Perspectivas de la Ciencia y la Tecnología
Perspectivas de la Ciencia y la Tecnología (ISSN: 2683-3107) es una revista semestral publicada por la Universidad Autónoma de Querétaro, a través de la División de Investigación y Posgrado de la Facultad de Ingeniería. Los contenidos incluyen artículos originales, reseñas y estudios que han resultado de proyectos que siguen un riguroso proceso de investigación o de una aplicación innovadora en las áreas de estudio de la Ingeniería.
Determinación del módulo tangencial en probetas recubiertas con poli pirrol
El novedoso uso de polímeros conductores, como el polipirrol (PPy), en aplicaciones médicas representa una solución alternativa para escenarios donde la funcionalidad motora y sensorial del cuerpo humano se ve comprometida. Sus propiedades mecánicas están condicionadas por la metodología de síntesis empleada para obtener el polímero. Estudios muestran una variación del módulo elástico que va desde 96 kPa mediante síntesis química hasta 2.41 MPa mediante electropolimerización. La presente desarrolla un enfoque para la caracterización de las propiedades mecánicas del polipirrol generado por síntesis química. Se ensayaron bajo torsión muestras de PLA recubiertas con PPy y se comparó su comportamiento con el de probetas de ácido poliláctico (PLA) sin modificar. Los diagramas de tensión-deformación de ambos conjuntos de muestras fueron similares. Si bien los valores del módulo tangencial del PLA puro (340 MPa) y el recubierto con PPy (288 MPa) denotan una clara diferencia, la variación se atribuye a factores como el bajo espesor del recubrimiento y las holguras en el área transversal de las muestras de PLA impresas en 3D.
Juan Carlos Axáyacatl Morales Guadarrama
Derechos de autor 2025 Perspectivas de la Ciencia y la Tecnología https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Simulación multicuerpo de un modelo de niño con osteogénesis imperfecta mediante un sistema dinámico armónico
Esta investigación examina un Sistema Dinámico Armónico (HDS) propuesto en dos dimensiones (2D) que reduce la enérgica cinética transferida al cuerpo del niño en un accidente automovilístico con la finalidad de su posterior implementación para el uso en niños con enfermedades óseo-degenerativas como la osteogénesis imperfecta. El modelo 3D del HDS se modifica para convertirlo en un modelo 2D simplificado que considere los componentes presentes en el plano XY, como son rieles, muelles y amortiguadores cuya la función es disminuir los excesivos movimientos suscitados a lo largo del eje longitudinal (eje X) durante un accidente automovilístico. El ensayo multicuerpo 2D es realizado empleando el software Working Model® durante un intervalo de 140 ms, las condiciones de frontera del ensayo se ajustaron conforme al reglamento de la Comisión Económica de las Naciones Unidas para Europa UN/ECE R129 para la evaluación de Sistemas de Retención Infantil (SRI). El comportamiento cinético observado muestra una fuerte correlación entre el ensayo 2D multicuerpo y las pruebas realizadas en laboratorio reportadas en la literatura. Aunque los resultados son satisfactorios para el caso 2D propuesto, es necesario revisar el comportamiento en un análisis multicuerpo 3D considerando un diseño más detallado del SRI y del HDS, y de elementos como el cinturón de seguridad.
Análisis experimental de la propagación de ondas sísmicas en suelos finos que contienen una inclusión fluida
Esta investigación experimental analiza el impacto de inclusiones fluidas (agua, aire y petróleo) en la propagación de ondas sísmicas, a través de un banco de pruebas con suelo arcilloso de alta compresibilidad diseñado para replicar condiciones de frecuencias sísmicas reales. Los resultados demuestran que la presencia de fluidos altera significativamente las características de propagación: reduce la velocidad de onda debido a cambios en la rigidez del medio y amplifica los picos de señal, en el caso particular de inclusiones de petróleo. El estudio revela patrones espectrales distintivos para cada tipo de fluido y establece correlaciones entre las propiedades del fluido contenido y los parámetros de propagación ondulatoria. El modelo desarrollado ofrece un marco de referencia valioso para evaluar el comportamiento sísmico de suelos saturados, ofreciendo aplicaciones prácticas en la evaluación de estabilidad de terrenos en zonas sísmicas y en la caracterización de reservorios de hidrocarburos, con especial relevancia para áreas con alta saturación de agua subterránea. Por último, se destaca la importancia de considerar las inclusiones fluidas en modelos predictivos de riesgo geotécnico y exploración geofísica.
Obtención de velocidad con una simulación de dinámica de fluidos computacional: método de comprobación teórica
La dinámica de fluidos computacional (CFD, por sus siglas en inglés) es una herramienta utilizada para solucionar problemas sobre el comportamiento de un fluido dentro de una geometría en particular considerando propiedades, tales como la presión, la densidad y la velocidad. Algunos ejemplos de este tipo de aplicaciones son el desarrollo de motores, turbinas, o sistemas de distribución hidráulica, por mencionar algunos. Este estudio se enfocó en el análisis de una tubería que transporta agua en estado líquido, la cual presenta una reducción, lo que genera diferentes magnitudes de presión a lo largo del sistema. El objetivo de este trabajo es conocer la efectividad de esta herramienta por medio de un sistema de ecuaciones basado en el principio de continuidad y el principio de Bernoulli para encontrar las velocidades de entrada y salida tomando en cuenta los diámetros internos. Además, se realizó una simulación de dinámica de fluidos computacional, utilizando el software Fluent y un modelo de flujo laminar para desarrollar la solución del problema y posteriormente comparar las velocidades obtenidas por dicha simulación CFD y el sistema de ecuaciones planteado anteriormente. Con esta información se realizó un gráfico de dispersión con los valores de velocidad obtenidos por el sistema de ecuaciones y la simulación, con una R2 de 0.9 y una precisión promedio del 95.12% en velocidad de entrada y 95.11% en la de salida.
Diseño de una máquina para pruebas biaxiales en tejido blando
En el estudio tiene lugar el diseño de una máquina de ensayos biaxiales para evaluar la respuesta mecánica de tejidos biológicos bajo tensión controlada en dos direcciones perpendiculares. Tales pruebas son angulares para determinar las constantes elásticas de los materiales y analizar sus características anisotrópicas y ortotrópicas. No obstante, los equipos comerciales suelen ser costosos, lo que limita su accesibilidad para laboratorios con presupuestos ajustados. El diseño utiliza componentes asequibles y disponibles, como servomotores bifásicos NEMA 23 y celdas de carga DYMH-103, montados sobre placas de acrílico perforadas. Respecto a la configuración de los motores, se permite la aplicación de fuerzas de manera perpendicular sobre la muestra, mientras que el sistema de sujeción a través de rastrillos distribuye las cargas para evitar daños en los tejidos frágiles. Para ello, se integró una placa Arduino Mega 2560 con controladores TB6600 y amplificadores HX711 para manipular de manera independiente cada eje. El diseño se validó mediante simulaciones en SolidWorks Premium 2022, utilizando análisis de elementos finitos (FEA) para identificar zonas críticas de esfuerzo y optimizar la estructura. Los resultados arrojaron una distribución de las cargas sin superar los límites elásticos del material, garantizando la seguridad y funcionalidad del dispositivo durante su operación. En últimas, el presente diseño actúa como una alternativa compacta, económica y versátil para estudios biomecánicos, ya que permite la caracterización de tejidos biológicos con precisión y replicabilidad, sin comprometer la integridad estructural del sistema ni generar costos elevados de fabricación y mantenimiento.
Terapia fotodinámica y aplicaciones en biomedicina
La resistencia a los antibióticos es una creciente preocupación global en la salud pública, ya que amenaza con devolvernos a una era donde las infecciones microbianas comunes podrían ser mortales. Entre las principales causas, está el uso excesivo e inapropiado de antibióticos en medicina y agricultura. Pero hay una alternativa: la terapia fotodinámica (TFD), que ha emergido utilizando principios de fotofísica y fotoquímica para tratar diversas enfermedades. Este manuscrito ofrece una visión general de la TFD, abarcando sus fundamentos científicos, mecanismos de acción, y su eficacia en el tratamiento de cáncer, infecciones bacterianas, fúngicas y virales. Además, se discuten los avances en el desarrollo y uso de fotosensibilizadores (FSs) y estrategias para mejorar la selectividad y eficacia terapéutica. La TFD combina un FS, luz y oxígeno para generar especies reactivas de oxígeno (ROS, por sus siglas en inglés) que inducen daño celular. Su aplicación en oncología y dermatología, y su potencial en terapias antimicrobianas, muestran su versatilidad. Se resaltan los desafíos en dosimetría de luz y FS. Se muestra investigación en mecánica celular con pinzas ópticas y el desarrollo de FSs basados en nanopartículas. Estos desarrollos prometen terapias más efectivas y menos invasivas, mejorando el tratamiento de diversas enfermedades.
Evaluación mecánica y morfológica de fibras capilares poliméricas obtenidas de dializadores comerciales
Las membranas de los filtros de hemodiálisis son uno de los componentes esenciales y claves para la eliminación de toxinas urémicas en procesos de hemodiálisis, sin embargo, existe escasa información de sus características mecánicas y morfológicas que hayan sido reportadas. El objetivo de este trabajo es realizar un análisis morfológico de membranas a base de fibras capilares poliméricas obtenidas de dos filtros hemodializadores comerciales y comparar su desempeño mecánico. El análisis morfológico se llevó a cabo usando un microscopio óptico, un microscopio electrónico de barrido y la evaluación mecánica mediante ensayos de tensión. Los resultados ópticos mostraron que las fibras capilares de los filtros dializadores están relativamente bien distribuidas y densamente empaquetadas, las cuales a lo largo del filtro se pueden visualizar en forma ondulada y rizada. Las mediciones del diámetro interno de las fibras dieron como resultado valores entre 160-200 micras mientras que el espesor de pared midió entre 30-40 micras, los cuales están en concordancia con los valores reportados en la ficha técnica. Las pruebas de tensión a las fibras capilares poliméricas evidenciaron un mayor desempeño mecánico en fibras de polietersulfona con respecto a las fibras de polisulfona, lo cual podría dar como beneficio un mayor tiempo de vida de los filtros con este tipo de fibras poliméricas abriendo la posibilidad de un mayor número de usos.
Hemodiálisis, enfermedad renal, filtro de hemodiálisis, membrana de fibra capilar, análisis morfológico
Ciencia e ingeniería de materiales, Mecánica
Producción de combustible sustentable de aviación a partir de materias lipícas residuales: una revisión
En el sector transporte, la industria de la aviación ha tomado el liderazgo en la búsqueda de nuevas alternativas que ayuden a mitigar su contribución al cambio climático. Por ello, el sector de la aviación ha puesto en marcha iniciativas para impulsar su desarrollo sostenible, dentro de las cuales destaca el combustible sustentable de aviación (SAF). El SAF puede obtenerse de diferentes tipos de biomasa por medio de diversas rutas de procesamiento. Dentro de ellas, la ruta de procesamiento más directa es el hidrotratamiento de grasas y aceites. No obstante, de manera global la disponibilidad de materias primas ricas en triglicéridos es baja, con respecto de los materiales lignocelulósicos. Éstos últimos son atractivos debido a su abundancia y bajo costo, pero no pueden ser hidro procesadas directamente debido a su bajo contenido de lípidos. No obstante, se ha explorado el uso de un tratamiento biológico que permite que la materia lignocelulósica se transforme, parcialmente, en grasas; éstas últimas si pueden ser usadas en el hidrotratamiento. En este contexto, el tratamiento biológico de residuos lignocelulósicos por medio de la cría de la mosca soldado negra se ha propuesto como una alternativa para generar grasas, que puedan emplearse en la producción de combustible sustentable de aviación. Así, el presente trabajo se enfoca en una revisión sobre la producción de combustible sustentable de aviación a partir de materias primas residuales, con especial énfasis en el uso de grasas de larvas de mosca soldado negra.
Perovskitas y el Factor de Tolerancia: La ciencia detrás de la innovación
Este artículo profundiza en el papel esencial del factor de tolerancia en las perovskitas y cómo la comprensión de este concepto ha impulsado innovaciones significativas en los nanomateriales. Examina los principios teóricos que definen las perovskitas y el factor de tolerancia, un parámetro crucial para sus atributos estructurales y de estabilidad. Se destacan descubrimientos clave e investigaciones, demostrando cómo han mejorado nuestro conocimiento de las propiedades físicas y electrónicas de las perovskitas. El factor de tolerancia establece la correlación entre la estructura cristalina y la composición química basada en los radios iónicos de los elementos constituyentes. Este factor puede ajustarse para diseñar perovskitas con propiedades y funcionalidades específicas para diversas aplicaciones. Además, se destaca algunas aplicaciones prácticas significativas y avances tecnológicos que se han alcanzado por este conocimiento científico, como la mejora en la eficiencia y estabilidad de las perovskitas, con impactos potenciales en diversas aplicaciones industriales. Esta perspectiva multidisciplinaria subraya el papel crítico de la investigación científica en impulsar la innovación en la tecnología de materiales.
Perspectivas actuales en la producción de hidrógeno: un enfoque en la fotocatálisis y sus avances
El hidrógeno se considera una solución viable en la transición hacia fuentes de energía más limpias y sostenibles. Su potencial como un combustible versátil y no contaminante lo convierte en un recurso prometedor para disminuir la dependencia de combustibles fósiles. Actualmente existen varios procesos para obtener hidrógeno; sin embargo, algunos de estos procesos generan emisiones de gases contaminantes, siendo el gas natural el principal proceso para obtener hidrógeno a nivel mundial. Un método alternativo involucra el uso de materiales semiconductores fotocatalíticos, que aprovechan la energía solar para catalizar la división de las moléculas del agua, produciendo oxígeno e hidrógeno. Estos materiales funcionan absorbiendo la luz solar, desencadenando una serie de reacciones químicas para descomponer el agua y liberar hidrógeno. Aunque los semiconductores fotocatalíticos tienen un gran potencial, aun enfrentan desafíos para su aplicación. Sin embargo, los avances continuos en investigación y desarrollo están mejorando la eficiencia y estabilidad de estos materiales. Esta tecnología ofrece un camino sostenible y renovable para la producción de hidrogeno, utilizando como fuente principal la energía solar. La presente investigación incluye un panorama general de los métodos para obtener hidrógeno, haciendo énfasis en el proceso de fotocatálisis, que implica la implementación de materiales semiconductores fotocatalíticos. También proporciona una breve descripción de algunas investigaciones de materiales fotocatalíticos para la producción de hidrógeno.
La base de la autonomía vehicular: los sistemas ADAS
Los sistemas ADAS comprenden una rama de innovación y desarrollo dentro de la industria automotriz que ha permitido la evolución vehicular en aspectos tecnológicos con los que antes no se contaban. La necesidad de asegurar la integridad de las personas a la hora de transportarse ha generado la modernización automotriz orientada a los vehículos autónomos. Generar sistemas inteligentes basados en sensores, cámaras y radares permiten el procesamiento de información en tiempo real para la toma de decisiones. Implementando múltiples tecnologías que ayudan al conductor a tener una mejor y más segura experiencia de manejo los ADAS han comenzado a ser obligatorios para la manufactura de nuevos vehículos en algunas partes del mundo. El futuro apunta a una revolución masiva donde se esperan grandes inversiones a la industria de donde se obtendrán avances importantes que se verán reflejados en la tecnología de punta implementada en los nuevos modelos de las principales marcas comerciales. Este artículo se enfoca en remarcar las tendencias regulatorias, de instrumentación y de oportunidad para el desarrollo de sistemas ADAS para automóviles.
Derechos de autor 2024 Perspectivas de la Ciencia y la Tecnología https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Mecanismo de acción de tratamientos precosecha con ácido salicílico para reducir la reversión en el fruto de zarzamora
La reversión (RDR, red drupelet reversion por sus siglas en inglés) es un desorden fisiológico que afecta de manera específica a los frutos de zarzamora durante su comercialización. Se caracteriza por un cambio de coloración de negro a rojizo en las drupas individuales, provocando quedisminuyasuvalorcomercial. Elmecanismoespecíficodeestefenómenoaúnestásiendoinvestigado,sin embargo algunos reportes sugieren que el fenómeno de reversión estárelacionado a la degradación de pigmentos en el fruto, el cual puede ser agravado por el daño mecánico así como las condiciones de almacenamiento.Aunque los reportes sugieren que no existe una alteración significativa en las propiedades organolépticas de la zarzamora a causa de la reversión, el aspecto visual afecta la percepción de la calidad del fruto, reduciendo su atractivo comercial y por consecuencia generando pérdidas económicas.En relación a esto, reportes recientes sugieren que tratamientos foliares en etapas precosecha con ácido salicílico (AS) han sido efectivos manteniendo la calidad de la zarzamora en poscosecha. Con este trabajo, se investigó y propuso un mecanismo de acción del ácido salicílico en la conservación de la zarzamora, con particular atención en la incidencia de reversión en el fruto.
Síntesis de una perovskita de zirconato de estroncio asistida con radiación ultrasónica
Las perovskitas basadas en zirconatos son materiales con gran potencial en el campo de fotocatálisis debido a sus excelentes propiedades electrónicas, ópticas y catalíticas. Sin embargo, su eficiencia aún está lejos de ser óptima debido a la falta de fotorespuesta a la luz visible y al gran porcentaje de recombinación de portadores de carga, que se traduce en un bajo rendimiento en la reacción de evolución de hidrógeno. Se sintetizaron materiales tipo perovskita de zirconato de estroncio, dopados con cobre, y con asistencia de radiación ultrasónica mediante el método sol-gel, para su posible aplicación en la reducción de hidrógeno. Las propiedades estructurales, electrónicas, ópticas y electroquímicas fueron evaluadas a través de difracción de rayos X (XRD), espectroscopia de reflectancia difusa (DRS), y caracterización electroquímica. Los resultados mostraron que el mejor candidato para la aplicación en HER es el Cu0.03Sr0.97ZrO3 SQ, esto debido a que tanto el cobre como la aplicación de radiación ultrasonica genera cambios en los parámetros de red, en el tipo de brecha energética del semiconductor (de indirecta a directa), el porcentaje de absorción de los materiales, y, por último, en el potencial de reducción y la densidad de corriente del catalizador.
Análisis numérico de las características estáticas de cojinetes de gas poroso mediante el modelo Darcy-Forchheimer
Este trabajo muestra al análisis numérico de las características estáticas de un cojinete de gas poroso mediante la solución de la ecuación de Reynolds modificada con el modelo no-lineal de Darcy-Forchheimer para describir el flujo a través del medio poroso. Se utilizó el método de diferencias finitas, con diferencia en el centro, y el algoritmo iterativo de Newton-Raphson para su solución debido a la no linealidad del problema. La relación de los pasos entre las dimensiones circunferencial y longitudinal y la suposición inicial, son las condiciones principales para que el modelo converja en una solución. La cantidad máxima de nodos aceptados por el algoritmo fue 36000. La precisión de los resultados obtenidos fue aceptable en comparación con trabajos publicados, esto aporta un esfuerzo más en el desarrollo de la tecnología de los cojinetes de gas poroso.
Relación entre la resistencia al corte y la curva de retención agua-suelo del suelo dispersivo de la ciudad de Rioverde, S.L.P., México.
La mecánica de suelos clásica se desarrolla con el estudio de los suelos saturados. Con ella se establecen modelos constitutivos que pueden explicar el comportamiento mecánico y volumétrico de estos sistemas bifásicos basándose en el principio de esfuerzos efectivos de Terzaghi. Sin embargo, en gran parte de la superficie terrestre se encuentran suelos en estado no saturado que presentan comportamientos inusuales. Los parámetros de resistencia al cortante que definen la envolvente de falla de los suelos no saturados son: la cohesión efectiva (c´), el ángulo de fricción efectivo (φ´) y el efecto de la succión matricial (φb) en la cohesión. Estos parámetros son importantes para el análisis de estabilidad de taludes y diseño de cimentaciones. Este articulo presenta una serie de pruebas triaxiales Consolidadas-Drenadas a distintos grados de saturación, que se realizaron en trayectoria de humedecimiento en un suelo con características dispersivas de la ciudad de Rioverde, S.L.P., México. Se determina la curva de retención agua-suelo para ambas trayectorias de secado y humedecimiento con la técnica de papel filtro. Los resultados se presentan en diagramas de esfuerzo efectivo contra esfuerzo desviador (p´- q´), esfuerzo desviador contra succión (q´-S), grado de saturación contra ángulo de fricción efectivo (Sw – φ´) y grado de saturación contra cohesión efectiva (Sw – c´). Se observa que el suelo en estudio alcanza una resistencia máxima para una succión de 2000 kPa y se reduce en 60% para valores mayores de succión.
Características anatómicas de la larva de mosca soldado negro (Hermetia illucens) alimentada con residuos de jitomate
Las características anatómicas de la larva de mosca soldado negro nos permiten entender si el desarrollo que tiene durante su cultivo en residuos de la planta de jitomate está siendo adecuado. En este estudio el mayor peso de la larva se obtuvo en el residuo de fruto, mientras que los más bajos se presentaron en las larvas alimentadas con tallo; siendo este dónde se presentó el mayor intervalo de mortalidad, seguido de las larvas alimentadas con hojas y por último las larvas alimentadas con jitomate. Por otro lado, el largo de las larvas presentó un gradiente de tamaño, las más pequeñas se presentaron en tallo, seguido de hoja y finalmente fruto; sin embargo, las más grandes fueron obtenidas del control. En cuanto al ancho de las larvas el valor mayormente representado en todos los alimentos y dosis fue de 4 mm, mientras que el control presentó valores cercanos a los 5 mm.
Configuración Óptima de la Red de Producción Sostenible de Biodiésel a partir de Aceite de BSFL
En la última década, se han propuesto alternativas de descarbonización en el sector del transporte, incluido el uso de vehículos eléctricos y biocombustibles en motores de combustión interna. En particular, el biodiésel ha demostrado ser una de las alternativas de gran interés, ya que se puede utilizar en mezclas con su homólogo fósil. Sin embargo, todas las plantas de producción instaladas utilizan aceites animales y vegetales como materias primas; estos insumos afectan el costo total de producción, que puede ser hasta 1.5 veces el costo del diésel convencional. Frente a esto, se ha propuesto el uso de aceite de larvas de mosca soldado negro, dado su alto contenido de grasa. Además, estos insectos pueden alimentarse de diversos tipos de residuos orgánicos; estos son transformados en biomasa con alto contenido de lípidos (35-40%). En este contexto, este trabajo propone el diseño y configuración de una cadena de suministro capaz de responder a la demanda de combustible a nivel nacional. Para este propósito, se formuló un modelo de optimización matemática que considera aspectos del suministro, transporte, distribución, almacenamiento, así como la ubicación de los nodos de producción. La maximización del rendimiento y la minimización de las emisiones se establece como funciones objetivo.
Efecto de la migración en la autoeficacia de los estudiantes latinoamericanos evidencia de PISA 2018
El propósito de este trabajo es encontrar la relación entre el estado de inmigración y la autoeficacia de los estudiantes de 15 años latinoamericanos que participaron en la prueba PISA 2018. La autoeficacia es el pensamiento de tener la capacidad para realizar una actividad. Así mismo la autoeficacia es un factor involucrado en el proceso de aprendizaje, reflejado en el aprovechamiento académico y desarrollo emocional sobre sí mismo. En este trabajo se utilizó la base de datos de PISA 2018, mediante análisis estadísticos para revelar el efecto del estado de inmigración de los estudiantes latinoamericanos en su nivel de autoeficacia.
Una revisión sobre el papel de la Dinámica Computacional de Fluidos en el análisis de la dispersión de gases tóxicos en plantas químicas
La seguridad de procesos desempeña un papel crucial en el diseño y la operación de las plantas químicas. Actualmente, los escenarios que suponen un riesgo en los procesos químicos se deben comprender desde el punto de vista de los fenómenos de transporte de los fluidos involucrados; en específico, la dispersión de gases tóxicos, que ponen en riesgo la salud de los trabajadores. En este sentido, el avance tecnológico y el incremento exponencial de la capacidad de cómputo en las últimas décadas han favorecido las técnicas de dinámica de fluidos computacional (cfd en inglés) por encima de los modelos convencionales de dispersión. Este trabajo describe los fundamentos de las técnicas de cfd complementados con una revisión de estudios sobre esta herramienta computacional en el modelado y la simulación de dispersión de gases tóxicos en plantas químicas. Además, se incluye un caso de estudio demostrativo y una discusión sobre las perspectivas de este enfoque: su estado actual, ventajas, limitaciones y áreas de oportunidad. Estos puntos permiten enfatizar el papel y la importancia de las técnicas de cfd en los análisis de riesgo llevados a cabo en las plantas químicas, especialmente aquellas donde puede ocurrir la fuga y dispersión de gases tóxicos.
Una revisión sobre el análisis de ciclo de vida de la producción de biodiésel a partir de materias primas residuales
Actualmente, la humanidad se enfrenta a diversos retos, tales como el cambio climático, la escasez de agua, la desigualdad, y el hambre, entre otros. Debido a esto, la Organización de las Naciones Unidas en el 2015 aceptó la agenda 2030, que contiene los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), con el propósito de proteger el planeta y garantizar el bienestar de todos. Dentro de estos objetivos se encuentra el ODS 7, el cual tiene como meta para el 2030 disponer de energía asequible y no contaminante. Una alternativa para alcanzar este objetivo es el reemplazo del diésel fósil por biodiésel, el cual puede producirse a partir de diversas materias primas. En particular, para la producción de biodiésel, la biomasa residual es una materia prima atractiva debido a su abundancia y elevada disponibilidad, constante generación y bajo costo. Actualmente, se ha estudiado el impacto ambiental de la producción de biocombustibles mediante el análisis del ciclo de vida, el cual es una metodología que permite, de manera objetiva, cuantificar los impactos que puede tener un producto o servicio en el medio ambiente en todas las etapas de su vida. Por lo tanto, el objetivo del presente trabajo es llevar a cabo una revisión de la literatura existente acerca de la evaluación del análisis de ciclo de vida para la producción de biodiésel utilizando materia prima residual. Así, el beneficio resultante de obtener biodiésel a partir de esta puede abarcar aspectos económicos y medioambientales.
Efecto de la luz en la producción de Hermetia illucens: revisión
La mosca soldado negro (Hermetia illucens) se ha convertido en un organismo de interés comercial debido a su capacidad para transformar residuos orgánicos en compuestos que pueden integrarse a cadenas productivas de acuerdo con las nuevas tendencias de economía circular. Actualmente este organismo es producido bajo condiciones de luz natural, en cultivos en interiores o en invernaderos. Sin embargo, el cambio en la duración del día a lo largo del año, o la poca disponibilidad de luz natural, provoca bajo rendimiento en la producción de huevo, derivado de la disminución del apareamiento y la fertilidad, haciendo necesario el uso de fuentes de luz artificial complementaria. La aplicación de distintos sistemas de iluminación en sistemas de producción en interiores ha demostrado que la modificación de las características de la luz, tales como, intensidad, fotoperiodo o espectro electromagnético tienen efectos en el tiempo de vida de moscas adultos, tiempo de oviposición, número de posturas, fertilidad, fecundidad, entre otros. La aplicación de fuentes de luz artificial en sistemas de producción en interior aislados y complementarios con luz natural podrían resultar en un aumento en la producción de larva de mosca soldado, derivado principalmente en un aumento de la producción de huevecillo. Por lo anterior, este articulo de revisión pretende realizar un compendio de información sobre aquellos artículos que realizaron estudios sobre la aplicación de sistemas de iluminación en la producción de la mosca soldado negro y establecer las bases para la selección de una fuente lumínica apropiada para el cultivo de este organismo.
Detección de patógenos potenciales presentes en larvas de Spodoptera frugiperda mantenidas bajo condiciones de laboratorio
El microbioma de Spodoptera frugiperda juega un papel fundamental durante su ciclo biológico, ya que una gran diversidad de microorganismos interactúa a través de distintos mecanismos para mantener la homeostasis. Entre sus funciones están, por ejemplo, la defensa contra agentes patógenos, degradación y aporte de moléculas funcionales, entre otras. Sin embargo, factores como cambios en la dieta, el uso de insecticidas, antibióticos, factores ambientales, edad o sexo pueden interferir con el microbioma provocando una disbiosis. Por lo anterior, el objetivo en este trabajo fue realizar un análisis metagenómico de larvas sanas y muertas con síntomas de infección para detectar agentes patogénicos potenciales. Los resultados muestran que el género Enterococcus, presento una abundancia relativa promedio del 89.2% en larvas sanas, y un promedio de 94.75% en larvas muertas. También se detectó la presencia de Pseudomonas, con una abundancia relativa promedio del 10.8% en larvas sanas y 0.5 % en larvas muertas. Mientras que Acetobacter presento una abundancia relativa promedio en larvas muertas del 4.5%. Interesantemente, lecturas correspondientes a virus fueron de 0.004% en larvas sanas y de 1.48% en larvas muertas, las cuales se relacionaron con virus patógenos de la familia de baculovirus. La detección de patógenos potenciales que pueden afectar a S. frugiperda durante la crianza es de suma importancia para evitar su dispersión o afectaciones a la colonia.
Evaluación in vitro del potencial antihipertensivo de hidrolizados de albúmina y globulina del grano de cacao (Theobroma cacao L. var. Forastero)
De acuerdo con informes de la Organización Mundial de la Salud (OMS), la hipertensión se considera el factor de riesgo cardiovascular de mayor frecuencia, afectando del 25 al 30% de la población mundial. Uno de los principales agentes causantes de la hipertensión es la enzima convertidora de angiotensina-I (ECA), la cual desempeña un papel fundamental en la regulación de la presión arterial mediante la modulación del sistema renina-angiotensina-aldosterona. Debido a lo anterior, existe una amplia disponibilidad de fármacos con capacidad de inhibición de la ECA. Sin embargo, estos fármacos pueden ocasionar efectos secundarios adversos, como tos, dolor de cabeza, erupciones en la piel, alteración del gusto, angioedema, náuseas y reacciones alérgicas. Por esta razón, existe un gran interés en la obtención de inhibidores de la ECA de fuentes naturales que permitan disminuir los efectos secundarios y la dependencia de los fármacos. Particularmente, los péptidos bioactivos presentes en hidrolizados enzimáticos de proteína han mostrado propiedades antihipertensivas debido a que inhiben la ECA, por lo que pueden ser considerados como una alternativa prometedora en la prevención y/o tratamiento de la hipertensión. El objetivo de este trabajo fue evaluar la actividad inhibidora de la ECA (in vitro) de los hidrolizados enzimáticos obtenidos de proteínas (albúmina y globulina) del grano de cacao, con el propósito de que pueda ser considerado como una fuente natural de agentes antihipertensivos potenciales. Los resultados mostraron que el tratamiento enzimático (con alcalasa) de albúmina y globulina del grano de cacao es un bioproceso factible para la producción de hidrolizados con actividad inhibidora de la ECA. Particularmente, a partir de la globulina se generaron los hidrolizados y fracciones de péptidos (< 3000 Da) con mayor capacidad de inhibición de la ECA, por lo que podrían ser considerados en el diseño de alimentos funcionales.
Sistemas acuapónicos: una herramienta para promover el consumo local y generar un impacto sostenible en la producción de huertos familiares
La producción de alimentos en sistemas de traspatio es uno de los principales proveedores de alimentos para la población humana y tiene un impacto importante en el estatus socioeconómico de las familias rurales y urbanas. Además, la producción de traspatio también es una opción viable para obtener alimentos frescos y orgánicos, que pueden aportar nutrientes de alto valor para la salud humana. Uno de los mayores problemas de la producción de alimentos es la falta de tecnologías nuevas e innovadoras, que a su vez permitan tener un impacto positivo al medio ambiente. Conjuntamente, la población mundial necesita adoptar una forma de alimentación más sostenible y centrarse en métodos que permitan una producción de alimentos constante. Por lo tanto, este artículo presenta una alternativa ecológica de métodos de producción de alimentos con la implementación de sistemas acuapónicos en la agricultura de traspatio, que puede mejorar el uso del agua y combina los métodos de producción de animales acuáticos y plantas en un solo sistema. La agricultura de traspatio tiene un alto impacto en la disponibilidad global de alimentos y también en la capacidad de preservar el patrimonio cultural de la producción de alimentos, reduciendo el impacto ecológico y la oportunidad de implementar nuevas tecnologías al optimizar la tasa de uso del agua para producir alimentos en paisajes más secos. Asimismo, la producción de alimentos en sistemas acuapónicos es viable para su implementación en áreas rurales con falta de suelo fértil o en áreas urbanas con espacios reducidos como parte complementaria de un concepto de jardinería urbana. Se concluye que el uso de la acuaponía puede ser un método sostenible de producción de alimentos, pero es necesario realizar estudios futuros sobre el impacto socioeconómico que podría tener en las zonas rurales si se emplea en un concepto de producción de traspatio.
Elaboración de pellets combustibles a partir de bagazo de agave
La satisfacción de la ascendente demanda energética mundial es un reto importante y complejo, que debe ser afrontado tanto por las actuales como las futuras generaciones. Durante el último siglo y medio, la explotación y uso de los combustibles fósiles ha permitido el desarrollo de las actividades humanas. Estos combustibles no renovables presentan graves inconvenientes, entre los que destacan su impacto ambiental, así como su inminente agotamiento . Existen distintas energías renovables, entre ellas destacan los biocombustibles que son obtenidos a partir del procesamiento de biomasa. Este trabajo se enfoca en los pellets combustibles, los cuales son biomasa compactada en forma de pequeños cilindros que al combustionar generan energía aprovechable. En el presente estudio se utilizó el bagazo de agave como materia prima para la elaboración de pellets combustibles. El bagazo de agave fue colectado y caracterizado en términos de su humedad, cenizas, carbono, compuestos volátiles y poder calorífico. Después, el bagazo se sometió a un proceso de pelletización con dos diferentes tamaños de partícula, obteniendo así pellets combustibles. Los pellets fueron caracterizados con base en los parámetros fisicoquímicos previamente mencionados, los cuales fueron contrastados con lo establecido en la norma ISO 17225. Los resultados mostraron que a pesar del déficit en poder calorífico y cenizas, los pellets elaborados tienen propiedades promisorias. Se determinó que los pellets no cumplen con la normativa, pero se identificaron los parámetros del proceso que deben ser modificados para satisfacer la norma.
Aguamiel y pulque: más que bebidas tradicionales
El aguamiel y el pulque hacen parte de la herencia no solo gastronómica, sino cultural y religiosa de México por todo lo que rodea su siembra, cosecha, recolecta, fermentación y consumo. El pulque es la bebida tradicional fermentada más importante en la zona central del país y a pesar de la drástica disminución que se está dando en su consumo; los consumidores tienen un claro interés en bebidas tradiciones fermentadas como tepache, pulque, tejuino, etc.; debido a las tendencias del mercado y a los beneficios conocidos para la salud; algunos ya reportados y otros en los que es necesario generar evidencias científicas de calidad, pues hay muchas creencias alrededor de su consumo. Esto representa una luz de esperanza para el rescate de estas bebidas, que incluso ya son reconocidas como funcionales al tener características nutricionales bien documentadas, y sobre todo su potencial como fuente de prebióticos y probióticos que pueden modular la microbiota intestinal de quien lo consume. En este trabajo se revisaron algunas generalidades y los efectos prebióticos, probióticos; y las perspectivas de uso del pulque y el aguamiel.
El bagre endémico (Ictalurus mexicanus), alternativa para la acuicultura en la Sierra Gorda
El bagre es un organismo de interés para la producción acuícola en México, donde el bagre con mayor producción es Ictalurus punctatus, especie que representa un riesgo a la biodiversidad debido a su característica de invasora. El riesgo de cultivar este bagre se acentúa en regiones como la Reserva de la Biósfera Sierra Gorda en donde se está buscando comenzar con la producción acuícola de bagre. Para disminuir el impacto a la biodiversidad se requiere la introducción a cultivo de especies nativas a la región de interés, y en la Reserva se ha identificado al bagre endémico Ictalurus mexicanus (Bagre de Río Verde) como una especie con potencial acuícola. Con la finalidad de determinar la capacidad de crecimiento del bagre endémico en un cultivo acuícola se realizó su adaptación al consumo de alimento comercial y se determinó su desempeño del crecimiento, su relación longitud-peso y su factor de condición posterior a su aclimatación y cultivo durante 8 meses en un estanque acuícola. La supervivencia observada fue superior al 85% con un peso promedio de 385.7±182.4 g y un peso máximo de 764 g, alcanzando una longitud promedio de 27.8±4.6 cm, superando los máximos reportados previamente. El crecimiento isométrico de la especie, así como el incremento de su factor de condición posterior a la engorda justifican el interés de continuar estudiando a Ictalurus mexicanus como una especie con alto potencial acuícola.
Abundancia, caracterizaciones moleculares y producción masiva de comunidades microbianas benéficas (nematodos entomopatógenos) del suelo
Los Nematodos Entomopatógenos (NEP) se consideran una de las mejores alternativas para el control biológico de plagas de insectos. Entre sus principales características, los NEP muestran una alta eficiencia en el control activo de macroinvertebrados, poseen altas tasas de fecundidad y fertilidad, son inocuos en plantas y vertebrados, y su cultivo y manejo presentan costos asequibles. Con el fin de obtener cepas activas de NEP utilizadas como biocontrol para proteger las plantas de los insectos fitopatógenos, se levantaron diversas muestras de suelo de cultivo agrícola y forestal. Las muestras de suelo fueron caracterizadas fisicoquímicamente, posteriormente se utilizaron larvas de Galleria mellonella para el aislamiento de NEP, estos últimos fueron identificados en función de sus características morfológicas, y reproducidos a escala laboratorio mediante técnicas de agitación orbital. Como resultado, en 10% de las muestras se detectó presencia de NEP. Utilizando métodos de biología molecular y análisis metagenómicos se identificaron dos toxones de NEP: Steinernema spp. y Heterorhabditis spp. y, con una abundancia relativa del 8% y del 2%, respectivamente. Finalmente, se llevaron a cabo ensayos para el establecimiento de un cultivo axénico a mediana escala de los NEP, se utilizaron técnicas tradicionales sin insumos excesivamente caros, como cultivo en matraz bola y matraces agitados orbitalmente bajo condiciones de crecimiento controladas, con el fin de evitar mayores inversiones en infraestructura. A manera de conclusión, el cultivo de estos NEP presenta una alternativa real y sostenible para el bio-control de plagas que afectan diferentes cultivos agrícolas.
Bio-control, Steinernema spp, nematodos benéficos, PCR y Galleria mellonella
Insectos como alimento y para el desarrollo de una agricultura sostenible
El crecimiento poblacional de los últimos años tiene implicaciones importantes para la seguridad alimentaria debido a la demanda cada vez mayor de alimentos. Así que, es importante explorar otras alternativas para la producción de alimentos con alta calidad nutricional para consumo humano y animal. Además, los residuos o frass de insectos pueden ser utilizados como una fuente de fertilizante o bioestimulante en los cultivos, debido a su alto contenido de nitrógeno. Por lo que, el objetivo de esta revisión es sistematizar la información sobre la producción insectos como fuente alternativa de proteínas, para consumo humano y animal, así como contribuir a la búsqueda de fuentes orgánicas de nutrientes para el suelo a través del uso de residuos (frass) de insecto obtenidos durante su producción, como bioestimulante, elicitor o fertilizante, lo que contribuye al desarrollo de una agricultura sostenible. Debido a las ventajas que tiene la producción de insectos como fuente potencial de alimentos ricos en proteínas y nutrientes, se abren grandes oportunidades de crecimiento al sector industrial a través de la elaboración de alimentos para consumo humano y animal, siendo una alternativa sostenible que contribuye a la seguridad alimentaria. Asimismo, el sector agrícola se beneficia al utilizar el frass de insectos como un subproducto bioestimulante, fertilizante orgánico o sustituto de plaguicidas, que permite promover el crecimiento de las plantas, aumenta su tolerancia al estrés abiótico y biótico.
Evaluación organoléptica y de calidad en tres variedades de tomate cherry negro
Se determinaron las características morfológicas de la planta, los parámetros de calidad físico-químicos y la evaluación organoléptica en tres variedades de tomate cherry negro. La altura de la planta ni el número de racimos por planta indican diferencias en el comportamiento vegetal de las tres variedades. La variedad Kumato sobresalió en los parámetros de calidad físico-químicos. Por lo demás, la variedad Indigo Cherry Drops se destacó en los parámetros de calidad química. La variedad Indigo Cherry Drops tiene la preferencia de los jueces no calificados en la combinación de los atributos sensoriales: Aspecto Visual, Tacto y Gusto. Estos resultados sugirieron que la percepción sensorial y las características físico-químicas aumentaron las posibilidades de comercialización de los tomates cherry negros, así como desarrollar un producto comercial que satisfaga las necesidades y demandas de los consumidores y así promover el consumo de tomates cherry negro de calidad.