¡Ya circula la nueva edición! Con ustedes: Pesquisa Javeriana 55

¡Ya circula la nueva edición! Con ustedes: Pesquisa Javeriana 55

Para su edición 55, Pesquisa Javeriana reunió la visión de diferentes investigadores javerianos y sus aportes a la creación de conocimiento en distintas áreas. Desde el campo de la salud, respondiendo al interrogante de si los vapeadores son nocivos para el consumo humano, hasta cómo comprender los riesgos a la hora de realizar inversiones internacionales.

Algunas de las innovaciones que registra esta nueva edición de Pesquisa Javeriana se encuentran en procesos de solicitud de patente, lo que confirma el valor y rigurosidad de los proyectos desarrollados que tendrían un amplio impacto de llegarse a implementar.

Puede consultar todos los artículos de Pesquisa 55 haciendo clic aquí y, si lo prefiere, también puede leer la revista en su versión en PDF.

¿Quiere saber qué se encontrará en la nueva edición? Acá le contamos.

Editorial: Luis Miguel Renjifo, vicerrector de investigación de la Pontificia Universidad Javeriana, le da la bienvenida a esta nueva lectura explicando cuáles presiones puede haber detrás de la producción científica y cómo las buenas prácticas éticas y responsables de la comunidad garantizarían un conocimiento trascendente y transformador.

Creación Artística: en este artículo titulado Creaciones indígenas: mucho más que artesanías, descubrirá cómo acercarse a los procesos de creación ancestrales de distintas comunidades en Latinoamérica permitió hacer una reflexión sobre la descategorización y la forma en la que se concibe la producción artística indígena, ¿arte o artesanía?

Ciencia y sociedad: hasta la tabacalera Phillip Morris International confiesa que los vapeadores que fabrican pueden ser potencialmente peligrosos para los consumidores. En esta publicación, investigadores javerianos hicieron una revisión de más de 90 artículos que confirman una realidad: el cigarrillo electrónico es el enemigo oculto de los pulmones.

Innovación: un aislador sísmico hecho a partir de caucho recuperado y casas elaboradas con elementos reciclados. Estas dos innovaciones javerianas están en proceso de patente y plantean soluciones alternativas y a bajo costo en construcciones sostenibles.

Ciencia profunda: ¿Qué se debe tener en cuenta a la hora de calcular riesgos de inversión?, un investigador javeriano explica en qué consiste y por qué podría ser beneficioso tener un portafolio diversificado en el que se consideren tanto los factores locales como los globales, una variable que podría determinar el éxito o pérdida después de invertir.

Informe especial: la identidad como resultado de un modelo de desarrollo económico de carácter extractivo. Una guerra por el territorio, los recursos y un conflicto que, como en otras regiones del país, no acaba en el Cauca. Vivir y resistir la violencia. Además, ¿Cómo hablarles a los más de 40 millones de colombianos que no han sido víctimas ni victimarios en la historia de la violencia colombiana? Allí puede estar la clave de una verdadera reconciliación.

Huellas: Óscar de Jesús Saldarriaga es un observador acucioso, muchos lo llaman “El pisco” de la historia en Colombia y es uno de los más grandes investigadores de la educación nacional. Desde 1990 está vinculado con la Pontifica Universidad Javeriana y ha reconstruido la historia de los maestros del país.

Novedades editoriales: conozca 4 nuevas publicaciones que hablan sobre memoria colectiva en el video universitario, cómo ha sido investigar durante la pandemia, el papel de Bogotá durante la Regeneración (1886-1910) y una mirada a las aplicaciones de investigaciones en sistemas de salud en Colombia.

Inteligencia artificial: una aliada para el desminado humanitario

Inteligencia artificial: una aliada para el desminado humanitario

Históricamente, Colombia ha sido reconocida a nivel global por ser el país de mayor producción de café suave del mundo, el segundo más biodiverso del planeta por kilómetro cuadrado y el único de América del Sur con acceso a costas en los océanos Pacífico y Atlántico ―este último a través del mar Caribe―. Pero, aunque su riqueza es múltiple, desde 1960 este territorio también ha sido testigo de uno de los conflictos armados más prolongados de la historia, librado entre las Fuerzas Armadas colombianas y las guerrillas, paramilitares, carteles del narcotráfico y bandas delincuenciales de crimen organizado. 

La intensa disputa entre el Ejército Nacional y las guerrillas de las FARC y el ELN durante la segunda mitad del siglo XX incluyó el uso de minas antipersonal (MAP) de fabricación industrial como instrumento estratégico de guerra. La expansión de este recurso bélico en los 32 departamentos del territorio colombiano fue una de las razones para que, en 1980, la comunidad internacional restringiera el uso de minas, mediante el Protocolo II de la Convención sobre Ciertas Armas Convencionales (CCW, por su sigla en inglés) y la Convención de Ottawa, en 1997, y convocara a un ejercicio de desminado humanitario. No obstante, las guerrillas, con el fin de cuidar sus campamentos, evitar cercos y apuntalar la retirada de las Fuerzas Armadas en medio de los combates, implementaron el uso de minas artesanales hechas a base de recipientes metálicos, latas de cerveza, plásticos y, en algunas ocasiones, madera ―dificultando su detección―, con metralla casera preparada con clavos, vidrios y trozos metálicos. Aunque el programa Descontamina Colombia, del Gobierno nacional, asegura que, desde 2012, 391 municipios han sido declarados libres de sospecha de minas antipersonal y que el 73 % del territorio se encuentra libre de ellas, en marzo de este año el Comité Internacional de la Cruz Roja aseguró que en 2017 la cifra de víctimas fue de 57, en 2018 subió a 221 y en 2019 se registraron 352. Cerca de una víctima por día. 

Con la asesoría del profesor Carlos Alberto Parra, doctor en Ingeniería de la Universidad de Toulouse III, en Francia, su colega Johana María Flórez desarrolló recientemente un sistema de inteligencia artificial capaz de detectar información en terreno para identificar la posible ubicación de minas antipersonal, particularmente minas artesanales, que normalmente son difíciles de encontrar con los artefactos de búsqueda.

 

Los sensores operan tanto de forma independiente como colaborativa, de acuerdo con una lógica de coordinación asincrónica. 

 

Para el proceso de creación de este dispositivo, llamado Sistema de Toma de Decisiones para Percepción Activa y Heterogénea (DMS-HAP, por su sigla en inglés), Flórez, quien también es doctora en Ingeniería de la Pontificia Universidad Javeriana, tomó como referente los avances recientes en robótica móvil y aprendizaje de máquina, con el fin de encontrar instrumentos tecnológicos y dispositivos electrónicos que permitieran rastrear minas bajo tierra, así como la experiencia del grupo de investigación javeriano Sistemas Inteligentes, Robótica y Percepción (SIRP), el cual ha venido trabajando en tecnologías para la detección de minas desde 2003. 

Producto de esta labor, la investigadora javeriana empleó cinco sensores diferentes: un dispositivo digital para medir la temperatura en un área circular; un radar de penetración terrestre equipado con dos antenas, una para la transmisión de una onda electromagnética y la otra para la recepción de la reflexión de estas sobre la tierra; y tres cámaras Nikon D5200, dotadas con distintos filtros para capturar diferentes longitudes de onda, uno para la detección de radiación infrarroja, otro para la captura de imágenes digitales estándar en formato RGB (sigla de red, green, blue), y el último para capturar la información en el rango de rayos ultravioleta (UV).

 

Entre 1990 y 2020, se han registrado 11.947 víctimas por minas antipersonal, según el Departamento Administrativo de la Presidencia de la República. 

 

Equipados con un sistema de procesamiento de señales que comparten información entre sí, integrados a través de un sistema de toma de decisiones basado en técnicas de inteligencia artificial ―como redes neuronales, algoritmos genéticos y lógica difusa― y sostenidos por una estructura de hardware en forma de araña, estos dispositivos hicieron posible la recolección de datos en campo. Posteriormente la información fue procesada para ajustar los algoritmos en relación con el contexto de aplicación y con la detección de minas antipersonal, así como también para generar un consenso sobre la existencia o no de objetos peligrosos en el terreno a través de un sistema de múltiples agentes. 

Luego de cinco años de investigación y del trabajo colaborativo entre los académicos javerianos y los profesores Mario Góngora y Fabio Caraffini, del Instituto de Inteligencia Artificial de la Universidad de Montfort, en Reino Unido, fue posible lograr que “la red de sensores reconociera con éxito los dispositivos con una precisión del 80 % en condiciones de buena iluminación”, puntualiza Flórez. 

De acuerdo con la Dirección para la Acción Integral Contra Minas Antipersonal (Aicma) de la Oficina del Alto Comisionado para la Paz, entre 1990 y marzo de 2017 se registraron cerca de 11.481 víctimas ocasionadas por la detonación de minas antipersonal y remanentes explosivos de guerra, de las cuales 7028 son de la Fuerza Pública y 4453, civiles.

Teniendo en cuenta los retos actuales en materia de desminado humanitario en Colombia, como la lentitud de las plataformas terrestres de detección de minas en campo y la exposición al peligro de las unidades tácticas militares, este proyecto javeriano surge como una alternativa capaz de aumentar la precisión en la búsqueda de explosivos artesanales en el territorio, y de reducir, a través del aprendizaje automático de máquina, la tasa de localización de falsos positivos de minas en el país, así como automatizar el trabajo que actualmente desarrollan el Ejército Nacional y la Armada Nacional de forma manual con instrumentos barreminas y el despliegue de caninos detectores de minas (CDM).

“Ahora, el paso a seguir con esta investigación es desarrollar sensores más pequeños para tomar más muestras en campo, integrarlos en un sistema robótico móvil, como los drones, y probar nuevas técnicas de inteligencia artificial para seguir reduciendo la tasa de error en la detección de minas”, finaliza Flórez. 

Para leer más: Flórez Lozano, J. et al. Cooperative and Distributed Decision-Making in a Multi-Agent Perception System for Improvised Land Mines Detection. Information Fusion (a través de Elsevier), 2020. 

Flórez Lozano, J. et al. “A Robust Decision-Making Framework Based on Collaborative Agents”. IEEE Access, 2020.  

Flórez Lozano, J. et al. Training Data Set Assessment for Decision-Making in a Multiagent Landmine Detection Platform. IEEE World Congress on Computational Intelligence WCCI, 2020. 

Colreavy-Donnelly, S. et al. “Shallow Buried Improvised Explosive Device Detection Via Convolutional Neural Networks”. Journal Integrated Computer-Aided Engineering, 2020. 


TÍTULO DE LA INVESTIGACIÓN: Desarrollo físico-mecánico de una estructura con múltiples sensores para desminado humanitario.
INVESTIGADORA PRINCIPAL: Johana María Flórez
COINVESTIGADORES: Carlos Alberto Parra, Mario Góngora, Fabio Caraffini.
PERIODO DE LA INVESTIGACIÓN: 2014-2019 

 

                             

Dispositivo desarrollado por javerianos permite detectar licor adulterado

Dispositivo desarrollado por javerianos permite detectar licor adulterado

El pasado 26 de febrero, el Grupo de Películas Delgadas y Nanofotónica (GPD&NF), adscrito a la Facultad de Ciencias de la Pontificia Universidad Javeriana, en alianza con Insolab, entregaron de manera oficial a la Gobernación de Cundinamarca el equipo portátil que permite detectar bebidas alcohólicas adulteradas.

“Esta es una tecnología portátil, de fácil uso y puede ser personalizada según las necesidades de cada demandante”, comenta el doctor Henry Alberto Méndez, uno de los investigadores GPD&NF.

Este desarrollo tecnológico permitirá combatir la venta de licor adulterado (que en Colombia abarca el 53 % del total de la venta de ilegal de alcohol); y además, podrá aplicarse in situ, es decir, directamente en el lugar donde se requiera su uso.

Integral spectrum

¿Cómo funciona este dispositivo?

Se dispara un haz de luz directo en el licor testeado y, al atravesarlo, se genera un espectro, una huella que permite realizar los análisis y las comparaciones con parámetros previamente configurados de bebidas alcohólicas legales.

“Es un sistema de espectroscopia para hacer un análisis cuantitativo a partir de la concordancia entre los espectros de absorción recolectados de las muestras en campo”, explica el profesor Luis Camilo Jiménez Borrego, del Departamento de Física e investigador del GPD&NF.

El diseño e implementación de este equipo es una aplicación de la patente otorgada a la Javeriana en el año 2018 por una tecnología titulada: “Sistema que conforma una estación de espectroscopias ópticas”, conocida como Integral Spectrum.

Integral Spectrum

“Aunque en principio está configurado para análisis de líquidos, según las necesidades de la Gobernación, este equipo tiene múltiples posibilidades de aplicación en diferentes tipos de materiales y estados: líquidos, sólidos o gaseosos”, agrega el doctor Méndez.

“A este equipo podríamos incluirle un sistema de análisis químico usando la misma tecnología de espectroscopia patentada, sin embargo, eso dependerá de los requerimientos del cliente”, añade el profesor Jiménez.

Esta innovación, desarrollada por los profesores Henry Méndez, Luis Camilo Jiménez y Juan Carlos Salcedo, contó con el acompañamiento de la Dirección de Innovación de la Universidad Javeriana. Este resultado de transferencia de conocimiento que inició de la investigación básica evidencia la importancia de las alianzas entre la academia, la industria y las entidades gubernamentales para hallar soluciones tecnológicas que resuelvan problemáticas reales de la sociedad.

Con innovación se pone freno a la pandemia

Con innovación se pone freno a la pandemia

Gracias a la alianza entre los sectores público y privado, 212 proyectos pudieron hacer parte del programa de innovación abierta Más Detección, Más Vida, para aportar a la reactivación económica y salvar vidas en medio de la pandemia. Participaron emprendedores, gremios e instituciones de educación superior con diferentes propuestas de detección temprana de la enfermedad, mitigación del contagio, monitoreo a la población y fortalecimiento del sistema de salud. En respuesta a este reto, la Pontificia Universidad Javeriana contribuyó con dos proyectos, uno de los cuales fue seleccionado dentro de las 26 mejores propuestas. 

Ante las consecuencias en salud y los rezagos económicos que ha tenido que enfrentar el país por la emergencia sanitaria producto de la COVID-19, entidades como Connect Bogotá e iNNpulsa Colombia, con el apoyo de Sura y Roche, convocaron esta iniciativa. “Entendimos rápidamente que esta situación que afronta el mundo no es tema solo del sector público, sino que involucra a todo el ecosistema”, dice Ignacio Gaitán, presidente de iNNpulsa, que agrega: “Todos debemos aportar desde nuestros conocimientos y capacidades para salir adelante y superar esta dificultad”. 

En tiempo récord, la academia supo responder de forma oportuna, lo que demuestra el potencial que tienen las instituciones universitarias que, con sus ecosistemas de innovación, emprendimiento y trabajo constante en términos de calidad investigativa, logran pronunciarse en la coyuntura y aportar al desarrollo del país, comenta Fanny Almario, directora de Innovación de la Javeriana. 

Alianza de analítica de datos para afrontar la pandemia COVID-19” fue uno de los adelantos javerianos que participó en la convocatoria, dirigido por el Hospital Universitario San Ignacio. Consiste en el diseño de una plataforma para el análisis, visualización de datos de salud pública y registros hospitalarios en la pandemia. 

El otro, CovidCheck, es un kit de diagnóstico del virus a través de la saliva, con múltiples beneficios que no ofrecen las pruebas convencionales con hisopado, es decir, aquellas que hacen uso de este utensilio con punta de algodón para tomar secreciones de la parte superior de la garganta y la nariz con el fin de detectar el virus, y que se han usado hasta ahora. Por esa razón la propuesta destacó notoriamente, ocupando un lugar privilegiado en la convocatoria. 

 

Lo innovador de CovidCheck 

Los desafíos que enfrenta el país en cuanto al diagnóstico, tratamiento, contención y mitigación del SARS-CoV-2 son evidentes. Dabeiba Adriana García, doctora en Ciencias Biológicas de la Pontificia Universidad Javeriana, con el apoyo del Centro de Investigaciones Odontológicas de la misma institución y un equipo multidisciplinar de expertos de ciencias y medicina, desarrollaron CovidCheck, una tecnología que nació de un proceso investigativo y que hoy se convierte en un producto que aporta a la optimización, celeridad y eficacia en la toma y análisis de muestras para la detección de la COVID-19 a través de la saliva. 

“La mayoría de nosotros siempre ha tenido en mente realizar un sistema colombiano, que fuera nuestro, hecho en casa”, dice la investigadora. “Hay una tendencia a pensar que lo de otros países es bueno y lo de nosotros no, y esto es la prueba de que no es así. Hace algunos años esto era casi imposible y, tras diversos proyectos, la COVID-19 nos da la oportunidad de que estemos cada vez más cerca de hacerlo realidad”.

 

Las alianzas entre el Gobierno, las empresas y la academia aportan a superar la pandemia y ofrecen soluciones a la ciudadanía.

 

Actualmente, el mecanismo mediante el cual se hace la prueba diagnóstica (RT-PCR) para detectar casos de coronavirus es el hisopado, que, de acuerdo con la doctora García, es un proceso invasivo, molesto e incómodo para los pacientes, y riesgoso para el personal médico que lo recolecta, porque el virus permanece activo por largo tiempo. Eso lo hace aún más complicado, ya que “estamos pasando por un momento en el que los hisopos empiezan a escasear, son muy costosos, no llegan al país en el número que quisiéramos y por eso hay la necesidad de empezar a fabricarlos a nivel nacional”, puntualiza. 

De aquí que la saliva resulte ser una alternativa para atender esta necesidad de forma práctica es muy positivo, pues, como asegura la investigadora javeriana, quien también es magíster en microbiología, hacer la detección del virus a través de este fluido tiene múltiples beneficios. A diferencia del procedimiento con hisopado, la prueba por CovidCheck puede ser tomada por el paciente en su propia casa, conservando el material genético de forma segura. “La muestra puede transportarse en cualquier servicio de mensajería de manejo de muestras biológicas, sin necesidad de refrigeración y con un alto grado de seguridad”, afirma García. Además, esta prueba no es dolorosa y no solo identifica la presencia del virus en la persona, sino que cuantifica el número de copias del virus en ella, y así es posible reconocer qué tanto puede llegar a contagiar este individuo a otras personas. 

Esta tecnología sigue consolidándose, y el apoyo de la Facultad de Odontología, el Hospital Universitario San Ignacio y la Dirección de Innovación ha sido fundamental para cimentar las bases del proyecto y buscar alianzas con inversores interesados en el producto. Según un estudio de mercado realizado por la Dirección de Innovación, hasta ahora no se ha encontrado nada similar a CovidCheck en Latinoamérica, razón por la que es necesario seguir madurando esta innovación para sortear la coyuntura de forma oportuna. 

 Iniciativas como esta evidencian cómo las capacidades de los grupos de investigación pueden ser aprovechadas de manera significativa para atender las necesidades del país, además de despertar en la universidad un interés por pensar sus pesquisas en futuros modelos de innovación y emprendimiento. “La academia tiene una particularidad y es que los avances presentados están basados en investigación y ya han pasado por toda clase de pruebas, por lo que están casi listos para materializarse”, dice Diana Gaviria, directora ejecutiva de Connect Bogotá.

Como esta alianza, son muchos los proyectos de desarrollo que hoy en día congregan a diferentes sectores en la búsqueda de materializar ideas que aporten al progreso, en razón de los poderosos resultados obtenidos. Al respecto, Gaitán afirma que, sin la unión de todas las organizaciones participantes, los resultados evidenciados en las convocatorias no serían los mismos. Esto ratifica la importancia del trabajo conjunto para la consolidación de lo que Fanny Almario describe como un círculo virtuoso de la innovación, en el que se juntan diferentes sectores de la sociedad para producir nuevas ideas, productos, procesos y servicios capaces de introducirse en el mercado para incrementar la productividad y la competitividad, y mejorar la calidad de vida de los ciudadanos. 

 

 

                             

‘Biofábricas’ que generan insumos para el tratamiento de enfermedades raras

‘Biofábricas’ que generan insumos para el tratamiento de enfermedades raras

En la actualidad es muy común que en plataformas digitales y en televisión se vean imágenes de científicos haciendo pruebas en sus laboratorios para representar la labor que adelantan con el fin de obtener una vacuna que contenga la propagación de la COVID-19. De la misma manera, en Colombia también hay especialistas que trabajan para obtener soluciones a otras enfermedades que aquejan a los seres humanos.

Este es el caso del semillero de investigación del Instituto de Errores Innatos del Metabolismo (IEIM) de la Pontificia Universidad Javeriana. Entre profesores, científicos y estudiantes acumulan más de 20 años investigando sobre el diagnóstico y desarrollo de nuevas alternativas terapéuticas para el tratamiento de las enfermedades que son consideradas raras debido a su baja prevalencia sobre la población en general, y cuya principal causa se atribuye a mutaciones o cambios en la información genética.

Esto quiere decir que en sus laboratorios, los especialistas analizan los cambios que se producen en los genes humanos, particularmente en la alteración de la funcionalidad de la proteína encargada de la limpieza y degradación de moléculas específicas presentes en los lisosomas de las células (que actúan como un sistema digestivo). Como muchas de esas alteraciones humanas no tienen tratamiento aún, los integrantes del semillero buscan la forma de encontrar nuevas alternativas que permitan brindar a futuro una mejor calidad de vida a los pacientes.

Una de esas opciones es la Terapia de Reemplazo Enzimático (TRE), que aprovecha la capacidad de la célula de tomar e internalizar compuestos para corregir un defecto en su interior. En este caso se modifican microorganismos para que sean productores de proteínas humanas que van a ser suministradas y captadas por las células de pacientes que no las tienen. Estas, a su vez, son transportadas hasta el lisosoma, donde trabajarán en la degradación de las moléculas que se han acumulado.

Ahí es donde los microorganismos son protagonistas. Las dos décadas de trabajo, en cabeza del doctor Luis Alejandro Barrera, hoy se materializan en la generación de unas ‘biofábricas’, es decir, unos ecosistemas de laboratorio para obtener una proteína humana a bajo costo que pueda ser empleada para el tratamiento de pacientes con Enfermedades de Depósito Lisosomal (EDL).

“Con los años se ha mantenido como una de las principales líneas de investigación del Instituto, logrando al año 2020 producir en las ‘biofábricas’ Escherichia coli (bacteria), Pichia pastoris (levadura), cuatro proteínas humanas recombinantes (llamadas técnicamente GALNS, IDS, Hex-A, Hex-B y NAGLU)”, según se explica en un documento compartido a Pesquisa Javeriana por dicho semillero y que puede descargar aquí.

semillero errores innatos (2)

Equipo que trabaja en la línea de investigación de “Herramientas biotecnológicas en Errores Innatos del Metabolismo”

La evolución del semillero

Desde la creación del IEIM en 2002, la motivación se centró inicialmente en la enfermedad de Hunter, poco conocida y de alto costo. Consiste en la acumulación de cantidades masivas de moléculas nocivas, que con el tiempo causan un daño progresivo y permanente que afecta el aspecto, el desarrollo mental, la función de los órganos y las capacidades físicas de las personas con esta afección.

Una parte fundamental del proceso era encontrar una proteína que significara una solución de bajo costo para tratar ese tipo de trastornos. En ese camino, uno de los miembros del equipo se dio a la tarea de modificar un sistema biológico de menor complejidad como la bacteria Escherichia coli e insertarle el gen de una molécula llamada IDS para producir una proteína recombinante (IDShr).

Aunque los resultados fueron alentadores porque se logró producir una proteína IDS madura y con actividad biológica, los investigadores encontraron que esta enzima no tenía todas las características propias de la proteína IDS propia de los humanos. Sin embargo, este descubrimiento no descartó a este sistema como ‘biofábrica’ para una alternativa terapéutica, pues también estimuló nuevas ideas que continuaron trabajándose.

Posterior a estos hallazgos, los doctores Henry Córdoba, Raúl Poutou y Homero Sáenz, acompañados de otros integrantes del semillero, empezaron a usar microorganismos como la levadura Pichia pastoris (K. phaffi), cuya estrategia podría ofrecerles una metodología rápida, eficiente y económica. Así lograron obtener las primeras levaduras modificadas con la información genética requerida para producir la IDShr.

Gracias a la evaluación de cultivo para mejorar la producción de la proteína, además de los procesos preliminares de purificación y estudios computacionales para conocer la estructura, lograron aumentar el volumen de obtención, caracterizar la enzima y comparar su estructura con otras proteínas de la misma familia.

Con este nuevo hallazgo, en 2009 los doctores Carlos Javier Alméciga y Alexánder Rodríguez iniciaron el proceso de producción de la enzima llamada GALNS, que podría ser utilizada como alternativa para el tratamiento de la enfermedad de Morquio A o MPS IVA, la cual se caracteriza por la estatura corta y afectación ósea grave de las personas mientras que el coeficiente intelectual es normal. Con relación a este método, continúan las investigaciones basadas en el análisis de la levadura, con el fin de lograr internar en las células una cepa que se direccione al ya nombrado lisosoma. Incluso esta nueva biofábrica continúa en estudio actualmente.

La microbióloga Angela Espejo, del Instituto, trasladó estos estudios a las gangliosidosis GM2, enfermedades lisosomales, que adicional a otros síntomas, generan alteraciones en el sistema neurológico de los niños. Los hallazgos en este campo han promovido la investigación en el efecto del tratamiento sobre el daño en las neuronas de los pacientes.

Actualmente, el semillero de investigación del Instituto de Errores Innatos del Metabolismo (IEIM) evalúa si las modificaciones realizadas por levaduras podrían tener un factor negativo sobre las células de los pacientes con Enfermedades de Depósito Lisosomal, a la vez que siguen con el análisis de nanopartículas y marcadores celulares que permitan mejorar el tratamiento y la calidad de vida de las personas que padecen los desórdenes mencionados.

Bioreactor

El biorreactor es el equipo donde se realiza la producción de las proteínas.
Avances “concretos” para vías más resistentes

Avances “concretos” para vías más resistentes

Una de las quejas más recurrentes de los ciudadanos frente al tema de movilidad es el mal estado de las vías. Este reclamo es escuchado en grandes capitales, ciudades intermedias y áreas rurales. Es una problemática que afecta gran parte de las carreteras del país. ¿Es posible construir vías más resistentes que mejoren la movilidad?

Hermes Ariel Vacca es profesor del Departamento de Ingeniería Civil de la Pontificia Universidad Javeriana y actualmente hace su doctorado en Ingeniería en el mismo centro educativo. Su proyecto de investigación se centra en aportar una solución a la movilidad a través de un material que ofrece mejores resultados para las vías vehiculares. Estos materiales son los Concretos de Ultra Alto Desempeño (UHPC por sus siglas en inglés). Son una familia de concretos de uso relativamente reciente en el mundo de la construcción.

Desde la década de los noventa, avances científicos han permitido crear materiales como estos, que son más resistentes y de mayor durabilidad. Durante los últimos años se han usado en infraestructura general: edificios y puentes en su mayoría, pero el profesor Vacca está investigando su aplicación en pavimentos.

Lo primero que hay que aclarar es qué son pavimentos para carreteras. Son estructuras de varias capas compuestas de materiales seleccionados para soportar las cargas vehiculares y las diversas condiciones climáticas. Cada vez que un vehículo pasa, los ejes (en este caso las llantas) transmiten unos esfuerzos al suelo, especialmente en los arranques y frenados. “Cada capa hacia arriba tiene mayor rigidez y condiciones mucho más acertadas de desempeño mecánico para soportar las cargas de los vehículos”, explica el investigador.

A partir de dicha situación, la rama de la ingeniería que se dedica al diseño de pavimentos debe analizar el tipo de suelo, las cargas proyectadas, condiciones ambientales y proyectar el tipo de materiales que requiere esa vía para que funcione durante un tiempo determinado.

 

Los UHPC como alternativa para rehabilitar pavimentos

Las necesidades de la infraestructura son cada vez más exigentes. Se hacen edificios más altos, puentes con más capacidad y vías que resistan mayor cantidad de vehículos y altas velocidades. Es por esto que desde hace algunas décadas se vienen desarrollando materiales de mayor resistencia. De allí surgen los concretos de ultra alto desempeño, que se diferencian de los concretos convencionales en su composición y comportamiento mecánico.

De forma general, los concretos se componen de mezcla de agregados naturales, procesados o artificiales, agua y algunos aditivos que le dan características específicas dependiendo las necesidades de la obra. En un concreto convencional, los materiales de la mezcla suelen tener un tamaño de hasta dos centímetros y se usa más cantidad de agua. Los UHPC usan materiales mucho más finos que permiten mayor compactación. En estas mezclas los agregados son arenas tienen tamaños de máximo un milímetro. Adicionalmente requiere menos agua porque se agrega un aditivo súperplastificante que hace que toda la mezcla sea más fluida.

 

Los resultados

La investigación doctoral del profesor Vacca va en su cuarto año y muestra mejores rendimientos de este tipo de concreto cuando se compara con uno convencional. Una de las principales características es su resistencia a la presión y en este aspecto el UHPC lo demuestra. “Un concreto convencional puede tener una resistencia a la compresión entre 20 y 30 megapascales (unidad de medida para calcular cimentaciones y secciones resistentes en estructuras)”, explica el investigador. Adiciona que “cuando hablamos de un UHPC, hoy en día puede tener un valor de 150 megapascales (MPa) de resistencia, que es un comportamiento mecánico mucho más avanzado.” agrega.

Por ejemplo, las losas del sistema de transporte Transmilenio pueden tener en promedio unos 30 centímetros de espesor y un módulo de rotura del orden de 4.0 o 4.5 megapascales. Con los UHPC se cuadruplica este valor, es decir, 16 o 20 MPa de resistencia a la flexión. Esta investigación propone sustituir parte de la última capa del pavimento (llamada de rodadura) e instalar una sobrecarpeta de UHPC buscando aumentar la vida útil del pavimento.

“Nosotros venimos instalando entre tres y cinco centímetros de UHPC, que es un espesor óptimo en las diferentes pruebas que hemos hecho a lo largo de esta investigación”, detalla el especialista. Agrega que “si ya tienes de entrada una resistencia mecánica muy alta y durabilidad, seguramente tu desempeño mecánico en función del tiempo va a ser mucho mejor y va a soportar un mayor volumen de vehículos”.

Según el estudio, estas sobrecapas podrían aumentar en gran medida la vida útil de las vías pues es un material que soporta mejor el paso de los vehículos y hace más lejanos los periodos de arreglo. “El mantenimiento o rehabilitación de pavimento consiste en quitar parte de la capa de rodadura del existente y poner una nueva, que puede durar uno o dos años. Al comparar la metodología convencional con esta nueva, estamos buscando aumentar la vida de servicio de ese pavimento. Que no se tengan que hacer intervenciones cada dos o tres años, sino en lo posible buscar diez o más años”, complementa.

En términos de precio, si se comparan los valores iniciales, usar UHPC puede ser dos o tres veces más costoso que un concreto convencional. Sin embargo, para el investigador se debe hacer otro análisis para ver el valor agregado de esta propuesta. “Si se evita realizar una intervención que comúnmente se hace cada dos años, ahora se puede extender a 10 años, el beneficio no es solamente para el constructor sino también para el usuario”, sostiene Vacca. Además manifiesta que a pesar de la diferencia de precios, la durabilidad del material y su desempeño mecánico lo hace competitivo frente al concreto convencional.

Si bien podría ser una alternativa para las vías del país, Vacca todavía no lo ve como una opción global. “Si una comunidad tiene vías con bajos volúmenes de vehículos, yo diría que esta no es la solución. Quizás con la misma inversión podría pavimentar tres vías más. Pero si son vías de altos volúmenes vehiculares, por ejemplo, las hoy denominadas de cuarta o quinta generación, y que no se puede estar cerrando cada año o cada dos años para hacer una intervención, es ahí donde entra a funcionar este material”, reitera.

En el marco de esta investigación se han hecho pruebas en laboratorio y a escala real de este material, y se han instalado secciones de prueba en Medellín y Girardota (Antioquia) y en Facatativá (Cundinamarca). Adicionalmente, está en curso la construcción de un laboratorio-equipo de pista en los laboratorios de ingeniería de la Javeriana. Este es una fosa de diez metros de largo por cuatro de ancho y cuatro de profundidad, que permite hacer simulaciones de suelo y estructuras de pavimento y validar el desempeño de nuevos materiales en la construcción. En el país sólo hay dos laboratorios de este tipo.

Si bien el profesor Hermes Vacca sostiene que estas aplicaciones de concretos son recientes, reconoce que aún faltan ajustar detalles para que pueda pasar del laboratorio a la vida real. “Hay que capacitar al personal, calibrar los equipos para optimizar los procesos. Todo esto es nuevo, pero estamos a la vanguardia de cómo se está haciendo en otros países y estamos sacando provecho a los nuevos equipos que ha traído la universidad”, concluye. A finales de este año se espera que se puedan iniciar las evaluaciones de pavimentos en el equipo de pista.

 

*Esta investigación es financiada por el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Investigación, y en ella participan la Pontificia Universidad Javeriana y la empresa Argos.

Proteína bovina, esperanza para combatir cáncer e infecciones

Proteína bovina, esperanza para combatir cáncer e infecciones

Leche para el café, una malteada, un jugo o un postre. Ese líquido, tan importante en la cocina y para diversos sectores de la economía, es así mismo bien ponderado en los laboratorios de investigación. Gracias a las proteínas que se encuentran en su composición química, se están generando soluciones para contrarrestar el cáncer y las infecciones.

Así lo demuestra un estudio en el que participan investigadores de la Pontificia Universidad Javeriana y la Universidad Nacional de Colombia. Tres años de trabajo conjunto se traducen en la obtención de un péptido (porciones pequeñas de las proteínas) que con modificaciones químicas puede matar o controlar hongos y tumores.

Las proteínas utilizadas por este grupo de científicos provienen de la lactoferricina bovina. De acuerdo con ellos, la lactoferricina de vaca se asemeja en un 90 % a la humana, por lo que este líquido es muy versátil para sacar compuestos antitumorales y antibióticos que beneficien a las personas con enfermedades como el cáncer de seno o infecciones por hongos.

“Hay una serie de variaciones en este tipo de cáncer que son muy resistentes a los procedimientos actuales; otros son más fáciles de tratar, pero hay que tener en cuenta los efectos colaterales de la quimioterapia, que son muy grandes”, explica la bacterióloga Claudia Marcela Parra Giraldo, coinvestigadora de este proyecto. “Encontrar un método de gran cobertura y dirigido solo hacia las células tumorales sería ‘eureka’, es poder matarlas y dejar las células buenas para que sean capaces de restablecer el sistema”.

Ahí radica la importancia del desarrollo de los péptidos, que mediante transformación química podrían tener una forma selectiva de aniquilar los tumores y los hongos, con menos efectos, porque provienen de seres vivos.

 

El proceso en el laboratorio

Los hongos comparten el diseño estructural de las células humanas, por lo que analizarlos en varias pruebas de laboratorio permite, en el camino, hacer la búsqueda de los efectos antitumorales y antifúngicos. Por eso, la evaluación de los péptidos ha potencializado ambos grupos.

Los especialistas de la Universidad Nacional hacen los péptidos en recipientes de laboratorio, cuyas condiciones de pH y temperatura son ajustadas previamente para que se produzcan las reacciones químicas. Estos péptidos se van tejiendo por medio de enlaces químicos. Luego, esas uniones se evalúan a través de diversas pruebas, entre las que se incluyen varios equipos. Uno de ellos es el llamado HPLC, que verifica si los péptidos se obtuvieron, así como su pureza.

Si todo ese proceso funciona, se inician las pruebas biológicas. En ellas el primer paso es comprobar que estos péptidos no sean hemolíticos, es decir, que no rompan los glóbulos rojos, porque la mayoría se adhiere a las membranas biológicas. Posteriormente, se evalúa la toxicidad para células normales y, finalmente, el efecto en cultivos tumorales y hongos.

 

Un grupo de universidades bogotanas comparte sus capacidades y conocimientos sobre los microorganismos para combatir enfermedades como el cáncer.

 

Para el caso del trabajo con hongos, Parra explica que en una placa, no más grande que una mano, se ubican 96 ‘pocillos’. En cada uno se coloca un elemento fúngico en una concentración equilibrada y se utiliza un equipo que lo agita permanentemente para garantizar su crecimiento. Dicho aparato también va leyendo la cantidad de partículas que aumentan su tamaño. Si el péptido es exitoso, los hongos de la muestra se mueren o no crecen más, algo que se realiza paralelamente en placas con pocillos más grandes, y mediante microscopía y citometría de flujo (tecnología de láser) se evalúa el efecto antitumoral. Los dos grupos cuentan con estudiantes de doctorado compartidos, que aprenden de manera transversal sobre química, química farmacéutica, microbiología, y biología celular y molecular.

En cuanto al desarrollo de antifúngicos, se buscan terapias que controlen el crecimiento de hongos, más que su eliminación total. “Muchas veces los microorganismos no son peligrosos si se controla su crecimiento y cantidad. Arrasar completamente con aquellos que estén naturalmente en el cuerpo abre la puerta para que ingresen otros nuevos. Y de los nuevos no se conoce nada. Ahí es mejor malo conocido que bueno por conocer”, explica Parra, quien además cuenta con un doctorado en parasitología y microbiología.

 

Lo que viene

Estos científicos están migrando hacia una nueva fase de la investigación, en colaboración con la Universidad de los Andes. Actualmente se encuentran diseñando ensayos con peces cebra. “Estos peces se pueden infectar con células tumorales y hongos, y como son transparentes, uno puede hacer el seguimiento por microscopio de la actividad del péptido. Luego se les hacen estudios de patología para observar los cambios de las células que se colocaron”, detalla la bacterióloga.

Aunque falta mucho camino para cumplir con el objetivo de materializar la investigación en la fase clínica, los científicos asumen con paciencia el paso a paso de una exploración de este tipo. Si los análisis son exitosos, pasarían de experimentar con peces a con ratones. Después de eso, podrían continuar su iniciativa con biopsias de humanos. Para Parra, en esta investigación se logró formar una comunidad académica multidisciplinaria compuesta por especialistas y más de 30 estudiantes, que ya van mostrando resultados para el avance de la ciencia colombiana. Además de encontrar alternativas para hacer frente a infecciones por hongos multirresistentes, también trabajan en otros tipos de cáncer.

 

Para leer más: Barragán Cárdenas, A. et al. (2020). Selective cytotoxic effect against the MDA-MB-468 breast cancer cell line of the antibacterial palindromic peptide derived from bovine lactoferricin. Recuperado de https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/ra/d0ra02688c#!divAbstract


 

TÍTULO DE LA INVESTIGACIÓN: Desarrollo de un medicamento contra el cáncer de mama basado en un péptido polivalente derivado de la LfcinB: estudio de la fase preclínica (fase cero), caracterización fisicoquímica de un lote del fármaco para estudios preclínicos INVESTIGADORES PRINCIPALES: Javier García Castañeda y Zuly Rivera-Monroy
COINVESTIGADORES: Andrea Barragán-Cárdenas, Maribel Urrea-Pelayo, Víctor Alfonso Niño-Ramírez, Adriana Umaña-Pérez, Jean Paul Vernot, Claudia Marcela Parra Giraldo, Ricardo Fierro-Medina
Facultad de Ciencias, Universidad Nacional de Colombia Facultad de Medicina, Departamento de Ciencias Fisiológicas, Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ciencias, Pontificia Universidad Javeriana PERIODO DE LA INVESTIGACIÓN: 2016-2020

 

 

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La genética: clave para mejorar la sostenibilidad alimentaria

La genética: clave para mejorar la sostenibilidad alimentaria

El arroz que usted sirve en una bandeja paisa y que está presente en la mayoría de los almuerzos ejecutivos podría tener un trasfondo genético que tal vez no conoce. De la misma forma, el azúcar que le pone al café, con el que endulza el jugo y que proviene de la caña de azúcar, podría venir de estudios especializados que mejoran su calidad. Precisamente, sobre esos dos aspectos trabajan científicos colombianos.

Según la Federación Nacional de Arroceros (Fedearroz), en 2019 la producción nacional de este cereal fue de 2,2 millones de toneladas al año en promedio, lo que significa que 42 kilos de arroz terminaron en la mesa de cada colombiano. Mientras que, en el caso del azúcar, su producción alcanzó poco más de 2,2 millones de toneladas en el mismo año, de las cuales 1,7 millones de toneladas se destinaron para el consumo nacional, según Asocaña, es decir, lo equivalente a 35 kilos por persona Al evidenciar la importancia de estos dos alimentos en la dieta nacional y con el fin de promover la investigación y la innovación científica en el país, la Pontificia Universidad Javeriana, sedes Cali y Bogotá, avanzan en la implementación del proyecto Optimización Multiescala In-silico de Cultivos Agrícolas Sostenibles (Omicas).

Se trata de una investigación que en 2018 ganó el programa Colombia Científica como parte de la Segunda Convocatoria de Ecosistemas Científicos del actual Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación. Desde ese momento, la Universidad Javeriana sede Cali como entidad ancla, junto a 16 instituciones de educación superior, centros de investigación en agricultura y la industria, se han centrado en transformar los componentes genéticos del arroz y de la caña de azúcar. Esto, para producir semillas resistentes al cambio climático, con mejor rendimiento durante los periodos de cosecha, y que contribuyan a disminuir la emisión de gases de efecto invernadero.

Andrés Jaramillo-Botero, Doctor en ingeniería de la Universidad Politécnica de Valencia en España y director científico del programa Ómicas, reconoce que la selección de estos dos productos para el estudio se debe a que en el caso de la caña de azúcar “todavía no existe un genoma completo y eso representa un reto desde un punto de vista del análisis y función de sus genes”, mientras en el caso del arroz “sí existe un genoma completamente secuenciado, permitiendo así la anotación de genes y experimentos de genómica comparativa y funcional con otras plantas”, detalla.

Genoma: es la totalidad del material genético (secuencia de ADN que define el conjunto de instrucciones de ensamble de un organismo vivo) que posee un organismo o una especie en particular.

 

Ómicas, una investigación de carácter agrícola

Para transformar los componentes epigenéticos, genéticos, metabólicos y proteicos del arroz y de la caña de azúcar, y garantizar la producción de semillas con un mejor rendimiento en los periodos de cosecha, el programa Ómicas fue dividido en siete proyectos que asumen retos independientes pero articulados entre sí. Hoy, luego de llegar al final del segundo año de implementación del Programa y con el propósito de ser sostenible después de cinco años, Jaramillo-Botero comparte a Pesquisa Javeriana los resultados que han obtenido hasta el momento:

El desarrollo de nuevas herramientas bioinformáticas para la clasificación de genes y sus funciones tanto en arroz como en caña de azúcar; la fabricación de un sensor electroquímico que mide la concentración de iones de aluminio en suelos ácidos, los cuales afectan el desarrollo normal de una planta, y la caracterización de la estructura molecular de una proteína de membrana celular denominada GCR1, que podría jugar un papel central en la señalización y respuesta ante estrés de los cultivos, particularmente el arroz.

Asimismo, Jaramillo-Botero señala que el equipo de investigación ha desarrollado e implementado múltiples técnicas para la clasificación de los cultivos de arroz y caña de azúcar, mediante drones, estaciones fijas y móviles en tierra para determinar la biomasa de los cultivos, el contenido de nitrógeno en las hojas, las variables atmosféricas y de suelo que inciden en la productividad de las cosechas. Adicionalmente, a la fecha, el programa ha identificado genes en el arroz que otorgarían resistencia al Virus de la Hoja Blanca, así como genes que amplían la tolerancia de este grano ante cambios en radiación solar, afectando su proceso de fotosíntesis y toxicidad por aluminio.

Por el momento, el programa Ómicas se encuentra en la clasificación de las diversas variedades de caña de azúcar debido a su aporte a la emisión de Gases de Efecto Invernadero (GEI), lo que incide en el cambio climático, para posteriormente identificar los genes que podrían regular dichas emisiones. Con estos resultados y los retos en investigación que todavía quedan por cumplir, los investigadores javerianos esperan alcanzar la meta inicial del proyecto: aportar, mediante las variedades agrícolas de arroz y de caña de azúcar, a la seguridad alimentaria y sostenibilidad productiva del agro a nivel mundial.

Si desea conocer más sobre este proyecto, ingrese aquí.


 

* Las instituciones aliadas del programa son: Pontificia Universidad Javeriana (Cali y Bogotá), Universidad ICESI, Universidad de los Andes, Universidad de los Llanos, Universidad de Ibague, Universidad del Quindio, Instituto Tecnológico de California (Caltech, USA), Universidad de Illinois en Urbana (UIUC, USA), Universidad de Tokio (Japón), Universidad de Ghent (Bélgica), Instituto Nacional de Agricultura Botánica (Cambridge, Reino Unido), Centro Internacional de Agritcultura Tropical (CIAT), Centro de Investigación en Caña de Azúcar (Cenicaña), Federación Nacional de Arroceros (Fedearroz), Hi-Tech Automation, Intelecto SAS. Desde su constitución, el programa viene consolidando nuevas colaboraciones nacionales e internacionales, con centros de investigación extranjeros (ej. CIRAD e IRD en Francia), así como con empresas nacionales e internacionales (ej. CNX/Manglar).

 

Hass…ta la vista, plaga del aguacate

Hass…ta la vista, plaga del aguacate

El pasado 8 de julio el país recibió la noticia sobre la llegada a China del primer cargamento colombiano de aguacate Hass. Y aunque imperceptible para muchos, con este hecho también surge la necesidad de garantizar la calidad de este producto tipo exportación. 

Investigación javeriana demuestra que un inofensivo gusano para los humanos puede erradicar dos tipos de plagas que afectan los cultivos de esta fruta. 

El cubrimiento de la nueva demanda sobre el aguacate Hass ha ocasionado la extensión del área de monocultivos en Colombiaproliferando también sus plagasEl cumplimiento de los estándares y normas internacionales en lo que respecta a tiempos, niveles y calidades de producción para la exportación, está llevando a que los agricultores prefieran el uso de agroquímicos en el control de plagas, siendo conscientes de las consecuencias que esto trae a largo plazo en el suelo, las fuentes hídricas y el consumo.

Pulguilla - Picudo
Pulguilla – Picudo

Soluciones para los cultivadores 

Sin embargo, existen otras formas de realizar controles biológicos a las plagas siendo menos agresivos con el medio ambiente y fomentando la implementación de cultivos orgánicos más productivos”, explica Natalia Wilches-Ramírez, bióloga de la Pontificia Universidad JaverianaEn estos cultivos libres de químicos se realizan manejos integrales de plagas (MIP) que monitorean permanentemente la plaga y que la controlan con diferentes estrategias culturales, químicas, biológicas, físicas y mecánicas, 

En el municipio de Pasca, Cundinamarca, esta bogotana recolectó material biológico de un cultivo orgánico de aguacate Hass afectado por dos insectos conocidos como ‘EPicudo (Pandeleteius cinereus) y ‘LPulguilla (Epitrix cucumeris) 

“En plantas jóvenes estos insectos-plaga afectan el follaje y los cogollos, ocasionando defoliación y reduciendo el área fotosintética de las hojas, causando inhibición del crecimiento y desarrollo vegetalEn las plantas adultas pueden afectar el fruto, ya que dentro de estos sucede una parte de su ciclo de vida como insecto”, complementa Wilches-Ramírez. 

Plaga - hojas

Las muestras biológicas de los insectos – plaga identificados en el cultivo fueron llevadas a condiciones controladas de laboratorio y expuestas a ocho cepas de un grupo de gusanos que tienen capacidad de infectar únicamente los insectos.  

Estos invertebrados, conocidos como nematodos entomopatógenos (Nep), previamente aislados y recogidos en zonas con diferentes alturas, temperaturas, humedades y suelos, demostraron tener unas gran capacidad de acabar con ‘EPicudo y ‘LPulguilla presentes en las plantas de aguacate.

Nematodo entomopatógeno
Nematodo entomopatógeno

Al no encontrar más individuos que parasitar terminan su ciclo de vida sin generar impactos sobre los frutos. Aunque se introduce una especie, es una endémica de nematodo que no altera el ecosistema”, asegura la investigadora.

Pulguilla - paracitada
Pulguilla paracitada

Entre los síntomas que permitieron identificar que precisamente los gusanos entomopatógenos fueron los agentes causantes de la muerte de las plagas mencionadas en las pruebas de laboratorio, se encontró el cambio de pigmentación de los insectos, la poca movilidad en los adultos, la ausencia de olor putrefacto y la disolución de los tejidos internos.  

Una vez identificados los nematodos entomopatógenos óptimos para realizar el control biológico en los cultivos de Hass, el siguiente paso fue multiplicar masivamente estas cepas de gusanos para luego ser aplicados con diferentes técnicas en los cultivos, todo esto como parte de un manejo integral de plagas.  

La idea del control biológico es encontrar el equilibrio entre la producción de los cultivos y la presencia de insectos-plaga por planta. Los agroquímicos eliminan todo, hasta los organismos beneficiosos para los cultivos. Este control biológico a partir de nematodos entomopatógenos surge en la actualidad como alternativa o en otros casos como complemento a la utilización de agroquímicosconcluye Wilches-Ramírez. 

Según cifras reveladas por Mincomercio, en los primeros cuatro meses del año el aumento en las exportaciones de esta fruta fue del 21% con respecto al mismo periodo de 2019. Es un incremento significativo teniendo en cuenta que un cultivo de Hass se demora aproximadamente cuatro años en comenzar a dar una producción mínima y por lo menos siete para garantizar estabilidad, por lo que este tipo de soluciones científicas pueden optimizar y dar mejores rendimientos a los cultivadores.

Áreas para restauración ecológica en Colombia, ¿se está haciendo lo correcto?

Áreas para restauración ecológica en Colombia, ¿se está haciendo lo correcto?

Hace varias semanas, en el departamento de Casanare, el Ejército colombiano arrojó 8.000 semillas desde un helicóptero con el propósito de que se conviertan en árboles, en áreas que posiblemente, según expertos, son sabanas. A pesar de que este tipo de acciones sin base científica para la recuperación de los bosques parecen ser recurrentes en el país, varios investigadores proponen una estrategia para la restauración de ecosistemas en estado crítico y de baja productividad.

El profesor Andrés Etter Rothlisberger, del departamento de Ecología y Territorio de la Facultad de Estudios Ambientales y Rurales de la Pontificia Universidad Javeriana, es el director del equipo de cinco investigadores que analizaron diversos territorios de las jurisdicciones de las Corporaciones Autónomas Regionales (CAR). En el estudio proponen áreas prioritarias para la restauración basadas en los ecosistemas críticos que identificaron en la aplicación de la Lista Roja de Ecosistemas de Colombia, un protocolo de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN).

Este científico explica que desde la década del setenta debido al crecimiento de la población del país y sus demandas, se produjo una aceleración de la expansión de la frontera agrícola, la urbanización y la intensificación de los cultivos, que ha puesto en riesgo a muchos ecosistemas a punto de desaparecer.  “El estudio identifica que los ecosistemas secos ubicados en el Caribe y en ciertas zonas de los valles interandinos son los más afectados por los procesos de intervención. En esas zonas se ha mantenido una mayor presión histórica y con una mayor población”, agrega.

Aunque en Colombia se habla permanentemente de la deforestación, no hay que olvidar que otros ecosistemas como las sabanas, los humedales y los páramos también están sufriendo procesos de degradación que van en aumento y también deben ser parte de las iniciativas de recuperación de los espacios naturales.

La clave de la propuesta

El área intervenida que abarca la frontera agrícola es hoy de cerca de 40 millones de hectáreas, una cifra muy alta si se mide por habitante. De acuerdo con los análisis hechos, en estas áreas se podrían ejecutar procesos de restauración, entendida como un proceso de recuperación del territorio a su estado original, antes de ser transformado. “Hay que centrarse en ecosistemas en estado crítico y que tengan baja productividad. Generalmente son áreas de ganadería, improductivas y con baja generación de ingresos. Las áreas que cumplen con esas condiciones son más de seis millones de hectáreas, que deben ser una prioridad. Es importante que el costo de oportunidad de éstas sea el menor posible, para evitar competir con otros usos. Para esto es importante buscar áreas que estén lejos de las carreteras, pues uno de los factores que más incide en el costo de la tierra es la accesibilidad”, manifiesta Etter.

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Este mapa muestra en color rosado cuáles serían los terrenos de baja productividad en Colombia que podrían ser objeto de restauración

 

Otro de los aspectos importantes que se tuvieron en cuenta para identificar las áreas prioritarias para la recuperación de los ecosistemas es encontrar terrenos con suelos que no estén demasiado degradados porque si lo están, la probabilidad de que se restauren es mucho más difícil y costosa. También se tuvo en cuenta la cercanía a las áreas naturales y las fuentes de agua, porque así es más fácil que lleguen semillas por dispersión natural y así acelerar el proceso de la restauración.

Sin embargo, para que estas superficies puedan restaurarse efectivamente, necesitan tener recursos disponibles, entre ellos los presupuestos que tienen destinados las CAR para estos fines. Según cifras que maneja Etter y su equipo de trabajo, estas instituciones pueden tener entre 20 y 30 millones de dólares anuales para invertir en restauración y conservación, lo que en su concepto no es suficiente para dar solución a esta problemática. El estudio muestra que entidades ambientales de seis regiones del país (Cortolima, Corpamag, Cam, Corpocesar, Corporinoquia y Corantioquia) tienen cada una más de 400 mil hectáreas identificadas como prioritarias para ser restauradas.

 

Restauración pasiva, más barata y efectiva

Un apartado del estudio científico examina el Plan Nacional de Restauración que aplica el gobierno colombiano. Al comparar los objetivos de las estrategias, la ruta estatal habla de recuperar 24 millones de hectáreas mientras que en este análisis propuesto se habla de algo más de 5 millones 950 hectáreas. Sorpresivamente, en ambas apuestas solo coinciden el 12% de los territorios, siendo la del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible muy extensa, que no tiene suficientemente en cuenta los ecosistemas en riesgo, los usos actuales de la tierra y sus costos de oportunidad, dice Etter.

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Este mapa muestra en amarillo y naranja las áreas que según el estudio tienen alta prioridad para ser restauradas. En morado, las que considera el Gobierno como objeto de recuperación.

 

“Hay dos modalidades generales para restaurar áreas degradadas. La activa es la de ir y sembrar especies para acelerar la restauración. La pasiva consiste en aislar el área del ganado y de actividades humanas, para que la misma naturaleza se encargue de hacer ese proceso. Como lo mostramos en la introducción y en la discusión, hay estudios que han demostrado que por costos es lo más efectivo que hay. La regeneración natural que ocurra en las áreas protegidas es la mejor restauración”, manifiesta.

También menciona que muchos estudios a nivel mundial han confirmado que en general los procesos de restauración activa basados en la siembra de árboles (El gobierno Duque tiene la meta de sembrar 180 millones de plántulas) tienden a ser mucho más costosos. Por eso, es radical en afirmar que la restauración tiene tanto de biología, como de ecología y economía. “En este país hay grandes extensiones de usos ganaderos improductivos que no tienen sentido. Se podría ir a esas áreas y reconvertirlas para que garanticen la recuperación de la biodiversidad y los servicios ecosistémicos”, complementa Etter.

Según este artículo (publicado en la revista especializada Land and Policy), la contribución de este estudio es que define las áreas claves para hacer la restauración en Colombia, lo que les da herramientas de planeación y ejecución a los tomadores de decisiones. Un siguiente paso es el de analizar en mayor detalle estos territorios, en especial en términos de propiedad y tenencia, y de valorar los costos de oportunidad para dimensionar las inversiones.