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19 de octubre de 2015
En México sólo 5.5 por ciento de las aguas nacionales está libre de contaminación, 70 por ciento de los ríos están muy alterados, por lo que cada vez es más complicado dotar del recurso a los habitantes de la ciudad de México, dijo en la UNAM Axel Carlos de Gante Islas, director general de Hidroecología, empresa experta en el tratamiento de aguas residuales. Continue reading Cada vez más complicado llevar agua potable a la ciudad de México: UNAM
16 de Agosto de 2012
Investigadores de la UN identifican, en aguas residuales de El Rosal (Cundinamarca), Entamoeba moshkovskii, especie que no había sido descrita en el país y que replantea la epidemiología de la amebiasis.
Así lo evidenció el análisis hecho por Carolina Ortiz Pineda, estudiante de la Maestría en Microbiología de la Facultad de Ciencias, mediante el cual encontró en el lugar el complejo (o unión) de amebas Entamoeba histolytica, E. dispar y E. moshkovskii.
La investigación indica que mediante la prueba molecular de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), efectuada por los profesores Myriam Consuelo López (Departamento de Salud Pública, Facultad de Medicina) y Carlos Clavijo (Departamento de Biología, Facultad de Ciencias), junto con los médicos en formación Rubén Darío Heredia y Jairo Andrés Fonseca, se demostró la presencia de E. moshkovskii en un 80% de 10 muestras de las aguas residuales cuyo tratamiento se hace en una planta ubicada en este municipio.
“Si bien, el organismo fue hallado en aguas residuales tratadas por una planta para fines de uso agrícola, como en el riego de hortalizas; cabe aclarar que este tipo de aguas no es utilizado para el consumo humano”, aclara Análida Pinilla Roa, líder de la línea de investigación en “Amebiasis Intestinal y Extraintestinal” del Departamento de Medicina Interna de la UN.
Dice que con este hallazgo se podría deducir que existe un riesgo potencial de que los humanos se infecten con este parásito, pues el tratamiento de estas aguas está enfocado hacia otros microorganismos.
Entamoeba histolytica
La E. histolytica (ameba), especie microscópica del género Entamoeba, ocasiona graves problemas intestinales, como colitis (disentería amebiana) y absceso hepático (infección en el hígado). Cada año son reportados unos 500 millones de infectados en el mundo, el 10% de los cuales presentan síntomas clínicos; de estos, son intestinales alrededor del 90% y 10% extraintestinales. Además, entre 40.000 y 110.000 personas mueren al año por esta causa, según la Organización Mundial de la Salud.
Este organismo unicelular es indistinguible de otras dos especies de este género Entamoeba moshkovskii, el cual se ha asociado a síntomas gastrointestinales y E. dispar, que no produce enfermedad. Estos tres parásitos habitan en aguas dulces y suelos húmedos.
Diagnóstico
Con respecto al diagnóstico, generalmente, se culpa a la especie E. histolytica como causante de enfermedades intestinales. Pero las observaciones del equipo de la profesora Pinilla concluyen que en el país hay una cultura del sobrediagnóstico; por eso, se tratan algunas diarreas como si fueran amebiasis. “Esto implica el uso de tratamientos que pueden ser innecesarios”, asegura la experta.
Además, añade que se han hecho estudios clínicos y de laboratorio. No obstante, a raíz de ese sobrediagnóstico, hay una confusión general sobre el impacto de este tipo de microorganismos. Esto se ha ido aclarando con investigaciones como las de la UN, cuyo fin es encontrar diagnósticos concretos, tratamientos y, asimismo, hacer prevención para E. histolytica.
A futuro, los investigadores, le apuntan al hallazgo de la ameba E. moshkovskii así como las especies que conforman este complejo en la población colombiana. Por tal razón, la profesora López sostiene que esta investigación conduce a replantear la epidemiología nacional de la amebiasis, pues hasta la fecha solo se han realizado estudios para diferenciar E. histolytica y E. dispar.
Por su parte, la profesora Pinilla señala que en Colombia es necesario insistir en fortalecer estrategias de prevención y control para la amebiasis y otras parasitosis. Por ejemplo, saneamiento ambiental, consumo de agua potable, higiene personal, educación, control de vectores, tratamiento médico en casos sintomáticos y de portadores asintomáticos, entre otras.
Antecedentes
La profesora López relata que en Colombia, en décadas pasadas, se llevaron a cabo dos encuestas sobre parasitismo intestinal. En la primera (1965) no se hizo diferenciación del complejo E. histolytica/E. dispar, respecto de E. hartmanni, dos fuentes comunes de infección. En ese entonces se encontró una prevalencia del 24% a nivel nacional.
En la segunda, efectuada en 1980, se evidenció una prevalencia de anticuerpos del 6% para E. histolytica y una prevalencia del 12% para el complejo E. histolytica/E. dispar, por microscopia de luz. Por lo anterior, al no poder discriminar el complejo, surgió la necesidad de estandarizar técnicas específicas para el diagnóstico diferencial de estas parasitosis.
La experta cuenta que desde entonces, se han desarrollado diversas investigaciones sobre estandarización y adaptación de pruebas de diferenciación del complejo E. histolytica/E. dispar (por ejemplo, isoenzimas, contrainmunoelectroforesis, ELISA, PCR, entre otras.)
Créditos: agenciadenoticias.unal.edu.co
Investigadores de la UN identifican, en aguas residuales de El Rosal (Cundinamarca), Entamoeba moshkovskii, especie que no había sido descrita en el país y que replantea la epidemiología de la amebiasis.
Así lo evidenció el análisis hecho por Carolina Ortiz Pineda, estudiante de la Maestría en Microbiología de la Facultad de Ciencias, mediante el cual encontró en el lugar el complejo (o unión) de amebas Entamoeba histolytica, E. dispar y E. moshkovskii.
La investigación indica que mediante la prueba molecular de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), efectuada por los profesores Myriam Consuelo López (Departamento de Salud Pública, Facultad de Medicina) y Carlos Clavijo (Departamento de Biología, Facultad de Ciencias), junto con los médicos en formación Rubén Darío Heredia y Jairo Andrés Fonseca, se demostró la presencia de E. moshkovskii en un 80% de 10 muestras de las aguas residuales cuyo tratamiento se hace en una planta ubicada en este municipio.
“Si bien, el organismo fue hallado en aguas residuales tratadas por una planta para fines de uso agrícola, como en el riego de hortalizas; cabe aclarar que este tipo de aguas no es utilizado para el consumo humano”, aclara Análida Pinilla Roa, líder de la línea de investigación en “Amebiasis Intestinal y Extraintestinal” del Departamento de Medicina Interna de la UN.
Dice que con este hallazgo se podría deducir que existe un riesgo potencial de que los humanos se infecten con este parásito, pues el tratamiento de estas aguas está enfocado hacia otros microorganismos.
Entamoeba histolytica
La E. histolytica (ameba), especie microscópica del género Entamoeba, ocasiona graves problemas intestinales, como colitis (disentería amebiana) y absceso hepático (infección en el hígado). Cada año son reportados unos 500 millones de infectados en el mundo, el 10% de los cuales presentan síntomas clínicos; de estos, son intestinales alrededor del 90% y 10% extraintestinales. Además, entre 40.000 y 110.000 personas mueren al año por esta causa, según la Organización Mundial de la Salud.
Este organismo unicelular es indistinguible de otras dos especies de este género Entamoeba moshkovskii, el cual se ha asociado a síntomas gastrointestinales y E. dispar, que no produce enfermedad. Estos tres parásitos habitan en aguas dulces y suelos húmedos.
Diagnóstico
Con respecto al diagnóstico, generalmente, se culpa a la especie E. histolytica como causante de enfermedades intestinales. Pero las observaciones del equipo de la profesora Pinilla concluyen que en el país hay una cultura del sobrediagnóstico; por eso, se tratan algunas diarreas como si fueran amebiasis. “Esto implica el uso de tratamientos que pueden ser innecesarios”, asegura la experta.
Además, añade que se han hecho estudios clínicos y de laboratorio. No obstante, a raíz de ese sobrediagnóstico, hay una confusión general sobre el impacto de este tipo de microorganismos. Esto se ha ido aclarando con investigaciones como las de la UN, cuyo fin es encontrar diagnósticos concretos, tratamientos y, asimismo, hacer prevención para E. histolytica.
A futuro, los investigadores, le apuntan al hallazgo de la ameba E. moshkovskii así como las especies que conforman este complejo en la población colombiana. Por tal razón, la profesora López sostiene que esta investigación conduce a replantear la epidemiología nacional de la amebiasis, pues hasta la fecha solo se han realizado estudios para diferenciar E. histolytica y E. dispar.
Por su parte, la profesora Pinilla señala que en Colombia es necesario insistir en fortalecer estrategias de prevención y control para la amebiasis y otras parasitosis. Por ejemplo, saneamiento ambiental, consumo de agua potable, higiene personal, educación, control de vectores, tratamiento médico en casos sintomáticos y de portadores asintomáticos, entre otras.
Antecedentes
La profesora López relata que en Colombia, en décadas pasadas, se llevaron a cabo dos encuestas sobre parasitismo intestinal. En la primera (1965) no se hizo diferenciación del complejo E. histolytica/E. dispar, respecto de E. hartmanni, dos fuentes comunes de infección. En ese entonces se encontró una prevalencia del 24% a nivel nacional.
En la segunda, efectuada en 1980, se evidenció una prevalencia de anticuerpos del 6% para E. histolytica y una prevalencia del 12% para el complejo E. histolytica/E. dispar, por microscopia de luz. Por lo anterior, al no poder discriminar el complejo, surgió la necesidad de estandarizar técnicas específicas para el diagnóstico diferencial de estas parasitosis.
La experta cuenta que desde entonces, se han desarrollado diversas investigaciones sobre estandarización y adaptación de pruebas de diferenciación del complejo E. histolytica/E. dispar (por ejemplo, isoenzimas, contrainmunoelectroforesis, ELISA, PCR, entre otras.)
30 de mayo de 2012
A través de un proyecto de doctorado se logra aprovechar los residuos sólidos presentes en estas aguas, reducir la producción de gases de efecto invernadero y recuperar nutrientes y componentes orgánicos.
Se trata del trabajo de Luz Stella Cadavid, docente de la Facultad de Ingeniería y Administración de la Sede Palmira de la UN, quien se encuentra finalizando sus estudios de doctorado en la Universidad de Leeds en Inglaterra.
Su proyecto fue seleccionado por Alemania como uno de los 10 mejores trabajos de posgrado, en el marco del galardón Huber Technology Prize 2012. El mérito es aprovechar los elementos sólidos contenidos en las aguas residuales para producir energía renovable en forma de metano, según la Fundación Huber Technology, asociada a la compañía alemana Huber, reconocida mundialmente en el campo del agua, las aguas residuales y el tratamiento de lodos.
“Este año, el premio hizo un llamado a propuestas innovadoras en el tema de producción de energía a partir de las aguas residuales o de su tratamiento, las cuales debían tener un enfoque holístico e incluir las interacciones entre tecnología, ambiente y sociedad. Y encaminada hacia este objetivo presenté mi proyecto”, afirma la profesora Cadavid.
Un reactor con sello UN
La investigadora explica que los sólidos contenidos en las aguas residuales (conocidos como screenings), son removidos en el pretratamiento de las aguas residuales y enviados a rellenos sanitarios, un proceso costoso y lento que podría aprovecharse mejor.
“Debido a su alto contenido de materia orgánica, este produce grandes cantidades de gases de efecto invernadero durante su descomposición y, por ello, su incineración es costosa. Mi propuesta consistió en el desarrollo de un proceso flexible en dos etapas de digestión que permita resolver el problema del manejo de estos sólidos complejos en una forma viable y práctica”, manifiesta la profesora Luz Stella.
Por ello, planteó dos etapas. En la primera, materializada en un reactor de lecho sólido, se pueden obtener líquidos ricos en ácidos grasos volátiles o alcoholes, que se pueden aprovechar directamente o si esta corriente líquida se alimenta a una segunda etapa en un reactor metanogénico, la producción de metano es optimizada y el efluente final con un alto contenido de nutrientes puede ser utilizado como fertilizante.
De esta manera, según la investigadora, “la propuesta presenta una alternativa segura ambientalmente para la disposición y manejo de screenings, con la cual se reduce la producción de gases de efecto invernadero y, a su vez, se produce energía renovable que permite la recuperación de nutrientes y otros valiosos componentes orgánicos”.
Más reconocimientos
Esta innovadora propuesta de la profesora Cadavid, no solo ha sido reconocida en Alemania, también en Inglaterra obtuvo el segundo lugar en los premios “IWEX University Challenge” en donde participaron 16 universidades de ese país durante la feria “International Water and Effluent Exhibition”, en Birmingham, en abril del 2010.
Adicionalmente, el póster del proyecto fue galardonado con el primer lugar por expertos del área del agua en Inglaterra, en una convocatoria organizada por el “Pathogen Control Engineering Institute” de la escuela de Ingeniería Civil de la Universidad de Leeds, en enero del 2011.
La profesora Cadavid, que se reincorporará a la Universidad en el mes de agosto, espera continuar su trabajo de investigación en Colombia y poner en práctica esta idea de producir energía renovable aprovechando residuos sólidos.
“Siento la satisfacción del deber cumplido y la confianza de saber que los académicos colombianos estamos muy bien formados. Para mí es un gran honor y un motivo de orgullo representar a la Universidad Nacional de Colombia en el exterior, ya que esta institución me ha dado la oportunidad de formarme como persona y como profesional”, concluye la profesora.
Créditos: agenciadenoticias.unal.edu.co
14 de enero de 2012
• Un grupo de investigación del Instituto de Ingeniería de la UNAM, campus Juriquilla, recurre a métodos biológicos que utilizan bacterias presentes en el medio ambiente
Ante la degradación ambiental del planeta, y una más que probable crisis energética en el futuro, investigadores de la Unidad Académica Juriquilla del Instituto de Ingeniería (II) de la UNAM, trabajan en el desarrollo de una nueva tecnología para obtener energía eléctrica sustentable, hidrógeno como combustible, y agua limpia, a partir del tratamiento del líquido residual, con bacterias presentes en el medio ambiente.
En las plantas tradicionales, la materia orgánica que causa la contaminación es degradada por bacterias. Si el proceso es aerobio se inyecta aire para permitir la oxidación y así se obtiene dióxido de carbono, agua y más microorganismos. Si es anaerobio no se requiere aire; en este caso, se transforma en metano, dióxido de carbono y más bacterias.
En estas reacciones ocurre una transferencia de electrones, llamadas reacciones de óxido-reducción, porque en ellas hay sustancias que se oxidan y otras que se reducen.
Ante la interrogante de qué sucede si, en lugar de transferir los electrones en las reacciones químicas, las bacterias los transfieren a un ánodo, que es un electrodo negativo, Germán Buitrón Méndez, coordinador del Laboratorio de Investigación en Procesos Avanzados de Tratamiento de Aguas (LIPATA) de la unidad académica, explicó que se generan electrones que pueden ser ‘cosechados’.
Cosecha de electrones
Este proceso se puede llevar a cabo en una celda de combustible microbiana, dispositivo que puede convertir, mediante microorganismos, energía bioquímica, en eléctrica.
Para obtenerla, las bacterias transfieren electrones desde un donador de éstos, como el agua residual (materia orgánica), a un aceptor de electrones, como el oxígeno.
En esas celdas, las bacterias no los transfieren directamente a un aceptor final de electrones característico, sino a un electrodo, es decir, a un ánodo.
Posteriormente pasan, a través de una resistencia u otra carga, a un cátodo, por lo que los electrones generados en la reacción son “cosechados” y convertidos directamente en energía eléctrica. El carbono orgánico es transformado en dióxido de carbono.
Para cerrar el ciclo, los protones migran hacia el cátodo en aerobiosis, donde se combinan con el oxígeno para formar agua. “Nuestro objetivo es obtener, a partir del tratamiento de las residuales, líquido limpio, pero también otros productos. Con el tratamiento convencional se obtiene, por medio del suministro de energía, agua tratada. Con esta nueva tecnología logramos un valor agregado: energía eléctrica, hidrógeno y metano”.
Esquema más atractivo
La cantidad de energía eléctrica producida mediante esta nueva tecnología depende de las bacterias adheridas al ánodo; así, entre más haya, y mayor sea la superficie de este último, se originará en mayor medida.
Su generación no es suficiente para alumbrar grandes ciudades, por ejemplo, pero el esquema resulta mucho más atractivo si se puede conseguir hidrógeno con ella.
“Este último elemento contiene un poder calorífico dos y media veces más elevado que el metano. Además, al quemarse sólo produce agua, es decir, no contamina”, señaló Buitrón Méndez.
En fase de perfeccionamiento
Si en una primera etapa del tratamiento de aguas residuales la materia orgánica se fermenta en anaerobiosis, es posible producir hidrógeno y subproductos como ácidos grasos volátiles (acético, propiónico, butírico), que pueden alimentar a una celda electroquímica microbiana para que produzca más hidrógeno.
“Esa celda funciona de una manera diametralmente opuesta a como lo hace una de combustible microbiana: necesita energía eléctrica para transformar la materia orgánica en hidrógeno; en este dispositivo, las bacterias colonizan también un ánodo”.
Con ayuda de los electrones suministrados, los ácidos grasos se transforman en hidrógeno. Es en este punto donde la energía eléctrica generada por la celda de combustible microbiana puede aprovecharse en la celda electroquímica; de este modo, ya no es necesario recurrir a energía eléctrica externa.
Los investigadores estudian cómo incrementar la producción de hidrógeno obtenido por la fermentación de la materia orgánica y con una celda electroquímica microbiana. “Esta tecnología se encuentra en desarrollo. Los retos son diseñar y configurar ambos tipos de celdas con materiales no costosos, y hacer que la de combustible microbiana genere la mayor cantidad posible de energía eléctrica; y la electroquímica, de hidrógeno.
“Es importante también abordar aspectos más básicos, como qué clase de bacterias colonizan el ánodo y bajo qué condiciones”, concluyó.
Buitrón Méndez y sus colaboradores mantienen permanente colaboración con Katy Juárez, del Instituto de Biotecnología, campus Morelos, de la UNAM (quien trabaja con bacterias del género Geobacter); con investigadores de la Arizona State University en Estados Unidos, y con integrantes del Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica (IPICYT), todos relacionados con temas de este proyecto.
Créditos: unam.mx/boletin/026/2012
3 de julio de 2011
• La instalación de Iván Salgado Tránsito, del doctorado en Ingeniería de la Energía de la UNAM, es para limpiar líquidos desechados por la industria farmacéutica y textil, además de eliminar tóxicos de jabones, pesticidas, herbicidas, hidrocarburos y contaminantes orgánicos
En México, sólo 30 por ciento de las aguas municipales contaminadas reciben algún tipo de tratamiento, y de la generada por la industria, la de mayor nivel de suciedad, sólo se trata el 15 por ciento. Ante ello, Iván Salgado Tránsito, alumno del doctorado en Ingeniería de la Energía, del Centro de Investigación en Energía de la UNAM, ha dedicado los últimos años a diseñar, construir y poner en marcha una planta solar piloto para el tratamiento fotocatalítico de líquido residual.
Primero, explicó, se diseñó un colector para captar la radiación del Sol y dirigirla a un reactor; después se trabajó en el sistema hidráulico y de censado para medir en tiempo real el pH, el oxígeno disuelto, la temperatura, el flujo y la demanda química de oxígeno, que mide el nivel de contaminación hídrico.
Al presentar el proyecto Diseño de una Planta Solar para el Tratamiento Fotocatalítico de Aguas Residuales, señaló que existen diversos métodos tradicionales de tratamiento: primarios (como la decantación, homogenización y precipitación); secundarios (basados en procesos biológicos anaerobios o aerobios), y terciarios (métodos fisicos y químicos avanzados como la adsorción, intercambio iónico y procesos de oxidación avanzada).
“Estos últimos involucran la generación de agentes de alto poder oxidante, principalmente radicales hidroxilo. Dentro de este grupo se encuentra la fotocatálisis, principio físico en el que se sustenta la planta diseñada y elaborada en el Centro de Investigación de Energía (CIE), con la dirección de mi tutor de tesis, Antonio Jiménez González”, indicó en el Aula Magna Jacinto Pallares de la Facultad de Derecho de esta casa de estudios.
La fotocatálisis, dijo, es la aceleración de una reacción química ante la presencia de un catalizador fotosensible. Así, empleamos una película de dióxido de titanio inmovilizada sobre tubos de vidrio como material semiconductor y catalizador, que al interactuar con radiación solar concentrada forma radicales de alto poder oxidante que permiten degradar moléculas orgánicas contaminantes en el agua.
El universitario comentó que con este tipo de tecnología se pueden tratar residuos líquidos de la industria farmacéutica y textil; asimismo, descompone en su totalidad tóxicos presentes en jabones, pesticidas, herbicidas o hidrocarburos y, en general, todo tipo de contaminantes orgánicos.
La ventaja de esta tecnología es que se aprovecha la energía del Sol. En otros métodos se transfieren los contaminantes a otros elementos; por ejemplo, en los biológicos la contaminación del agua se pasa a los lodos y ello genera otro tipo de polución ambiental. En cambio, subrayó, a través de un proceso como éste lo que se genera es agua y dióxido de carbono; por lo tanto, no hay residuos peligrosos.
Otra ventaja es que se pueden eliminar contaminantes no biodegradables o tóxicos para los organismos vivos, como el agua residual de antibióticos desechados por las industrias farmacéuticas.
El doctorante aclaró que tanto el volumen de agua a tratar y el tiempo que tarde el proceso depende del tipo de contaminante y de su resistencia. Por ejemplo, algunos colorantes se pueden degradar en 20 minutos, otros tardan hasta seis horas. “Algo importante es que en el desarrollo de esta tecnología se cuidó que fuera elaborada con materiales resistentes y comerciales para que, en un futuro próximo, pueda ser transferida y reproducida a nivel industrial”.
Créditos: UNAM-DGCS-379-2011/unam.mx