas agendas de conocimiento en los diversos campos de la ciencia bajo parámetros de competencia internacionales, que podrán enmarcarse en un contexto nacional y que tendrán un impacto en nuestra sociedad y cultura.

Las propuestas deberán ser sometidas por investigadores consolidados en sus áreas de estudio, lo cual se juzgará por haber publicado sus resultados en revistas internacionales de alto impacto y en libros publicados por editoriales de reconocido prestigio internacional.

Cada propuesta tendrá una temática libre y la clasificación de áreas será las que considera el Sistema Nacional de Investigadores (SNI), además de que podrán presentarse propuestas interdisciplinarias. Dado el actual desarrollo de la ciencia, se espera que se reciban también propuestas interdisciplinarias.

La pre propuesta se escribirá en formato libre, utilizando el sistema de gestión de proyectos. El encabezado deberá incluir el título de dicha pre propuesta, nombre del responsable técnico y su institución de adscripción. En el resto del documento, explicar en forma sucinta los antecedentes, hipótesis y justificación de por qué se considera la propuesta una investigación de frontera.

Incluir además el objetivo general, objetivos específicos, metas, metodología más relevante y los resultados esperados, tanto en la generación de productos académicos (publicaciones, libros, prototipos, etcétera) como en la graduación de alumnos de posgrado. Es importante que al final se incluyan las referencias bibliográficas que se consideren más importantes, citándolas en el texto.

Podrán ser incorporados al proyecto investigadores posdoctorales con nivel de doctorado que hayan obtenido el grado de doctor en instituciones nacionales o del extranjero, dentro de los cinco últimos años anteriores a la fecha de postulación para incorporarse al proyecto y no deberán contar con una ubicación laboral definida o adscripción institucional alguna.

Las condiciones y los esquemas de incorporación de los investigadores posdoctorales serán establecidos por la propia institución, de acuerdo con su normatividad, sin que ello genere una relación contractual o responsabilidad laboral con el Conacyt. En el caso de investigadores posdoctorales del extranjero, la institución será la responsable de llevar a cabo los trámites necesarios para la internación legal del investigador al país.

Las pre propuestas y propuestas deberán elaborarse de acuerdo con los Términos de Referencia que forman parte de esta Convocatoria, disponibles en la página del Conacyt y enviarse por Internet, vía el Sistema de captura de propuestas del Conacyt específico para esta convocatoria.

Las bases completas de la convocatoria se encuentran aquí. Esta convocatoria es responsabilidad de la Dirección Adjunta de Desarrollo Científico. Para cualquier aclaración o información adicional sobre la misma, las personas interesadas pueden dirigirse a la Dirección de Investigación Científica Básica del Conacyt de 9:00 a 18:00 horas, o marcar al teléfono 5322 7700 extensiones 6022 y 6026 o a la siguiente dirección: Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.

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• Cuando la célula comienza a dividirse en forma descontrolada deriva en una masa tumoral

Ciudad de México, 28 de octubre 2016.- (aguzados.com).- Las células del cuerpo humano se encuentran expuestas a múltiples factores, como rayos ultravioleta, contaminantes, virus o simple azar, que pueden ocasionarles alteraciones severas en el material genético. Cuando estas alteraciones afectan los controles de reproducción en una célula, esta comienza a dividirse de una forma descontrolada, lo cual puede dar pie a la formación de una masa tumoral que, en ocasiones, desemboca en el desarrollo de cáncer.

Conocer exactamente qué tipo de alteraciones transforman una célula normal en un tumor canceroso, puede ayudar a desarrollar fármacos o tratamientos específicos que combatan las mutaciones que afectan las células, explica el director del Laboratorio de Genómica del Cáncer en el Instituto Nacional de Medicina Genómica (Inmegen), Alfredo Hidalgo Miranda, quien lleva más de ocho años analizando las características de los tumores de mama en mujeres mexicanas.

El investigador considera que las ciencias genómicas no están lejos de empezar a catalogar las alteraciones genéticas específicas de los tumores cancerosos y así lograr una mejor clasificación del cáncer.

“Se dice que, dentro de 10 años, ya no vamos a hablar sobre el tumor de mama, el de cérvix o el de piel; vamos a hablar de los tumores que tienen alterada una vía celular en particular. Esto abrirá las posibilidades de una clasificación mucho más útil que una simple anatomía, permitirá hablar de alteraciones moleculares particulares de los tumores independientemente de su sitio de origen. Con ello se podrán diseñar tratamientos más dirigidos al tipo de tumor”, explica el experto.

En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, Alfredo Hidalgo, explica el proceso mediante el cual una célula normal se transforma en célula cancerosa y qué características desarrolla una célula tumoral.

Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿Cómo se transforma una célula normal en una célula cancerosa?

Alfredo Hidalgo Miranda (AHM): Para que una célula normal se transforme en célula cancerosa debe sufrir una muy alta cantidad de alteraciones, tanto del ADN como de su expresión, su regulación y del cúmulo de proteínas que se encuentran en la célula.

AIC: ¿Qué características definen a una célula cancerosa?

AHM: Principalmente la proliferación descontrolada y la alta capacidad replicativa, que además es ilimitada. Qué quiere decir esto: si yo tomo una biopsia de piel y la cultivo en una caja de Petri se va a dividir entre 12 y 15 veces, que es el tiempo de vida normal de una célula cualquiera. Pero una célula tumoral, si tú le sigues dando de comer y le sigues dando espacio, se va a poder dividir de una forma prácticamente infinita.

Otra de las características de algunos tumores es que tienen una tasa de mutación mayor, comparada con la de una célula normal, por lo tanto la masa acumula alteraciones en su ADN mucho más rápido. Esto sucede porque los genes encargados de mantener la integridad del genoma se encuentran dañados, y si la maquinaria de reparación celular no manda a la célula dañada a una muerte celular programada, la reproducción sigue su curso a pesar de los daños.

Actualmente se reconocen entre seis y 12 características específicas que permiten diferenciar una célula normal de una cancerosa, y todas estas características tienen una contraparte en alteraciones del ADN.

AIC: ¿Todos los tipos de cáncer son provocados por las mismas alteraciones en el ADN, o cada tipo de cáncer tiene una alteración específica que lo genera?

AHM: En la actualidad se acepta que es un poco de las dos. Existen ciertas alteraciones que son casi específicas de ciertos tipos tumorales, por ejemplo, cuando analizas el número de cromosomas de un tumor de cáncer de mama contra los de un tumor de cáncer cervicouterino, puedes observar perfiles de pérdida o ganancia de ADN que son característicos de cada tipo de tumor.

Esto te habla de que se requiere de la presencia de ciertas mutaciones específicas para que el tumor se desarrolle. Pero también tenemos alteraciones que son mucho más generales y pueden estar presentes en cualquier tipo de cáncer, independientemente de la región del cuerpo donde se encuentre.

AIC: ¿Cuáles son estas mutaciones generales?

AHM: Hay dos tipos principales de genes cuya alteración puede causar cáncer:

Los oncogenes son genes que a través de mutaciones adquieren una nueva función. Generalmente están controlando procesos de división celular, o de diferenciación, y cuando mutan, hacen que a la célula se le atore el “acelerador” de proliferación y siga creciendo sin control.

Los genes supresores de tumor: estos genes son como el freno de la célula, juegan un papel muy importante al indicarle a la célula cuándo dividirse y cuándo dejar de dividirse. Estos genes tienen la capacidad de detectar daños en el ADN, detener la división y mandar la célula a apoptosis, que es una muerte celular programada. Muchos de estos genes supresores de tumor están mutados en los tumores cancerosos, allí tenemos el ejemplo del gen P53, que está mutado en más de 60 por ciento de los tumores humanos.

Pero en la actualidad, cuando encontramos una mutación, el verdadero reto es diferenciar cuáles de las mutaciones presentes en un tumor están contribuyendo a la formación —denominadas driver—, y cuáles son solo mutaciones pasajeras que caen en genes que nada tienen que ver con la formación del tumor.

El problema es que un mismo tumor tiene una cantidad enorme de alteraciones, por lo cual, definir cuáles de ellas juegan un papel principal en el desarrollo del cáncer, es muy complejo.

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Tuxtepec, Oax, 10 de octubre 2016.- (aguzados.com).- Investigadores de la Universidad del Papaloapan (Unpa) diseñaron un proceso que permite la degradación del PET (tereftalato de polietileno) en menos de veinticuatro horas. La investigación representa una alternativa para frenar la contaminación derivada por la acumulación de desechos —principalmente botellas— fabricados con PET en los ecosistemas.

Los investigadores Jorge Conde, Aurelio Ramírez y Leticia Navarro, pertenecientes al Instituto de Química Aplicada de la Unpa, desarrollaron un proceso químico que emplea etilenglicol (C2H6O2) e hidróxido de potasio (KOH) para destruir las cadenas poliméricas que constituyen el PET.

“Este proceso de degradación dura aproximadamente 24 horas, dependiendo de las condiciones térmicas. Consiste en seccionar el PET en unidades pequeñas y mezclarlo con sustancias como hidróxido de potasio y etilenglicol, que desintegran el plástico”, indicó el doctor Jorge Conde, especialista en física.

En entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, el doctor Jorge Conde enfatizó el impacto negativo de la acumulación de botellas de PET, principalmente en mares y ríos, debido a que provocan la muerte de especies.

Referente a los efectos secundarios del proceso químico, mencionó que es menos agresivo en comparación con otros métodos utilizados por la industria, además que se lleva a cabo en un ambiente controlado.

Proceso limpio

El proceso químico propuesto por los investigadores de la Unpa disminuye las condiciones de temperatura y utiliza sustancias químicas menos tóxicas, a diferencia de la hidrólisis utilizada por algunas industrias, que libera sustancias tóxicas al medio ambiente. Además, el proceso puede utilizarse para el reciclaje del PET.

El investigador agregó que el traslado de esta tecnología podría beneficiar a las industrias, pues además de disminuir el impacto ambiental, el proceso es rápido y de costos menores al que se utiliza de forma ordinaria.

El cuerpo académico encargado de realizar esta investigación está integrado por el doctor Jorge Conde Acevedo, la doctora Leticia Navarro (especialista en bioquímica) y el maestro Aurelio Ramírez, especialista en química. Como parte de los estudios liderados por el cuerpo académico, la química Karina Espinoza García presentó su trabajo de tesis denominado Alternativa química para degradar el PET, en donde se describe parte del proceso.

Para finalizar, el investigador Jorge Conde comentó que se encuentran en la búsqueda de aplicaciones para el producto degradado, y combinarlo con otros materiales como es el caso del cemento, y de esta forma constituir un material de construcción con flexibilidad mecánica en caso de sismos. Otra investigación en la cual trabajan, contempla el proceso de degradación del PET y la inclusión de polímeros derivados de almidones de la papa, plátano macho y mango.

Contacto:

Dr. Jorge Conde Acevedo. Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.

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