Redacción

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11 de noviembre de 2020

La UNAM y México están listos para dar el siguiente gran paso en el estudio de partículas y revelar qué es lo que ocurrió en los primeros instantes del Universo que habitamos, revelaron expertos de esta casa de estudios.

Arturo Menchaca, del Instituto de Física (IF); Guy Paic y Antonio Ortiz, ambos del Instituto de Ciencias Nucleares (ICN), dieron a conocer que está listo en la frontera franco-suiza el nuevo detector de partículas subatómicas mexicano V0+, diseñado y fabricado en esta casa de estudios, y espera su turno para ser incorporado a uno de los cuatro experimentos que operan en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés).

Reconocido internacionalmente por el descubrimiento del Bosón de Higgs, el LHC es uno de los proyectos científicos más importantes del mundo. El equipo operado por la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN, por sus siglas en francés), es un gran circuito de 26 kilómetros bajo la frontera franco-suiza donde los expertos hacen correr iones, es decir, núcleos de átomos de plomo e hidrógeno.

México participa en el proyecto ALICE con el diseño y producción de cuatro instrumentos, de los cuales el más importante es el detector de partículas subatómicas V0, el cual desde que inició operaciones ha sido clave para el equipo internacional en el que intervienen mil 500 investigadores de todo el mundo, precisó Guy Paic.

Esto se debe a que V0 cumple funciones vitales para el equipo en general, como proveer la señal de disparo para ALICE, discernir eventos que sean de interés o no, medir la multiplicidad de partículas cargadas en las colisiones, así como el conteo de eventos que se produjeron.

“Desde los primeros días de la experimentación de ALICE los detectores mexicanos han contribuido de una manera muy decisiva. El primer detector V0, construido en la UNAM, es uno de los detectores clave de la colaboración y no dudo que la segunda generación, con un diseño hecho en territorio puma será de nuevo clave”, aseguró.

Los científicos aclararon que, en este momento, el LHC actualiza cada uno de sus equipos, incluido V0, por lo que el IF de la UNAM desarrolló el V0+, una versión más grande y mejorada del anterior.

“El detector se encuentra ya en el CERN. Fue integrado en enero, se hicieron ya pruebas y colaboradores de otros países que pudieron hacerse cargo en estos tiempos de pandemia, ya lo llevaron al sitio de ALICE; reportan que ya está listo para ser instalado”, destacó Arturo Menchaca Rocha.

Basados en el diseño de Varlen Grabski, del IF, el equipo financiado por la UNAM y el Conacyt, es un disco de plástico centellador de 1.5 metros de diámetro que utiliza 50 mil fibras ópticas.

En este caso, duplica la superficie del anterior y permitirá detectar los choques de partículas y hacerlo con mayor precisión, en una fracción de 200 picosegundos, así como reducir la radiación de fondo.

“Dado el antecedente de éxito, este aparato ha generado gran interés en la colaboración y seguirá siendo un elemento importante. Estamos muy orgullosos que sea la UNAM quien, a final de cuentas, acabó llevando el liderazgo”, agregó Menchaca Rocha.

Antonio Ortiz Velásquez, del ICN, detalló que recientemente se  detectaron las señales del plasma de cuarks y gluones, pero usando protones; es decir, los hallazgos retan lo que se conocía hasta ahora y generan nuevas dudas y preguntas que esperan respuesta.

“El avance es importante y, al mismo tiempo, abre más preguntas porque ahora necesitamos saber cuál es el mecanismo que sucede en los choques de iones pesados, y que ahora vemos en otro tipo de sistemas. La actualización permitirá explorar con más detalle estas colisiones”, refiere.

Además de V0 y ahora V0+, México desarrolló los equipos ACORDE (para detección de rayos cósmicos), una Cámara de Proyección de Tiempos (rastrea la trayectoria de partículas) y AD (ALICE Diffractive, un sistema de diagnóstico).

En el marco de la reunión ALICE México Day, organizada por el ICN, Arturo Fernández, investigador de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla y titular de la colaboración mexicana en el CERN, recordó que la clave del proyecto es hacer chocar los iones en las cuatro cámaras del LHC, las cuales son especialmente diseñadas para “ver” lo que ocurre a nivel subatómico: el A Large Ion Collider Experiment (ALICE), A Toroidal LHC ApparatuS (ATLAS), Compact Moun Solenoid (CMS) y Large Hadron Collider beauty (LHCb) experiment.

Boletín UNAM-DGCS-980/2020

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MANIZALES, 11 de noviembre de 2020 — Agencia de Noticias UN-

Así lo plantea en su investigación Cristian Fernando Triana Carantón, magíster en Ingeniería Química de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Manizales, quien explica que el resultado del procesamiento de los residuos de café es un compuesto oleoso con características similares a los de cualquier otro biodiésel, con la ventaja de que es altamente ecológico.

El investigador explica que el desecho se remoja en un solvente orgánico que ya se ha utilizado en la elaboración de biocombustibles vegetales, luego se somete a un proceso químico entre un alcohol –normalmente metanol– en presencia de un catalizador, que actúa como base.

Agrega que “la diferencia de este biodiésel a base de café con otros biocombustibles es que muchos de ellos se obtienen a partir de plantas que se cultivan exclusivamente para este fin, mientras que el de café reutiliza una materia prima que ya ha cumplido con su fin primario y que además se puede obtener de manera fácil y constante dado el alto consumo de café en el mundo”.

Aunque el biodiésel es uno de los combustibles alternativos con mayor crecimiento en producción en los últimos años, el costo de generarlo todavía es superior al de los combustibles fósiles, lo que limita su empleo.

Para rebajar estos costos, el investigador Triana muestra en su trabajo que los residuos del café pueden ser una fuente potencial para la generación del biocombustible.

Entre un 10 y 20 % del peso de los granos de café está compuesto de aceites que pueden ser origen el del biodiésel. Esta cantidad es significativa si la comparamos con la contenida en las semillas que tradicionalmente se utilizan para fabricar biodiésel: colza 37-50 % en peso, palma 20 % y soja 20 %.

Ya que el contenido de aceites en el grano del café no se altera significativamente después de preparar la bebida, los residuos de los granos son una fuente potencial de aceites para la producción del combustible alternativo.

La primera etapa en el proceso de aprovechamiento de los residuos de café diseñado por el investigador es la extracción de los aceites contenidos en los granos del café.

“Esta se realiza mediante un sencillo proceso de disolución a temperatura ambiente utilizando disolventes químicos (hexano/éter). Después los aceites se separan de los disolventes mediante evaporación –estos últimos se recuperan para posteriores usos– y se obtiene hasta el 15 % de los aceites contenidos en el café” explica el magíster.

Estos aceites son de mejor calidad (mayoritariamente triglicéridos) que los obtenidos de otras fuentes alternativas de aprovechamiento de residuos, como los aceites vegetales usados y las grasas animales.

Así mismo, después del proceso su rendimiento es del 100 % en un biodiésel de elevada calidad y estabilidad que se puede utilizar industrialmente como alternativa al biodiésel tradicional.

Según los resultados obtenidos a nivel de laboratorio, el autor estima una capacidad potencial de producción de biodiésel en 200 millones de litros a partir del aprovechamiento de los desechos del café producidos en el mundo.

Fuente: agenciadenoticias.unal.edu.co

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11 de noviembre de 2020

La enfermedad del ojo azul (EOA) es ocasionada por el Rubulavirus porcino y cada año genera pérdidas económicas en la industria porcina en México. Con el objetivo de contrarrestar este problema, Irma Herrera Camacho, investigadora del Centro de Química del Instituto de Ciencias de la BUAP (ICUAP), en colaboración con investigadores de otras instituciones, trabaja en el desarrollo de una vacuna a partir del estudio de proteínas como la hemaglutinina neuraminidasa (eHN).

El Rubulavirus porcino, enfermedad exclusiva en cerdos, provoca problemas neurológicos y respiratorios, pero sobre todo un alto porcentaje de mortalidad en neonatos, infertilidad en animales adultos y gastos de medicación. Una de sus características es una opacidad en la córnea de los porcinos, de ahí el nombre que recibe.

Actualmente existen tratamientos contra este virus; sin embargo, su eficacia está por debajo del 70 por ciento. El trabajo que realiza la doctora Herrera Camacho, junto con los investigadores Gerardo Santos López y Julio Reyes Leyva, del Centro de Investigaciones Biomédicas del IMSS de Metepec, busca crear una vacuna de nueva generación, más eficaz, con disponibilidad, mayor seguridad y menor costo, además de funcionar como herramienta de diagnóstico rápido en cerdos de granjas posiblemente infectadas.

“Tenemos tiempo trabajando con el virus llamado Rubulavirus porcino, un virus que fue detectado en Michoacán en 1980 y que ataca a la industria pecuaria, ubicada principalmente en la zona centro del país, en los estados de Michoacán, Guanajuato y Jalisco. Lo que hicimos fue estudiar cómo infectaba el virus a las células, además de identificar cuáles proteínas de este virus podríamos utilizar como antígenos para crear una vacuna”.

Las primeras etapas

La doctora Herrera Camacho mencionó que en la primera etapa estudiaron qué proteínas del virus contaban con propiedades antígenas; es decir, las que permitieran desarrollar anticuerpos y una respuesta inmunológica eficaz. Así eligieron la hemaglutinina neuraminidasa (HN), la cual se encuentra en la cápside del virus y además lo ayuda a diseminarse y conectar con otras células cuando ya se ha reproducido.

Tras comprobar las propiedades de un ectodominio de la HN (eHN), el equipo se dio a la tarea de expresar esta proteína en la levadura Pichia pastoris, un microorganismo unicelular, capaz de sintetizar proteínas glicosiladas. De esta forma, lo primero que hicieron fue clonar el gen de la eHN y amplificarlo con técnicas biotecnológicas.

 “Lo que hicimos fue estudiar la forma de expresar esa proteína en la levadura y que esta la expulsara al medio de cultivo, lo que es interesante porque el proceso de purificación después se vuelve más sencillo y esto representa la primera etapa para crear una posible vacuna”.

Cuando en el Laboratorio de Bioquímica y Biología Molecular, donde trabaja la doctora Herrera, se tuvo la proteína recombinante purificada, se comprobó que esta fuera reconocida por anticuerpos de cerdos infectados. Para esto el equipo de la investigadora obtuvo el apoyo del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), que proporcionó los sueros de los animales infectados.

Pruebas en animales, la segunda etapa

Los resultados en este punto del proyecto fueron favorables, lo que dio pie a que esta proteína (eHN) fuera inyectada en organismos vivos, en este caso ratones, a fin de observar si podía favorecer la respuesta inmunológica y dar origen a anticuerpos, algo que también se logró de forma exitosa y que demostró un avance en esta segunda etapa de la investigación.

Posteriormente, la doctora Irma Herrera observó en cultivos celulares de riñón de cerdo si estos anticuerpos obtenidos eran efectivos para contrarrestar la multiplicación del virus; es decir, si eran capaces de neutralizarlo. En esta etapa se verificó que efectivamente los anticuerpos inhibían la reproducción del Rubulavirus porcino.

El trabajo y los resultados dieron origen también a una solicitud de patente ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial, con el número MX/a/2015/011852, además de publicaciones. En este proyecto han participado estudiantes de doctorado y maestría del posgrado en Ciencias Químicas, área Bioquímica y Biología Molecular de la BUAP.

El proyecto avanza con nueva proteína

La doctora Herrera Camacho informó que actualmente este proyecto, en colaboración con el INIFAP, logró un financiamiento por parte del fondo FONSEC-SAGARPA-CONACYT, lo que les permitirá iniciar con la etapa de vacunación en cerdos sanos. Así podrán analizar la producción antigénica frente al virus y ver el grado de protección en esta última etapa, la cual se realiza en el Centro Nacional de Investigación Disciplinaria en Salud Animal e Inocuidad del INIFAP.

También informó que ya estudian otra proteína y en un futuro este trabajo está planteado como una alternativa para inocular a los cerdos en dos experimentos: en el primero se le administrará la proteína eHN, y el segundo implica la inoculación de dos proteínas, lo que servirá para observar si se puede potenciar el efecto protector en los animales sanos y evitar que se enfermen.

El trabajo realizado por la doctora Herrera Camacho y su equipo ha servido para formar estudiantes, pero también para solucionar un problema en la industria porcina: frente a la vacuna existente, no tan eficaz, han desarrollado otra,  novedosa, más segura y biotecnológica.

Fuente: buap.mx

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PALMIRA, 10 de noviembre de 2020 — Agencia de Noticias UN-

Entre los usos que se le han dado a este novedoso material –que ya se emplea en otros países– se destaca el electrónico, en pantallas de alta definición, tarjetas de procesamiento de datos de computadores, celdas solares o baterías.

Así mismo en medicina se usa para detectar ciertas moléculas o compuestos invasores en el cuerpo, y se está evaluando su capacidad para detectar células cancerígenas, entre muchos otros usos.

El punto cuántico de carbono es un tipo de nanomaterial que por su diminuto tamaño (de 1 a 2 nanómetros) crea unas características ópticas, físicas y químicas muy especiales, como su fluorescencia y su semiconductividad, que es la capacidad de ser conductor de corrientes eléctricas o aislante.

Los materiales de carbono no son conductores sino aislantes, pero los puntos cuánticos de carbono se vuelven semiconductores porque al reducir el material a una escala tan pequeña, sus configuraciones electrónicas se alcanzan a modificar. Entonces, a esta escala, a los electrones les cuesta menos lograr hacer la conducción, y por eso pasan de ser aislantes a semiconductores.

Por su parte, la característica óptica de la fluorescencia es muy importante en el área de la ingeniería ambiental, ya que el material se puede usar en las aguas como sensor de metales pesados, especialmente del mercurio.

Así lo explica Valentina Arias Velasco, estudiante de Ingeniería Ambiental de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira, quien, con su compañera Angélica Carvajal, se enfocó en obtener este material a partir de dos residuos agroindustriales: cáscaras de naranja y semillas de aguacate.

Se escogió la naranja porque es el fruto que más se consume en todo el mundo, y el aguacate por el notorio auge que tiene en el Valle del Cauca.

Sin embargo, el alto consumo de estos dos frutos implica su contribución al aumento de una problemática ambiental: la ya alta producción de residuos agroindustriales, por lo cual es importante pensar qué hacer con ellos.

Fue así como las estudiantes Arias y Carvajal encontraron en este estudio una forma de aprovechar y revalorizar estos residuos mediante la obtención del innovador material.

El proceso experimental

“Al realizar este tipo de procesos se buscan métodos que tengan el menor impacto ambiental y que sean de bajo costo, de manera que si se llega a dar la inversión, se pueda desarrollar la tecnología con más facilidad”, explica la estudiante Arias.

En este caso, se empieza con la fase de síntesis, mediante la cual se realiza una reacción hidrotermal a través de un reactor que soporta alta presión y temperaturas de hasta 250 °C. En el reactor se ingresan las cáscaras de naranja o las semillas de aguacate, se agrega agua y se somete a diferentes condiciones de temperatura, lo que genera las condiciones de presión del proceso hidrotermal.

Esto degrada el material hasta formar el punto cuántico de carbono en un proceso en el que no se utilizan materiales corrosivos ni tóxicos.

Después sigue la fase de caracterización, en la que se determina si el producto es el esperado inicialmente. Aquí el punto cuántico queda disuelto en agua (color café claro), y con un microscopio electrónico de transmisión se estudian aspectos como tamaño, forma (en este caso circular), distribución media de partículas y características ópticas mediante espectrofotometría.

Estos análisis ayudaron a determinar que sí se obtuvieron dichas nanopartículas que son los puntos cuánticos, además de observar cómo se comportaban desde el punto de vista óptico (fluorescencia), uno de sus rasgos más notables, el cual se puede observar usando luz ultravioleta.

La proyección de este estudio es poder usar el material en el área ambiental, pues también es biocompatible y no tóxico. Específicamente se apunta a emplearlo como sensor en la detección de metales pesados contaminantes en el agua, además de determinante de concentraciones por medio de las mediciones de intensidad de la fluorescencia adelantadas en esta investigación, las cuales se hicieron en el Centro de Investigación e Innovación en Bioinformática y Fotónica (CIBioFi), de la Universidad del Valle.

Así lo explica la estudiante Arias y agrega que incluso se ha encontrado que también podría atrapar o separar los contaminantes del medio acuoso.

Esta investigación se adelantó en el marco del proyecto de “Síntesis y caracterización de nanoestructuras a partir de residuos agroindustriales”, dirigido por la profesora Ana Cecilia Agudelo Henao, de la UNAL Sede Palmira, quien considera importante que los estudiantes de pregrado de Ingeniería “se familiaricen con técnicas modernas de análisis de materiales”.

Fuente: agenciadenoticias.unal.edu.co