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04 de enero de 2018

En el área de las energías renovables, las celdas solares de silicio son las más comunes pero también las más costosas. Uno de los retos científicos es elevar su eficiencia y crear nuevos materiales que sustituyan a este elemento. Una de las técnicas empleadas tanto para la creación de celdas solares, como para la miniaturización en la electrónica, es el spray pirólisis.

David Mora Herrera, egresado de la Facultad de Ingeniería de la BUAP y estudiante de posgrado en Ciencias de Materiales en el Instituto de Física Luis Rivera Terrazas (IFUAP), desarrolló un prototipo que realiza la síntesis de materiales nanoestructurados con esta técnica, para su aplicación en celdas solares, con la asesoría del doctor Martín Salazar Villanueva.

Su trabajo, con el que obtuvo el título de ingeniero mecánico, le permitió crear a partir de elementos sencillos y económicos una herramienta que genera películas delgadas, necesarias para fabricar celdas solares ecológicas sensibilizadas con tintes a base de frutos rojos.

El doctor Martín Salazar aclaró que la pirólisis es conocida desde el siglo pasado, pero la contribución del estudiante es que su prototipo representa una tecnología simple, económica y eficaz, compatible con las condiciones de cualquier laboratorio de investigación que busque un mecanismo sencillo para crear películas delgadas de óxidos conductores transparentes.

“Tras desarrollar el prototipo, el alumno tuvo que hacer un estudio óptico, electrónico y estructural de estas películas de óxido de titanio, óxido de zinc y óxido de estaño, para ver cuál era la más estable. Esto a través de simuladores solares que arrojan datos de la eficiencia de la celda, que en su caso logró un 6 por ciento, en comparación con algunas celdas comerciales que tienen parámetros de 15 por ciento y 22 por ciento, en el caso de las celdas de silicio”.

El doctor Martín Salazar destacó que el diseño y ejecución del prototipo que sí funciona, permite un ahorro considerable, ya que en el mercado el equipo es costoso, mientras que el estudiante lo generó con materiales reciclados que no superan los 4 mil pesos.

Mecanismos sencillos para soluciones prácticas

La maquinaria que construyó Mora Herrera consta de tres partes: un nebulizador donde se genera la nube con los compuestos activos; el control de temperatura donde se colca el material, que en este caso es el vidrio o sustrato; y el mecanismo de transporte que pueden ser tubos de PVC o mangueras, los cuales dirigen la “neblina” del nebulizador hacia el sustrato.

El investigador explicó que en el reactor (nebulizador) se colocan las sustancias, como el óxido de zinc, mezclado con el flúor y así se genera el spray. Esta combinación se deposita en el vidrio donde se hace la combinación a través de las gotas que modifican su temperatura al tocar la superficie. Así se forma una película delgada a decenas o centenas de nanómetros, la cual se ventila para que pueda fijarse en forma monodispersa.

“Simplificó el sistema utilizando un nebulizador donde fueron colocados los precursores para su mezcla. Posteriormente recurrió a tubos de PVC y midiendo la distancia y el ángulo cada minuto logró controlar el depósito de las gotas y por lo tanto el ancho de la película en el sustrato”, explicó Martín Salazar.

El propósito inicial

Por su parte, David Mora explicó que una vez que se depositó la película en el vidrio y se vuelve conductora, se le añade otra película de óxido de titanio, sensibilizada con tinte a base de jugo de cerezas y moras. Después colocó encima otro vidrio conductor para obtener la eficiencia.

El interés para desarrollar este prototipo, reconoce David Mora, fue que su proyecto de tesis se centraba en el diseño de una celda solar ecológica, pero observó que se llevaría mucho tiempo para depositar una película delgada con los métodos utilizados en el laboratorio.

Después pensó en comprar el sustrato con la película incluida, sin embargo el precio era elevado y decidió finalmente diseñar un equipo que le permitiera replicar la técnica del spray pirólisis.

“Cuando hacia mi tesis, yo quería hacer una celda solar y para eso necesitaba comprar uno de los vidrios conductores para saltarme la parte de hacer el depósito del material, pero era muy caro, alrededor de 7 mil pesos la pieza, entonces me surgió la idea de crear mi propio mecanismo para depositar la película y así poder crear una celda solar”.

Reconoció que aunque su eficiencia es menor, con otros reactivos podría incrementarse. De esta forma creó películas delgadas de 1 x 1.2 cm que pueden emplearse en cualquier tamaño y tipo de vidrio, incluso sobre silicio, cuarzo u otro tipo de material.

Al generar un vidrio conductor transparente, compuesto por óxido de zinc y óxido de estaño, elementos que hacen que en vez de ser un aislante sea conductor, fue sometido a un proceso muy sencillo para darle color.

“Lo que se hace es añadir una capa de óxido de titanio y posteriormente se sensibiliza con un tinte, que puede ser muy caro, pero también se obtiene de pigmentos de frutas. En mi caso utilicé jugo de moras y cerezas para sumergir la película y colorearla, porque entre más oscura sea la película más captación solar tendrá”, explicó el estudiante de posgrado.

Posteriormente se le agrega una solución de electrolito para que haya un intercambio de electrones y no se pierda la conductividad de la celda solar y una vez que se ensambla hay que caracterizarla; es decir, calcular su eficiencia.

Una eficiencia óptima en celdas de silicio está en 22 por ciento, pero también hay otras celdas que llegan a 15 por ciento, señaló Mora Herrera. Sin embargo, la comunidad científica también ha experimentado con nanopartículas de oro para triplicar su eficacia.

“El prototipo funciona pero el grado de eficiencia depende más bien del tipo de materiales que se emplean. La tendencia en general es innovar con materiales semiconductores en la creación de energías renovables”, finalizó David Mora.

Su aportación generó una solicitud de patente e invención por parte de la BUAP bajo el código de identificación OCT-2016-019, además de la publicación de un artículo en una revista de la editorial internacional Elsevier.

Fuente: buap.mx

03 de enero de 2019

Las fobias son un tipo de trastornos de la ansiedad, que tienen repercusiones negativas en la vida diaria de las personas, como sentimientos de inferioridad y culpa, autoestima baja, aislamiento y depresión.

“No son trastornos psiquiátricos graves, sino un conjunto de síntomas desproporcionados de autodefensa, que se manifiestan ante un suceso u objeto en particular. Aunque sean conscientes de que su miedo no representa peligro, quienes padecen fobias sufren de palpitaciones aceleradas, problemas de respiración, deseos de huir y pérdida de control”, dijo Diana Patricia Guízar Sánchez, académica de la Facultad de Medicina (FM) de la UNAM.

Por ejemplo, si aparece un animal, un objeto o situación que produzca fobia, la persona afectada buscará alejarse sin razonar de qué manera lo hará, ni medirá los riesgos.

De acuerdo con el Instituto Nacional de Psiquiatría, refirió la universitaria, las fobias son el diagnóstico psiquiátrico más frecuente tanto en niños como en adultos: entre siete y 12 por ciento de la población general en México las padece.

Se trata de un mecanismo de huida que se enciende en el cerebro primitivo. “El sistema de defensa se activa, pero el de planeación no, situación que puede ser riesgosa porque en un ataque de fobia la gente puede salir corriendo y cruzar la calle sin precaución”, ejemplificó.

Surgen por experiencias traumáticas o por transmisión genética. “Desde el punto de vista psicológico, un evento traumático podría desencadenarlas. Desde el aspecto biológico, ocurren por predisposición: si hay antecedentes familiares de ansiedad o depresión, se tiene más susceptibilidad a desarrollar fobias”. No obstante, aún no se conocen todos los mecanismos implicados.

Es amplia la lista, y las más comunes son: la aracnofobia (miedo a las arañas), aerofobia (temor a viajar en avión), agorafobia (a los espacios abiertos), cinofobia (a los perros), tripanofobia (a las inyecciones), claustrofobia (a los espacios cerrados) y glosofobia (a hablar en público), entre otras.

¿Por qué no acudimos al médico?

Existen algunas fobias que afectan mínimamente a las personas, pero otras, como la fobia social, perjudican gravemente la calidad de vida.

De acuerdo con la Encuesta Nacional de Psiquiatría, sólo cuando la fobia se asocia a otro trastorno de ansiedad o afectivo (depresión) que pudiera generar problemas sociales o familiares, la gente acude a los servicios médicos, pero también porque tiende a restarle valor a los miedos.

El tratamiento para una fobia es la terapia de exposición y la psicoterapia específica. No es necesario tomar medicamentos, pero si se deja pasar mucho tiempo antes de iniciar un tratamiento, es probable que ya se hayan desencadenado otros trastornos, concluyó.

Boletín UNAM-DGCS-002/2019

03 de enero de 2019

Entre las principales causas de muerte en el país se encuentran la diabetes y enfermedades cardiovasculares. La primera con 7 millones de casos y 400 mil nuevos al año, mientras que la segunda con 289 muertes al día. Ambas están estrechamente ligadas. Una investigación del doctor Roberto Berra Romani, de la Facultad de Medicina de la BUAP, contribuye a conocer los mecanismos moleculares implicados en las alteraciones vasculares causadas por la diabetes mellitus, lo que podría conducir a desarrollar nuevos tratamientos, prevención y diagnóstico de los problemas del corazón.

Las personas con diabetes tienen un aumento de 2 a 3 veces en la probabilidad de padecer males cardiovasculares. Aunque existen estudios sobre los efectos avanzados de este trastorno metabólico en el sistema cardiovascular, se desconocen de forma precisa los mecanismos moleculares por los cuales la diabetes, en etapas tempranas de la enfermedad, ocasiona este daño en los vasos sanguíneos.

Para descifrarlo, el doctor Roberto Berra Romani, profesor investigador de la Facultad de Medicina de la BUAP, obtuvo células de músculo liso y células endoteliales de las arterias de modelos animales con diabetes mellitus tipo 2 y midió los niveles de calcio intracelular. En esta medición comparada con la del grupo control, el académico observó una disminución en la entrada de este ión, al igual que en su recaptura dentro del retículo endoplásmico, lo cual ocasionaría una alteración en la función de estas células.

Dependiendo de su concentración, el calcio intracelular permite la contracción o relajación del músculo liso vascular y la liberación de sustancias vasoconstrictoras o vasorrelajantes por parte del endotelio vascular.

Las alteraciones en el manejo del calcio intracelular encontradas por el grupo de investigación del doctor Berra podrían explicar el mecanismo por el cual la diabetes mellitus causa daños en la función de los vasos sanguíneos que favorecen el desarrollo de hipertensión, deficiencia en la capacidad de reparación del daño vascular y la aterosclerosis, todas estas complicaciones ampliamente documentadas en pacientes diabéticos.

Por ejemplo, una disminución en la entrada de calcio del medio extracelular en células endoteliales causa una reducción en la producción de óxido nítrico por parte de estas células, lo que resulta en una contractilidad del músculo liso vascular aumentada y finalmente una hipertensión arterial. En adición, una reducida producción de óxido nítrico puede explicar la falta de reparación efectiva del daño vascular mediado por las mismas células endoteliales y células del músculo liso vascular.

De confirmarse estos resultados por parte de otros investigadores, “podríamos abordar la vía de señalización de calcio como un blanco terapéutico”. Es decir, esta investigación ayudaría a conocer los mecanismos moleculares implicados en las alteraciones vasculares, causadas por la diabetes mellitus, información útil para desarrollar nuevas medidas de tratamiento, prevención y diagnóstico de esta enfermedad.

“Todavía estamos lejos de eso, pero la información generada a nivel básico es la que después hace posible la aplicación de nuevas herramientas terapéuticas, de diagnóstico y tratamiento”, aseguró el investigador.

Conocer mecanismos fisiológicos

En estudios con modelos animales inducidos con diabetes tipo 1, la menos común en el ser humano, la entrada de calcio está aumentada en células endoteliales. Se ha reportado una sobreexpresión de canales que permiten una concentración de calcio mayor en estas células. En el caso de la diabetes tipo 2, la cual constituye el 95 por ciento de los casos de diabetes en el humano, se encontró lo contrario: la entrada de calcio intracelular es menor. Estas diferencias podrían radicar en el tipo de diabetes, consideró Roberto Berra, integrante del Cuerpo Académico Inmunopatología.

La diabetes tipo 1 se caracteriza por la falta de insulina, mientras que en las etapas tempranas de la diabetes mellitus tipo 2 todavía hay una adecuada producción en la cantidad de insulina, la cual disminuye con el avance de la enfermedad. En este sentido, el académico estudia si la diabetes tipo 2 modifica la vía de señalización de calcio intracelular en vasos sanguíneos.

Una aportación más de la investigación a cargo del doctor Berra Romani es trabajar con el endotelio sobre vasos sanguíneos intactos, sin someter a estas células a disociación con enzimas o a condiciones de cultivo artificiales -como sucede en otros estudios-, con el objetivo de obtener información más cercana a su función fisiológica.

La meta, a futuro, será demostrar que estas alteraciones en el calcio intracelular modifican también la función de las células endoteliales, encargadas de reparar el daño al endotelio. Ahí se inicia todo un proceso de remodelación de los vasos sanguíneos que al alterarse por la diabetes mellitus conlleva al desarrollo de otras patologías.

En esta investigación participa un grupo científico de la Universidad de Pavía, en Italia, y estudiantes de las licenciaturas en Medicina, Biomedicina y Biología de la BUAP.

Fuente: buap.mx

BOGOTÁ D. C., 03 de enero de 2019 — Agencia de Noticias UN-

El Laboratorio de Ictiología y Peces Ornamentales de la Facultad de Medicina Veterinaria y de Zootecnia, de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.), es el principal escenario de investigaciones en este campo.

Aunque los peces ornamentales de Colombia son muy apreciados por sus llamativos colores y la facilidad para criarlos en condiciones artificiales, el país estaba en mora de desarrollar un método que permitiera su reproducción en cautiverio y optimizara su producción, con el fin de disminuir la presión de la pesca en las cuencas de ríos como el Amazonas.

La estrategia permitirá que los pescadores se conviertan en pioneros de la acuicultura ornamental en el país. “Luego de trabajar con el pez escalar y otras especies ornamentales de pequeño porte, y con algunos que no son originarios del país, decidimos emprender la tarea de reproducir y desarrollar las actividades de cría en cautiverio del pez disco”, explica el profesor Luis Gabriel Quintero, decano de la Facultad, para quien una de las particularidades de esta especie es su gran diversidad de variedades.

Del río al laboratorio

Como el pez disco realiza sus actividades de apareamiento y desove en aguas lentas, para reproducir este tipo de ambientes se deben considerar aspectos relacionados con la presencia de taninos y minerales, para que los estanques garanticen el ciclo reproductivo y la crianza de larvas.

La estrategia contempló un proceso de deionización del agua, mediante el cual se retiran elementos como calcio, sodio y potasio, junto con un estudio que permitió establecer la mejor forma de alimentar a las larvas, para que pudieran pasar a la fase juvenil, a partir de una serie de papillas a base de proteínas obtenidas de vacunos (hígado y corazón), alfalfa, algas, espinacas y gelatina, que se apartaban de un alimento comercial.

“Mezclando agua natural con la deionizada obtuvimos diferentes concentraciones de minerales hasta garantizar las condiciones de confort de la especie”, precisa el docente, para quien este aspecto es decisivo en el comportamiento reproductivo del animal.

Al igual que en la mayoría de los otros cultivos de peces ornamentales colombianos, se debe contar con unas condiciones de temperatura del agua entre los 24 y 28 oC.

Potencial comercial

Como Colombia carece de empresarios que apuesten por estas iniciativas en grandes volúmenes, el paso siguiente será desarrollar una estrategia para avanzar más allá de las actividades que realizan los hobbistas (aficionados), con el fin de proporcionarles un beneficio económico adicional a los pescadores de regiones como Amazonas y Putumayo, donde las condiciones ambientales son ideales para su cría.

El mercado de estos productos es muy grande y se está expandiendo, pero hasta el momento solo se abastece con especímenes extraídos de los medios naturales y de los que han sido mejorados genéticamente en otros países, destaca el profesor Quintero. Para el caso del pez disco, se trata de especímenes que pueden alcanzar precios de hasta 120.000 pesos en sus estadios juveniles iniciales, subraya.

“Los hobbistas nacionales suelen hacer cuantiosas inversiones para tener estos ejemplares en sus acuarios, y el mercado internacional también resulta bastante atractivo”, destaca el docente, quien además llama la atención sobre el hecho de que Colombia cuenta con más de 100 especies de peces ornamentales.

En tal sentido, en el Laboratorio de Ictiología y Peces Ornamentales de la U.N. se tiene previsto continuar el trabajo tanto con cíclidos nativos como con las otras dos especies de escalares, cuya reproducción plantea un nuevo desafío. Además, se espera apoyar científicamente los desarrollos que han alcanzado los productores en el departamento del Caquetá con especies como las arawanas, cuyo valor comercial también es considerable.

Fuente: agenciadenoticias.unal.edu.co

31 de diciembre de 2018

Integrantes del Instituto de Ingeniería (II) de la UNAM, en colaboración con la empresa Vehículos Urbanos Ultraligeros (VUU), crearon un triciclo unipersonal y biohíbrido que reduce hasta 80 por ciento las emisiones de bióxido de carbono (CO2). Cuenta con una cubierta completa y combina la tracción humana y el uso de baterías.

Es una alternativa de movilidad urbana, en especial para los jóvenes, llamada “Lienzo”, porque el recubrimiento puede personalizarse según el gusto del conductor. Puede ser tan eficiente como el transporte público en cuando a las emisiones de gases de efecto invernadero y aunque está pensado para uso individual, podría viajar una segunda persona.

Esta creación se hizo acreedora a la categoría Oro del Premio PRODETES (Proyecto de Desarrollo de Tecnologías de Energía Sustentable), que otorga la Secretaría de Energía en colaboración con el Banco Mundial y el Fondo para el Medio Ambiente Mundial.

El director del II y coordinador del proyecto, Luis Álvarez Icaza Longoria, resaltó que hay un boom de transportes eléctricos, y el creado en la UNAM “es una especie de hibrido entre bicicleta y vehículo ligero; satisface ambas vertientes”.

Daniel Camarena, director de VUU, recordó que en la Ciudad de México el 40 por ciento de los gases de efecto invernadero proviene del transporte, y de esa cifra, 40 por ciento es emitido por taxis, vehículos particulares y motos. Además, “el promedio de pasajeros por viaje es de 2.1 personas; es absurdo que se usen las dos toneladas de una camioneta para mover los 70 u 80 kilogramos del conductor”.

En el triciclo (que en realidad tiene cuatro llantas), los neumáticos traseros están pensados para dar mayor estabilidad y potencia, y los delanteros llevan la dirección.

El usuario puede hacer un uso combinado de pedaleo con energía eléctrica y decidir el grado de ayuda que necesita cuando va pedaleando; si es mucha, se consumirá más energía eléctrica, y si es poca, el gasto de la batería será menor y aumentará la autonomía. “Tiene una configuración interesante que permite tener más de una batería conectada, y hacer el retiro de las mismas fácilmente para intercambiarlas o recargarlas en la casa u oficina”, añadió Álvarez Icaza.

Otra idea es contar con estaciones de recarga y cambio de baterías; “se piensa en un quiosco en donde se deje la que se agotó y se tome una recargada, lo que implicaría contar con el apoyo de las autoridades en las ciudades para favorecer su instalación”.

Camarena precisó que “Lienzo” pesa 85 kilogramos y tiene alrededor de 80 centímetros de ancho. Además, tiene dos rangos de velocidad: 25 kilómetros por hora para circular en las ciclovías, y 50 para el resto de las calles secundarias.

El empresario expuso que aunque existen otros prototipos en el mundo, ninguno tiene características a nivel industrial. “Las grandes empresas buscan atacar este nicho de mercado y hoy ya puedes comprar un vehículo eléctrico para una sola persona, por alrededor de 350 mil pesos”.

También hay bicicletas eléctricas, pero no hay ninguna que proteja de la lluvia o el frío. Por eso, “nosotros queremos dar esta alternativa: un triciclo protegido como un cochecito, pero sin el impacto ecológico de un auto o camioneta convencionales”.

Álvarez Icaza Longoria refirió que cuando el vehículo da la vuelta se inclina como si fuera motocicleta. El sistema de suspensión independiente en cada una de las ruedas es muy avanzado, lo que le permite transitar con facilidad, sin importar los baches de las ciudades.

La carrocería del primer prototipo estaba hecha de fibra de vidrio, los subsecuentes serán de fibra de carbón, y se espera que tengan un precio accesible, muy por debajo del mencionado vehículo eléctrico individual, que es el más barato de los autos eléctricos.

Camarena estimó que el costo de “Lienzo” sería de 80 mil pesos, pero pretenden mejorar el sistema de baterías y disminuirlo a 50 mil.

Con los fondos recibidos con el Premio Prodetes se continuarán los trabajos para perfeccionar el triciclo, en el que también participan integrantes de la Facultad de Ingeniería y empresas de alta calidad. Todo esto, con el objetivo de ser introducido dentro de poco en el mercado mexicano e internacional.

Boletín UNAM-DGCS-866/2018