Número 195 Enero 2016 - Universidad Autónoma de San Luis

RECTOR
Manuel Fermín Villar Rubio
SECRETARIO GENERAL
David Vega Niño
DIRECCIÓN GENERAL
Ernesto Anguiano García
COORDINADORA EDITORIAL
Patricia Briones Zermeño
ASISTENTE EDITORIAL
Alejandra Carlos Pacheco
EDITORES GRÁFICOS
AÑO DOCE
NÚMERO 195
ENERO DE 2016
Alejandro Espericueta Bravo
Yazmín Ochoa Cardoso
REDACTORA
Mariana Cabrera Vázquez
EDITORIAL
CORRECTORAS DE ESTILO
Adriana del Carmen Zavala Alonso
Diana Alicia Almaguer López
COLABORADORES
Investigadores, maestros, alumnos de
posgrado, egresados de la UASLP y otras
instituciones
CONSEJO EDITORIAL
Alejandro Rosillo Martínez
Facultad de Derecho Abogado Ponciano Arriaga Leija
Adriana Ochoa
Facultad de Ciencias de la Comunicación
Anuschka Van´t Hooft
Facultad de Ciencias Sociales y Humanidades
Irma Carrillo Chávez
Facultad del Hábitat
La Organización Mundial de la Salud calcula que una tercera parte de la población mundial tiene tu
tuberculosis latente; es decir, está infectada por el bacilo pero aún no ha enfermado ni puede transmitir
la infección. Este padecimiento es la causa principal de muerte de las personas con VIH; en 2015, una
de cada tres personas de este grupo fallecieron.
María del Carmen Rojas Hernández
Facultad de Psicología
Hugo Ricardo Navarro Contreras
Coordinación para la Innovación y Aplicación
de la Ciencia y la Tecnología
Amado Nieto Caraveo
Facultad de Medicina
Vanesa Olivares Illana
Cuando un enfermo de tuberculosis pulmonar tose, estornuda o escupe, expulsa bacilos al aire, si una
persona inhala unos pocos, con esto basta para infectarse. El contagio también puede darse por el
contacto con animales enfermos o por consumir productos lácteos de origen animal contaminados
y no pasteurizados.
Instituto de Física
Juan Antonio Reyes Agüero
Instituto de Investigación de Zonas Desérticas
UNIVERSITARIOS POTOSINOS, nueva época, año doce, número 195, enero de 2016, es una publicación mensual gratuita fundada en marzo de
1993 y editada por la Universidad Autónoma de San Luis Potosí, a través
del Departamento de Comunicación Social, que tiene como principales
objetivos difundir el conocimiento generado por la investigación científica
y tecnológica de la UASLP y otras instituciones nacionales y extranjeras e
informar sobre los avances, descubrimientos y teorías que se han obtenido
en las diversas áreas del conocimiento. Calle Álvaro Obregón número 64,
Colonia Centro, C.P. 78000, tel. 826-13-00, ext. 1505, [email protected].
Editor responsable: LCC Ernesto Anguiano García. Reservas de Derechos
al Uso Exclusivo núm. 04-2012-112911453700-203, ISSN: 1870-1698,
ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor, licitud de
Título núm. 8702 y licitud de contenido núm. 6141, otorgados por la Comisión Calificadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas de la Secretaría
de Gobernación. Sistema Regional de Información en Línea para Revistas
Científicas de América Latina, el Caribe, España y Portugal, Latindex, folio:
24292. Impresa por los Talleres Gráficos de la Universidad Autónoma de
San Luis Potosí, avenida Topacio s/n esquina Boulevard Río Españita, colonia Valle Dorado, San Luis Potosí, S.L.P., este número tuvo un tiraje de
3,500 ejemplares.
En el artículo principal de esta edición de Universitarios Potosinos podrás saber más sobre esta enfermedad. En su texto, los doctores Delia Xóchil Vega Manríquez, César Posadas Leal y Felipe de Jesús
Morón Cedillo, catedráticos investigadores de la Facultad de Agronomía y Veterinaria de esta casa de
estudios, nos explican qué es, cómo se contagia y cuál es su incidencia, así como las acciones que se
realizan en México para prevenirla.
Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la
postura de la universidad.
Queda estrictamente prohibida la reproducción total o parcial de los
contenidos e imágenes de la publicación sin previa autorización del
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Universitarios Potosinos
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ENERO 2016 195 UNIVERSITARIOS POTOSINOS
1
.32
SECCIONES
.4
CONTENIDO
Columna DE FRENTE A LA CIENCIA • 11
JULIO RUBIO OCA
Divulgando • 36
¿QUIERES PROBLEMAS? El sistema de
los billetes bancarios
RAÚL ROJAS GONZÁLEZ
FLASH-BACK Primera biblioteca pública
en el estado de San Luis Potosí
4
JOSÉ REFUGIO MARTÍNEZ MENDOZA
Tuberculosis: enfermedad
emergente y zoonosis
Protagonista de las neurociencias
Alfredo Méndez Cabañas • 40
DELIA XOCHIL VEGA MANRÍQUEZ Y COLS.
NOELIA MARTÍNEZ LÓPEZ
12
Bacterias
amantes del frío para
producir biocombustibles
CECILIA LIZETH ÁLVAREZ GUZMÁN Y COLS.
16
Simulaciones en tiempo
real de sistemas con
energías renovables
Primicias • 42
JOSÉ REFUGIO MARTÍNEZ MENDOZA
.16
VÍCTOR HUGO PAGOLA TORRES Y COLS.
22
El método del elemento
discreto en los
molinos de bolas
CRISTÓBAL ALBERTO PÉREZ ALONSO
28
Balance energético y
obesidad
BERTHA SEGURA ALEGRÍA Y COLS.
32
El primer ingeniero
JORGE ALBERTO PÉREZ GONZÁLEZ
2
UNIVERSITARIOS POTOSINOS 195 ENERO 2016
Las mujeres siguen siendo
las que concilian
DEPARTAMENTO DE COMUNICACIÓN SOCIAL, UASLP
Cabo Pulmo, éxito de
conservación en México
Los factores ambientales
limitan el desarrollo cognitivo
en los niños
Ocio con estilo • 44
.12
La postvida de Haim
ADRIANA ZAVALA ALONSO
Imagen:www.bioquell.asia
4
UNIVERSITARIOS POTOSINOS 195 ENERO 2016
VEGA, D., ET AL. PÁGINA 4 A 10
Tuberculosis:
enfermedad emergente y zoonosis
DELIA XOCHIL VEGA MANRÍQUEZ
[email protected]
CÉSAR POSADAS LEAL
FELIPE DE JESÚS MORÓN CEDILLO
FACULTAD DE AGRONOMÍA Y VETERINARIA
RECEPCIÓN: 13/11/2015
ACEPTACIÓN: 2/12/ 2015
Epidemiología
La Organización Mundial de Salud (OMS) en su reporte anual 2015 considera la tuberculosis (TB), junto con el síndrome de inmunodeficiencia adquirida
(VIH), como una de las principales causas de muerte
en el mundo. En la asamblea de la OMS, realizada
en mayo de 2014, se planteó el objetivo de poner
fin a la epidemia mundial de TB y se fijó como meta
para el año 2035, reducir las muertes por esta enfermedad en 95 por ciento y la incidencia en 90 por
ciento.
Existen reportes que muestran la presencia de TB
en mamíferos desde hace milenios; por ejemplo,
en un esqueleto de bisonte extinto con una edad
de 17 000 años; también en esqueletos humanos
encontrados en Atlit-Yam, en Egipto, con una antigüedad de 9 000 años. En el siglo XIX la TB alcanzó
su cúspide, desde entonces hasta nuestros días es
difícil eliminarla del hospedero, debido a la falta de
vacunas efectivas, además de que el tratamiento es
muy costoso y prolongado.
La TB es una de las más devastadoras enfermedades
infecciosas humanas en todo el mundo. La OMS, en
TUBERCULOSIS-ZOONOSIS
su reporte anual de 2015, menciona que en el año
2014 se estimaba que había 9.6 millones de nuevos
casos de tuberculosis: 5.4 de hombres, 3.2 de mujeres y 1 millón de niños. En ese mismo año también hubo 1.5 millones de muertes por tuberculosis
dentro de las cuales 1.1 correspondía a personas
con VIH negativo y 0.4 con VIH positivo. Dicho organismo internacional considera que el número de
muertes por TB es inaceptable, debido a que en la
actualidad se cuenta con herramientas para el diagnóstico oportuno y tratamiento correcto, con lo
cual, casi todas las personas con este padecimiento
pueden curarse.
En México la TB requiere especial atención debido a
los niveles de incidencia y mortalidad que presenta.
Según datos emitidos por la Secretaría de Salud en
el año 2012, el país reportó una incidencia de 16.8
casos por cada 100 000 habitantes, lo que correspondió a 19 697 casos notificados. Dentro de estos
81 por ciento, fueron formas pulmonares, 17.8 extrapulmonares y 1.5 meníngeas; 11 por ciento de
los casos fueron pediátricos, es decir, en personas
menores de 19 años. En ese mismo año la incidencia nacional por 100 000 habitantes fue de 16.8
ENERO 2016 195 UNIVERSITARIOS POTOSINOS
5
males que las transmiten. Son muy cercanas debido a que comparten entre ellas 99.9 por ciento de
similitud en la secuencia de DNA y en la subunidad
16s ribosomal.
Figura 1.
casos, pero se apreció una variación en los diferentes estados; por ejemplo, en Tlaxcala se presentaron 4 casos, en San Luis Potosí 14 casos y en Baja
California 58.5. Los estados con mayor incidencia
correspondieron a las rutas migratorias identificadas como sur-norte. Para el año 2011 la Secretaría
de Salud reportó una mortalidad de 2.2 muertes
por cada 100 000 habitantes, con un total de 2 531
personas fallecidas por TB en nuestro país.
Agente causal y transmisión
Los agentes causales de la tuberculosis en seres
humanos y animales son parte del complejo Mycobacterium tuberculosis, el cual incluye las especies
tuberculosis/bovis, canettii, africanum, microti,
caprae, pinipedii, y recientemente se han agregado otras pertenecientes al mismo, como mungi y
orygis. En el cuadro 1 se mencionan las especies
pertenecientes al complejo tuberculosis y los ani-
La tuberculosis humana principalmente se transmite
de persona a persona; sin embargo, no debe descartarse la transmisión por contacto con animales
enfermos o por el consumo de productos lácteos
contaminados no pasteurizados de origen animal.
La bacteria puede permanecer en el hospedero en
estado latente o crónico sin que las personas o animales presenten síntomas o signos clínicos, debido
a lo anterior pueden servir como reservorios y jugar
un papel fundamental en la transmisión de la enfermedad. En los seres humanos la transmisión directa
se da por vía aérea al estar en contacto con un paciente o animal con tuberculosis pulmonar activa.
Durante esta fase, la persona o animal infectado
puede liberar el agente infeccioso por secreciones
nasales y expectoraciones (al toser o estornudar).
Tuberculosis bovina
Es una enfermedad infecciosa que ataca al ganado doméstico y silvestre, es de curso crónico; el
agente etiológico es Mycobacterium bovis. Su im-
Miembro del complejo tuberculosis
Hospedero que infecta
Mycobacterium tuberculosis
Seres humanos y animales domésticos y salvajes
Mycobacterium bovis
Ganado bovino, seres humanos y animales salvajes
Mycobacterium canettii
Seres humanos
Mycobacterium africanum
Ganado y seres humanos
Mycobacterium microti
Rata del desierto
Mycobacterium caprae
Ganado bovino, seres humanos
Mycobacterium pinipedii
Mamíferos marinos
Mycobacterium mungi
Mangostas
Mycobacterium orygis
Orix
Cuadro 1.
6
UNIVERSITARIOS POTOSINOS 195 ENERO 2016
VEGA, D., ET AL. PÁGINA 4 A 10
pacto radica en la reducción de la
das por el ganado enfermo, lo que
producción láctea y de carne, la
genera lesiones limitadas a cavicual ocasiona una disminución
dad torácica en los bovinos. La
La OMS, en su
en la eficiencia productiva
transmisión de la enfermedad
reporte anual 2015,
de los animales y da como
puede ser también por vía
considera la TB, junto
resultado grandes pérdidas
oral, cuando el animal ingiecon el VIH, como una de
económicas en la industria
re pastura o agua contamilas principales causas
ganadera. Además de ser
nada; como ya se mencionó,
de muerte en el
considerada una zoonosis
en los seres humanos ésta
mundo
peligrosa, causa pérdidas mies la ruta más común debido
llonarias por el sacrificio de ania que se ingieren productos lácmales infectados y es una barrera
teos no pasteurizados provenientes
para la exportación de ganado en pie
de animales contaminados; por lo tanto,
y sus productos.
los seres humanos pueden presentar TB de origen
infeccioso bovino. Los médicos veterinarios zootecLa TB bovina se transmite a otras especies anima- nistas e ingenieros agronómos zootecnistas están
les domésticas como los porcinos, ovinos, caprinos, más expuestos al contagio por el ejercicio de su
equinos, cánidos, felinos y animales silvestres. La profesión, asimismo el personal de establo como
bacteria puede sobrevivir por periodos prolonga- los ordeñadores, encargados de limpieza y persodos, por lo que la ruta respiratoria es la principal nal que labora en rastros.
vía de transmisión al inhalar partículas contaminaLa prevalencia de la TB bovina en el mundo es muy
variada, por ejemplo, en países desarrollados está
controlada y sólo en raras ocasiones se presentan
casos de zoonosis; en países en vías de desarrollo
es muy notoria, principalmente en África, debido a
que no existen sistemas eficaces de control como
la pasteurización de la leche y la inspección de la
carne en los rastros, también se encuentra en Asia
y en países de Latinoamérica. Debido al alto índice de incidencia la TB bovina figura en el Código
Sanitario para los Animales Terrestres de la Organización Mundial de Sanidad Animal (OIE, por sus
siglas en inglés).
Desde 1991 se implementó en México la Campaña
Nacional para el Control y Erradicación de la Tuberculosis Bovina NOM -031-ZOO-1995, cuya principal
medida es aplicar la prueba de tuberculina en los
animales para medir la reacción inmunitaria tras el
suministro intradérmico de una pequeña cantidad
TUBERCULOSIS-ZOONOSIS
ENERO 2016 195 UNIVERSITARIOS POTOSINOS
7
Transmisión
de la tuberculosis
Figura 3.
de antígeno. La NOM indica que todo animal que
presente reacción a la prueba debe ser sacrificado;
asimismo, debe tenerse un control sobre la movilización de animales en el territorio nacional para evitar que la enfermedad se propague, y los productos
lácteos para consumo humano deben elaborarse
con leche pasteurizada para evitar la transmisión de
la enfermedad a los seres humanos.
Datos emitidos por el Servicio Nacional de Sanidad,
Inocuidad y Calidad Agroalimentaria (Senasica), dependiente de la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación, muestran que en 2015 el país se dividió en dos zonas:
zona en erradicación de la TB bovina con una prevalencia de la enfermedad de 0.5 por ciento y zona
en control en 2.05 por ciento, aunque existe una
prevalencia de hasta 16 por ciento del padecimiento en las cuencas lecheras. Es importante mencionar que debido a la implementación de la Campaña
8
UNIVERSITARIOS POTOSINOS 195 ENERO 2016
Contra la Tuberculosis Bovina, actualmente 84.1
por ciento del territorio nacional se encuentra en
fase de erradicación.
En los seres humanos se practica la vacunación
como medida preventiva y de control de la enfermedad; sin embargo, en los animales no se aplica debido a que las vacunas existentes presentan
una eficacia variable, pero principalmente porque
interfieren con las pruebas diagnósticas que tienen
como finalidad erradicar la enfermedad. Existen diferentes investigaciones encaminadas al diseño de
vacunas más eficaces.
Tuberculosis en fauna silvestre
La TB se presenta también en la fauna silvestre, lo
que aumenta el riesgo de transmisión al ganado de
pastoreo y de que éste infecte a seres humanos. Sin
embargo, puede ser a la inversa, es decir, el ganado o el hombre pueden transmitirle la enfermedad
VEGA, D., ET AL. PÁGINA 4 A 10
a la fauna silvestre. Varios países han comprobado
que, de manera independiente de cuál sea la vía de
transmisión, las campañas y medidas para el control
de la TB bovina son la base para mantener vigilada
la enfermedad en la fauna silvestre que comparte
hábitat con los humanos.
En nuestro país, la información sobre la presencia
de TB en fauna silvestre es aún escasa. Existen registros de que algunos animales cazados en los estados del norte de México tenían indicios de dicha
enfermedad. Si bien se han comenzado a implementar medidas contra epizootias, en lo que respecta a fauna silvestre no son suficientes, debido
a que algunas todavía se encuentran en fase de
prueba, como la aplicación de vacunas, pruebas en
la cabeza del animal cazado e, incluso, aspectos de
los sistemas de bioseguridad.
En México se consideran dos posibles reservorios
Figura 4.
de TB donde la fauna silvestre juega un papel importante: el primero son los ranchos de ganadería des son muy importantes debido a que intentan
diversificada en los cuales existe la presencia de crear oportunidades de aprovechamiento que sean
ganado doméstico y fauna silvestre, principalmen- complemento de otras actividades productivas
te venado de cola blanca. Este tipo de ganadería convencionales, como la agricultura, la ganadería
está organizada dentro de predios particulares, eji- o la silvicultura.
dos y terrenos comunales, dedicados a la conservación, manejo y aprovechamiento sustentable de Al día de hoy en México existen 12 651 UMA, y
los recursos de flora y fauna silvestre. El segundo comprenden los siguientes mamíferos: venado cola
blanca, berrendo, borrego cimarrón, liereservorio son las Unidades de Manejo
bre, oso negro y puma. Sin embargo,
Ambiental (UMA), las cuales buscan
para ofrecer una mayor diversidad
promover esquemas alternativos
de especies a los cazadores que
de producción compatibles
Actualmente
acuden a este tipo de unidacon el cuidado del ambiendes, se introducen algunas
te, a través del uso racional,
84 por ciento del
especies exóticas, por lo que
ordenado y planificado de
territorio nacional
es muy importante considelos recursos naturales renoestá en fase de
rar medidas sanitarias para
vables en ellas contenidos,
erradicación
de
la
controlar
la transmisión de
con el fin de frenar o reverTB
bovina
enfermedades zoonóticas o de
tir los procesos de deterioro
importancia
para la salud animal.
ambiental. Este tipo de unida-
TUBERCULOSIS-ZOONOSIS
ENERO 2016 195 UNIVERSITARIOS POTOSINOS
9
DELIA XOCHIL VEGA MANRÍQUEZ
Es doctora en ciencias por la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la UNAM. Actualmente es profesora investigadora en la
Facultad de Agronomía y Veterinaria de la UASLP y trabaja en el proyecto Aislamiento, identificación y caracterización de cepas de
Escherichia coli patógenas y su transmisión al ser humano.
En el año 2008 se estableció el Plan de Sistema de
Vigilancia de Tuberculosis en Fauna Silvestre, cuyo
objetivo es mantener una vigilancia estrecha en la
fauna silvestre que se tenga dentro de las mismas
unidades de producción pecuaria, para disminuir el
contagio de TB por parte de la fauna hacia el ganado doméstico, debido a que a esta última se le da
un manejo diferente al que recibe el ganado. Mediante este plan se busca involucrar a todos aquellos estados que tengan algún desarrollo cinegético
o de las UMA, donde se lleven a cabo muestreos
poblacionales para determinar el estado actual de
las mismas. Asimismo, pretende capacitar a los productores a través de talleres, enseñarles a realizar
necropsias y a tomar muestras que les permitan
identificar la causa de muerte.
10
UNIVERSITARIOS POTOSINOS 195 ENERO 2016
Es importante considerar la creación de un laboratorio de referencia de salud animal para fauna silvestre en el ámbito nacional, así como el desarrollo
de unidades de manejo para la conservación y centros de investigación.
La TB humana y animal es una enfermedad prioritaria para la salud pública, por lo que requiere constante vigilancia epidemiológica, así como la ampliación del conocimiento sobre medidas de control,
tratamiento y, sobre todo, de prevención.
PALABRAS CLAVE:
Tuberculosis, zoonosis, enfermedad,
epidemiología, cronicidad.
VEGA, D. ET AL. PÁGINA 4 A 10
COLUMNA
JULIO RUBIO OCA
DE FRENTE A LA CIENCIA
Educación con equidad para el desarrollo de las personas
Han transcurrido más de 20 años desde que
tuve el primer contacto con la Universidad
Autónoma de San Luis Potosí (UASLP). Sin temor a equivocarme, puedo afirmar que esta
institución es un buen ejemplo de lo que los
mexicanos, en particular los universitarios,
podemos hacer cuando hay claridad de miras,
en ella existe un liderazgo de conducción que
orienta el trabajo de todos al logro de relevantes aspiraciones institucionales. Esta comunidad me ha dado muchas cosas: la oportunidad
de compartir mis grandes sueños y, lo mejor
de todo, hacerlos realidad.
Me emociona saber y constatar que el esfuerzo por la calidad, por hacer hoy mejor las
cosas que ayer, se ha arraigado poco a poco
en nuestra educación superior, y de manera
contundente se va ganando la batalla por
una efectiva equidad educativa. Se puede
afirmar que, conforme pasa el tiempo, el
quehacer de las instituciones se vuelve parte
integral de las condiciones de competitividad
económica y social en que se sustentan las
posibilidades de crecimiento y avance requeridas por las regiones de nuestro país, en la
permanente búsqueda de mejorar el bienestar de la población.
Hoy más que nunca, la relación entre educación, ciencia y tecnología se ha convertido en
una fuente de poder mundial y la democratización del acceso al conocimiento, el desarrollo de capacidades para generarlo y aplicarlo
de forma innovadora, deben ser objetivos
nacionales con un alto grado de prioridad. En
este aspecto, las capacidades de las instituciones de educación superior para la investigación, el desarrollo tecnológico y la innovación
están llamadas a jugar un papel relevante en
la construcción de una sociedad más y mejor
educada y con mayores capacidades que las
actuales, para que México tenga la posibilidad
de participar más en los procesos económicos,
productivos, de globalización e integración
mundiales.
El sistema está obligado a ofrecer educación
con equidad para el desarrollo integral de las
personas, que forme y consolide capacidades
intelectuales básicas, desarrolle competencias para aprender a aprender y proporcione
a los estudiantes oportunidades de empleabilidad para incorporarse y permanecer
en los mundos laborales de la sociedad del
conocimiento y la globalización.
En este contexto, los universitarios estamos
comprometidos a emprender la siguiente y
muy relevante etapa del proceso de transformación de nuestra educación superior y
sus instituciones, con el objetivo de seguir
construyendo nuevas y mejores expectativas
de desarrollo para las próximas generaciones. Para impulsar este proceso, se requiere
identificar metas de gran envergadura y
formular un plan estratégico que, a partir
del andamiaje construido en las últimas dos
décadas, articule y armonice los esfuerzos de
las instituciones y sus comunidades, e ilumine con precisión el camino por recorrer para
hacerlas realidad.
Me atrevo a proponer, desde este espacio
universitario, cinco objetivos estratégicos a
alcanzar en la próxima década. El primero,
consolidar la transformación de un sistema
cerrado en uno abierto, flexible, integrado
vertical y horizontalmente con los otros subsistemas y niveles educativos. Segundo, que
nuestras instituciones incorporen plenamente
en sus funciones y actividades, los modernos
enfoques de la responsabilidad social universitaria, lo que significa consolidar una comunidad de aprendizaje que de manera continua se
pregunte y tome decisiones. El tercer objetivo
estratégico sería asegurar la consolidación de
un sistema de evaluación y reconocimiento de calidad de los programas y procesos
educativos. El cuarto consistiría en lograr la
internacionalización de la educación superior
mexicana como una vía complementaria para
propiciar la mejora continua y el aseguramiento de su calidad. El quinto, que al menos las
instituciones públicas que hoy han alcanzado
altos niveles de gobernabilidad institucional
y reconocidos indicadores de desempeño y
consolidación, como la UASLP, se integren al
grupo selecto de las mejores y más apreciadas
universidades de clase mundial.
Hoy tenemos que reconocer que la educación
pertinente y con los mejores estándares internacionales de calidad es la única que sirve
al país. Estoy convencido de que el conocimiento, una sólida formación integral y el
empeño sostenido por hacer cada vez mejor
las tareas encomendadas, son pilares en el
propósito de construir proyectos exitosos
de vida y para impulsar el desarrollo social.
Alcanzar una educación superior reconocida
por su buena calidad en todas las regiones
del país ya no es una utopía, como se pensaba a principios de la década de 1990, sino
una realidad por la cual vale la pena seguir
luchando todos los días.
Extracto del discurso pronunciado
por el doctor Julio Rubio Oca
en la ceremonia en que la Universidad
Autónoma de San Luis Potosí lo condecoró como
doctor honoris causa. 3 de septiembre de 2015.
ENERO 2016 195 UNIVERSITARIOS POTOSINOS
11
Bacterias
amantes del frío para
producir biocombustibles
CECILIA LIZETH ÁLVAREZ GUZMÁN
[email protected]
INSTITUTO POTOSINO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA A.C.
LUIS MANUEL ROSALES COLUNGA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ANTONIO DE LEÓN RODRÍGUEZ
INSTITUTO POTOSINO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA A.C.
RECEPCIÓN: 25/9/2015
ACEPTACIÓN: 2/12/2015
Sin duda alguna, la demanda global de energía y la
preocupación por el cuidado ambiental son los temas más citados en el siglo XXI. El petróleo y el gas
natural junto con el carbón, combustibles fósiles,
no sólo son nuestras principales fuentes de energía,
también son las materias primas para una gran variedad de materiales y productos hechos por el hombre, desde la gasolina y el diésel hasta químicos y
petroquímicos. Lo que la naturaleza nos dio como un
regalo, formado a través de millones de años, a un
ritmo alarmante. Las reservas de combustibles fósiles
se han reducido de manera significativa y se volve-
12
UNIVERSITARIOS POTOSINOS 195 ENERO 2016
rán aún más costosos de lo que imaginamos. Por lo
tanto, necesitamos buscar nuevas soluciones para
el abasto energético y otras opciones de fuentes de
energía (Olah, 2005).
El hidrógeno es el elemento más abundante en el
universo, sin embargo, en la Tierra raramente se encuentra en estado libre. A diferencia del carbón, el
petróleo o el gas natural, el hidrógeno no puede obtenerse de la naturaleza por trabajos de minería o de
extracción, como en el caso de los recursos fósiles,
sino que se trata de un ‘transportador de energía’
ÁLVAREZ, C., ET AL. PÁGINA 12 A 15
o, mejor dicho, un vector energético. Por tal razón
un gran número de investigadores se dedican a encontrar y desarrollar procesos sustentables para la
obtención de este gas.
Dicho elemento es ampliamente reconocido como el
recurso energético limpio y eficiente del futuro. Tiene mayor contenido de energía por unidad de peso
que cualquier otro combustible conocido y es el único que no está químicamente unido al carbono; además, su combustión sólo libera agua como desecho
final. Por lo tanto, la combustión de hidrógeno no
contribuye al efecto invernadero, agotamiento del
ozono ni produce lluvia ácida. Existen diversos métodos para la obtención del gas. Dentro de este contexto, la producción biológica de hidrógeno aparece
como una alternativa prometedora a los métodos
actuales de obtención de energía y es un tema de
investigación en diversos países.
Microorganismos al rescate del planeta Tierra
En la actualidad la producción biológica de hidrógeno incluye principalmente los métodos de biofotólisis
y fermentación oscura en los cuales se aprovechan
las vías metabólicas de algas y bacterias para la generación del biocombustible. Las algas y cianobacterias son las encargadas de realizar la biofotólisis,
son capaces de descomponer el agua en oxígeno e
hidrógeno dirigiendo una parte de la energía solar a
este proceso. Asimismo, las bacterias anaerobias, tal
como su nombre lo indica, en ambientes libres de
oxígeno utilizan sustratos ricos en carbohidratos para
generar energía, una parte de esta es disipada en forma de hidrógeno con el fin de mantener el equilibrio
electroquímico en la célula (Das y Vezirolu, 2001).
La producción biológica de hidrógeno o ‘biohidrógeno’ es un método atractivo debido a que es
llevado a cabo en condiciones de presión y temperatura ambiente y no es energéticamente intensivo, a diferencia de los procesos de obtención de
PRODUCCIÓN DE BIOHIDRÓGENO
combustibles fósiles. Una ventaja del hidrógeno fermentativo es que utiliza un amplio rango de fuentes
de carbono como materia prima, no necesita luz, por
lo general se obtienen altos rendimientos y se puede
acoplar al uso de residuos orgánicos industriales.
La producción de hidrógeno fermentativo es llevada
a cabo por bacterias anaerobias estrictas, es decir,
que no pueden desarrollarse en presencia de oxígeno, o por bacterias anaerobias facultativas, las cuales
pueden vivir tanto en presencia como en ausencia de
oxígeno. La mayoría de los estudios reportados tienen como protagonistas bacterias del género Clostridium, aunque también se han utilizado Enterobacter
sp. y Escherichia coli, las cuales son aisladas principalmente de los residuos generados por la actividad
humana.
También se han realizado trabajos para optimizar los
procesos de obtención de hidrógeno para mejorar
las cepas productoras de hidrógeno a nivel genético, un buen ejemplo es la cepa sobreproductora de
hidrógeno E. coli WDHL, a la cual le fue removido el
gen hycA —responsable de reprimir la formación de
formiato—, molécula procedente de la degradación
de glucosa a partir de la cual E. coli produce hidrógeno. Además, esta cepa también carece del gen lacI,
lo que le da la capacidad de consumir la lactosa presente en suero de leche, subproducto de producción
de queso que representa un contaminante (Rosales,
Razo, Ordoñez, Alatriste y De León, 2010).
Se han buscado microorganismos productores de
hidrógeno en una amplia variedad de entornos, hoy
en día la mayoría de los estudios reportan el uso de
bacterias mesófilas (capaces de crecer a temperaturas de 25 a 40 °C) y termófilas (capaces de crecer
a temperaturas de 40 a 70 °C). Sin embargo, se ha
subestimado a las bacterias que crecen a temperaturas menores a éstas, lo cual se puede atribuir a
que las bacterias fermentativas son, de manera ge-
ENERO 2016 195 UNIVERSITARIOS POTOSINOS
13
neral consideradas inactivas bajo condiciones frías.
Un par de grupos de investigación han confirmado
que la producción de hidrógeno también se puede
llevar a cabo a bajas temperaturas.
¡Bacterias al extremo!
El humano es un animal mesófilo, por lo general nos
gusta habitar las regiones cálidas y somos incapaces
de soportar grandes variaciones de temperatura, excepto con algunas medidas especiales que no involucran adaptaciones fisiológicas o bioquímicas. Por lo
tanto, consideramos los ambientes fríos como “extremos”, de manera particular aquellos en los cuales la
temperatura no supera los 0 °C. Aunque creemos haber colonizado todos los rincones de nuestro planeta,
la mayor parte de éste se encuentra frío y deshabitado por los humanos, la razón de esto es que más de
70 por ciento de la Tierra está cubierta por agua de
mar, cuya temperatura permanece a 2 °C. Si incluimos las capas de hielo polar, entonces encontraremos
que más de 80 por ciento de la biosfera de la Tierra
está permanentemente fría (Russell, et al.,1990). Así
que ¿en realidad somos los colonizadores más exitosos o debemos otorgar este título a aquellos organismos que son más capaces de hacer frente a estas temperaturas?
Esta reflexión nos confirma que la vida en el planeta
Tierra es variada, compleja y sorprendente. Las bacterias psicrófilas se definen como microorganismos
capaces de crecer a temperaturas que van desde
los 0 a 20 °C, en el caso de las bacterias psicrófilas
estrictas, mientras que las facultativas pueden crecer desde 0 a 30 °C; las temperaturas óptimas de
crecimiento son 15 y 20 °C, respectivamente. Estas
bacterias y sus enzimas son de interés biotecnológico debido a la posibilidad de aplicarlas en procesos
a bajas temperaturas, así como de interés científico
por la relación entre la estructura protéica y la estabilidad térmica de las enzimas bacterianas (Alvarado,
et al., 2015).
Una fría alternativa para la
producción de biohidrógeno
Las bacterias psicrófilas representan un nuevo concepto en el campo de la producción de biohidrógeno, por lo tanto, aún no son tan conocidas en esta
área, ya que a la fecha son escasos los reportes en
donde se les considera productoras de hidrógeno.
No obstante, estos microorganismos son muy interesantes, y no nos sorprenderá que en unos cuantos
años incremente el número de reportes donde estas
bacterias aparezcan como protagonistas de la producción de biohidrógeno.
Recientemente, en 2014, se publicó el
primer trabajo referente a la producción de biohidrógeno por bacterias
psicrófilas realizado por un grupo
de investigación en Polonia, donde
se reporta el aislamiento de bacterias psicrófilas de muestras de agua de
subsuelo y del fondo de un lago. En este
estudio se probó la capacidad para producir
hidrógeno al utilizar suero de leche como sustrato,
de lo que se obtuvieron volúmenes que van desde 1.4 hasta 66.93 mililitros (mL) de biohidrógeno
(Debowski, Korzeniewska, Filipkowska, Zielinski y
Kwiatkowski, 2014).
14
UNIVERSITARIOS POTOSINOS 195 ENERO 2016
ÁLVAREZ, C., ET AL. PÁGINA 12 A 15
CECILIA LIZETH ÁLVAREZ GUZMÁN
Egresada de la carrera de Ingeniería Bioquímica por parte del Instituto Tecnológico de Durango. En la actualidad estudia la Maestría en Biología
Molecular en el Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica A.C. y trabaja en el tema de producción de biohidrógeno por
microorganismos psicrófilos aislados de la Antártica.
El segundo estudio fue publicado por nuestro grupo de trabajo, en donde se reporta la producción de
biohidrógeno por 14 bacterias psicrófilas aisladas
de muestras colectadas de la Antártica, utilizando
glucosa como sustrato. Los resultados mostraron
que las 14 cepas son productoras, con volúmenes
de producción que van desde 34.8 hasta 253.3 mL
de biohidrógeno (Alvarado, et al., 2015). Estos últimos experimentos fueron realizados a 25 °C, por lo
tanto, estas bacterias pueden ser nuevos microorganismos con potencial para ser empleados en procesos de producción de hidrógeno a temperatura
ambiente, con la ventaja de no requerir grandes
cantidades de energía para mantener la producción
de hidrógeno como en el caso de los procesos actuales que requieren de temperaturas superiores a
los 30 ºC. Además, en este estudio se reportó que
algunos de estos microorganismos generan etanol
como subproducto en una concentración de hasta
6.8 g/L, este hallazgo es también relevante ya que
existe la posibilidad de desarrollar procesos usando
a estos microorganismos en procesos simultáneos
de producción de hidrógeno y etanol, el cual, hoy
en día es considerado como uno de los biocombustibles más importantes.
Con base en lo anterior, estas bacterias congeladas
pueden contribuir a obtener energía de manera sustentable, pero todavía queda un largo camino por recorrer, por lo tanto, es necesario seguir investigando
para desarrollar novedosos procesos de producción
de hidrógeno mediante bacterias amantes del frío
que en un futuro no muy lejano puedan aplicarse a
escala comercial.
Agradecemos al doctor Víctor Emmanuel Balderas
Hernández del Instituto Potosino de Investigación
Científica y Tecnológica A.C., por su contribución en la
PRODUCCIÓN DE BIOHIDRÓGENO
redacción del manuscrito. Al Consejo Nacional de Ciencia
y Tecnología, por el financiamiento parcial a través de
los proyectos Ciencia Básica 178988, PDCPN-247498 y
SENER Cemiebio 249564.
Bibliografía:
Olah, G. A. (2005). “Beyond oil and gas: the
methanol economy”, Angewandte Chemie International Edition 44(18): 2636-2639.
Das, D. and T. N. Veziroǧlu (2001). “Hydrogen
production by biological processes: a survey
of literature.” International Journal of Hydrogen
Energy 26(1): 13-28.
Rosales-Colunga, L. M., E. Razo-Flores, L. G. Ordoñez, F. Alatriste-Mondragón and A. De LeónRodríguez (2010). “Hydrogen production by
Escherichia coli ΔhycA ΔlacI using cheese whey
as substrate.” International Journal of Hydrogen
Energy 35(2): 491-499.
Russell, N., P. Harrisson, I. Johnston, R. Jaenicke, M. Zuber, F. Franks and D. Wynn-Williams
(1990). “Cold adaptation of microorganisms
[and discussion].” Philosophical Transactions of
the Royal Society B: Biological Sciences 326(1237):
595-611.
Alvarado-Cuevas, Z. D., A. M. López-Hidalgo, L. G.
Ordoñez, E. Oceguera-Contreras, J. T. OrnelasSalas and A. De León-Rodríguez (2015). “Biohydrogen production using psychrophilic bacteria
isolated from Antarctica.” International Journal of
Hydrogen Energy 40(24): 7586-7592.
D bowski, M., E. Korzeniewska, Z. Filipkowska, M.
Zieli ski and R. Kwiatkowski (2014). “Possibility
of hydrogen production during cheese whey
fermentation process by different strains of
psychrophilic bacteria.” International Journal of
Hydrogen Energy 39(5): 1972-1978.
PALABRAS CLAVE:
Biohidrógeno, biocombustible, bacterias psicrófilas,
Antártica, etanol.
ENERO 2016 195 UNIVERSITARIOS POTOSINOS
15
Simulaciones en tiempo real
de sistemas con
energías renovables
VÍCTOR HUGO PAGOLA TORRES
[email protected]
AGUSTÍN TOBÍAS GONZÁLEZ
RAFAEL PEÑA GALLARDO
FACULTAD DE INGENIERÍA
RECEPCIÓN: 9/6/2015
ACEPTACIÓN: 2/12/2015
16
UNIVERSITARIOS POTOSINOS 195 ENERO 2016
PAGOLA, V., ETA AL. PÁGINA 16 A 21
Un sistema eléctrico de potencia (SEP) es el conjunto de elementos y dispositivos cuyo fin es generar,
transformar, transmitir y distribuir la energía eléctrica
con la mayor eficiencia, al menor costo posible.
En la actualidad los SEP son sistemas muy complejos
y altamente interconectados, por lo que se requieren
diferentes estudios para analizar su comportamiento
en distintos escenarios de operación y así garantizar
su correcto funcionamiento. Sumado a lo anterior, la
tendencia actual es la incorporación de fuentes de
generación basadas en energías renovables, como
la solar fotovoltaica y eólica, cuya materia prima es
variable y por lo tanto causa efectos no deseados
en el SEP.
Los elementos que contienen los sistemas de generación de energía eléctrica a partir de fuentes de energía renovables son sistemas que tienen una dinámica
propia, que al interactuar entre ellos forman una estructura compleja que debe ser controlada, con el fin
de que la conversión de energía en ellos sea tal que,
la energía disponible (ya sea de viento o la irradiación
solar) pueda aprovecharse de manera óptima.
Por lo anterior, es importante contar con herramientas que permitan el estudio y análisis de estos sistemas complejos. Para analizar el comportamiento
de los SEP modernos se han utilizado simuladores,
debido a la dificultad de su construcción en un laboratorio, lo cual es poco práctico y muy costoso. Por
Figura 1.
medio de estas herramientas computacionales, es
posible aproximar la respuesta que tendrá un sistema bajo ciertas condiciones de operación; todo esto
a través de la solución de un modelo matemático
que representa los distintos comportamientos de los
elementos físicos reales y sus interacciones, para así
obtener una respuesta total en conjunto de los mismos (figura 2).
¿Por qué las simulaciones en tiempo real?
La solución del modelo matemático que representa
el comportamiento de un sistema real es obtenida
por métodos numéricos que requieren múltiples pasos para converger a un resultado. Esto hace que
simular un corto lapso de un sistema, cuya composición es cada vez más compleja, se vea reflejado en
largos periodos de espera; esto es conocido en ingeniería como ‘simulación fuera de línea’.
Medición
Error
Simulación
Sistema
eléctrico
Modelo
matemático
Simuladores
Respuesta medida y
calculada
Figura 2. Modelo matemático.
SIMULACIÓN EN TIEMPO REAL
ENERO 2016 195 UNIVERSITARIOS POTOSINOS
17
En cambio, la simulación en
tiempo real, también conocida
como ‘simulación en línea’, es
una opción eficiente para el
estudio de sistemas de manera rápida. De este modo es
posible obtener los resultados
antes mencionados, pero en
una escala natural de tiempo, eliminando el tiempo extra de espera.
Los SEP
son sistemas muy
complejos y altamente
interconectados, por
lo que se requieren
diferentes estudios
para analizar su
comportamiento
Para hacer posible la solución de un modelo matemático en tiempo real, su algoritmo de solución debe
cumplir ciertas características, según el sistema de simulación utilizado. Además, la simulación de la operación de un sistema en tiempo real implica que si un
evento que sucede en el sistema dura un segundo,
también tiene que ser simulado en un segundo.
En la tabla 1 se observa una comparación de lo que
conlleva realizar una simulación en tiempo real y una
de manera tradicional.
Cabe resaltar que el sistema operativo de una computadora personal no está adaptado para resolver
modelos matemáticos en tiempo real, por lo que una
simulación de este tipo requiere un equipo especializado. Incluso en la literatura de esta área se encuen-
tran reportes de la utilización de
técnicas de procesamiento en
paralelo para generar simuladores en tiempo real, pero
para sistemas específicos
y pequeños.
Otro aspecto importante es
que la reducción en el tiempo de
cómputo no justifica la utilización de
simulaciones en tiempo real, debido a que
no existe posibilidad de interacción humana con la
información calculada en cada instante. Es por ello
que se han desarrollado simuladores especializados
en tiempo real que permiten la simulación de los SEP
y su interacción con componentes físicos que forman
parte del sistema, como protecciones, controladores,
máquinas eléctricas, fuentes de energías renovables,
entre otros.
Estación de simulación en tiempo real
Una estación especializada en simulaciones en tiempo real es una súper-computadora de propósito especial diseñada para el estudio de fenómenos transitorios que ocurren en los SEP.
El primer simulador comercial especializado fue construido por la empresa RTDS Technologies en 1991, en
Simulación en tiempo real
Simulación convencional
La simulación de la respuesta de un segundo del
La simulación de la respuesta de un segundo del
sistema es calculada exactamente en un segundo.
sistema puede requerir fracciones de un segundo,
minutos u horas de tiempo de cómputo.
Las simulaciones están basadas en hardware y/o
Las simulaciones están basadas por completo en
software.
software.
En una simulación digital, todos los cálculos para
Los cálculos para determinar el estado del sistema
determinar el estado del sistema son completados
se logran en más de un paso de simulación.
exactamente en el mismo tiempo que un paso de
simulación.
Tabla 1.
18
UNIVERSITARIOS POTOSINOS 195 ENERO 2016
PAGOLA, V., ET AL. PÁGINA 16 A 21
El Laboratorio de Sistemas Eléctricos de Potencia de la
Facultad de Ingeniería de la UASLP cuenta con un simulador RTDS, es el primero en su tipo en una institución
educativa en el país, debido a que su costo es elevado.
Con el RTDS es posible realizar simulaciones híbridas,
es decir, parte de la resolución de un SEP es hecho
por él y el resto mediante la conexión de prototipos, controladores, dispositivos digitales o máquinas
con que se cuente. A esta técnica se le conoce como
‘hardware in the loop’ (HIL) y es una de las tendencias actuales en el análisis y estudio de los SEP. Lo
anterior se ilustra en la figura 4.
Figura 3. Smulador RTDS.
Manitoba, Canadá. Desde entonces se ha mantenido
como una empresa reconocida en el ámbito internacional en la producción de estaciones especializadas
en simulación en tiempo real o estaciones RTDS (por
sus siglas en inglés). La estación RTDS con mayor capacidad de cómputo producida a la fecha se encuentra en los laboratorios de la Corporación Coreana de
Potencia Eléctrica (KEPCO por sus siglas en inglés),
con una capacidad de simular en tiempo real un SEP,
con un paso de integración de 50 microsegundos
(μs), una red de 160 nodos, con 41 generadores, 131
líneas de transmisión, 78 transformadores y 60 cargas dinámicas.
Aplicación de las simulaciones
en tiempo real a energías renovables
En la actualidad en el simulador en tiempo real del
Laboratorio de Sistemas Eléctricos de Potencia, los
investigadores adscritos y los estudiantes de posgrado realizan investigaciones en el área del modelado,
control, operación y análisis de los SEP, incluyendo
fuentes de energías renovables, principalmente basados en energía solar fotovoltaica y eólica.
Se ha desarrollado el modelo matemático de un aerogenerador que incluye un generador eléctrico de
Figura 4.
GTAI
PC
RTDS
A/D
Técnica “hardware in the loop”
GTAO
Modelo matemático
en la pc (software)
D/A
Solución del modelo
en el simulador
SIMULACIÓN EN TIEMPO REAL
Tarjetas de comunicación
con simulador
Etapa de conversión
analógica-digital y
digital-analógica
Interacción con modelos reales,
sistemas de medición, tarjetas de
desarrollo y prototipos (hardware)
ENERO 2016 195 UNIVERSITARIOS POTOSINOS
19
Figura 5.
imanes permanentes, así como su convertidor de
electrónica de potencia que hace posible el enlace
del sistema generador-turbina con la red eléctrica.
Este modelo ha permitido evaluar estrategias de
control para el sistema, con el fin de optimizar el
desempeño de algunos de los parámetros eléctricos
en el punto de conexión del aerogenerador con la
red y de extracción de potencia del viento. Los controladores son programados en dispositivos digitales
y luego conectados con la estación RTDS. En este
caso la ventaja de utilizar el simulador RTDS radica
en que no se cuenta con un aerogenerador real de
Señal de
velocidad
de viento
Turbina
eólica
gran capacidad y mucho menos se tendría el espacio
para albergarlo en el laboratorio; para dar una idea
más clara, hay que considerar que el diámetro de las
aspas de las turbinas eólicas que se simulan rondan
entre los 80 y 100 metros.
Otro de los casos de estudio que se encuentran en
desarrollo con base en la simulación en tiempo real
y la técnica HIL es la caracterización de un sistema
de generación híbrido eólico-fotovoltaico interconectado a la red. Este sistema es importante ya que
combina tanto la energía solar fotovoltaica como la
Generador
de imanes
permanentes
Convertidores de
electrónica de
potencia
Modelo de
la red eléctrica
CA
CD
CA
CD
RED
ß
Control de
ángulo
Control de
generador
Control
de red
Software
Hardware
Figura 6.
20
UNIVERSITARIOS POTOSINOS 195 ENERO 2016
PAGOLA, V. ET AL. PÁGINA 16 A 21
VÍCTOR HUGO PAGOLA TORRES
Es estudiante del Posgrado en Ingeniería Eléctrica de la Facultad de Ingeniería de la UASLP e investigador asociado
a un proyecto de investigación.
Señal de
velocidad
de viento
Generador
de imanes
permanentes
Turbina
eólica
Convertidores de
electrónica de
potencia
+
Puente de
diodos 3φ
Convertidor de
electrónica de
potencia
Modelo de
la red eléctrica
CA
CD
CD
Control de
bus de CD
CD
Transformador
3Φ
Y/Y
RED
Control de
potencia
CD
Señal de
irradiación solar
CD
Paneles
solares
Control
MPPT
Software
Hardware
Figura 7.
eólica. Al igual que en el caso anterior se representan los modelos de los elementos de generación y
sus convertidores en el RTDS (software), mientras
que los controladores necesarios para su operación
se implementan en tarjetas de desarrollo digitales
(hardware). Para el aprovechamiento de la energía
generada por los módulos solares se considera el
controlador del seguimiento del punto de extracción
de máxima potencia (MPPT, por sus siglas en inglés)
que permite utilizar estos dispositivos con mayor
eficiencia energética. El desarrollo de dicho modelo permitirá estudiar la integración de este tipo de
sistemas en empresas o industrias de la región con
potencias de generación a baja escala considerando
las condiciones meteorológicas reales obtenidas mediante mediciones.
Conclusiones
La utilización de simulaciones en tiempo real es una
tendencia actual para el estudio y análisis de siste-
SIMULACIÓN EN TIEMPO REAL
mas eléctricos de potencia basados en fuentes de
energías renovables. Este tipo de simulaciones permiten representar de manera aproximada el comportamiento de los componentes físicos e interactuar de
manera efectiva con componentes virtuales y reales.
Una de las ventajas que ofrece la técnica HIL al contar con una estación especializada en simulación en
tiempo real RTDS, es la posibilidad de probar componentes físicos reales, como los controladores en
dispositivos digitales, convertidores de electrónica
de potencia, protecciones, entre otros, con modelos
matemáticos que representan el comportamiento de
un sistema de gran escala, ya que muchas veces es
imposible contar con él en los laboratorios.
PALABRAS CLAVE:
Energía eólica, energía fotovoltaica, tiempo real,
sistemas de potencia, modelado matemático.
ENERO 2016 195 UNIVERSITARIOS POTOSINOS
21
Imagen: www07.abb.com
El método del elemento
discreto en los
molinos de bolas
Figura 1. Molinos de bolas industriales.
CRISTÓBAL ALBERTO PÉREZ ALONSO
[email protected]
INSTITUTO DE METALURGIA
RECEPCIÓN: 8/6/2015
ACEPTACIÓN: 2/12/2015
La reducción de tamaño en el procesamiento de minerales y cementos es un paso importante ya que la materia prima se convierte
en producto final. Dicho proceso significa obtener de un sólido de
volumen dado, elementos de volumen más pequeño. Su propósito
en la industria minera es liberar los minerales de valor económico
de aquellos sin valor antes de someterlos a procesos de concentración como la flotación o la concentración gravimétrica.
El proceso de reducción de tamaño en la industria minera consta
de diversas etapas. En el minado se remueven las menas del lecho natural en que se encuentran y el tamaño de partícula llega a
medir alrededor de 1 metro. En la etapa de quebrado, el material
es comprimido o impactado en superficies rígidas, por lo que se
obtienen partículas con un tamaño máximo de aproximadamente
10 milímetros (mm). La molienda es la última etapa en el proceso
22
UNIVERSITARIOS POTOSINOS 195 ENERO 2016
PÉREZ, C. PÁGINA 22 A 25
de reducción de las partículas minerales, que llegan a
un tamaño de 300 micrómetros (µm) a 10 µm, por lo
general, dentro de molinos rotatorios de bolas.
requerida del molino, la distribución de fuerzas dentro de él y el transporte de material a través de la
carga de bolas.
Cada molino de bolas consiste en una coraza horizontal cilíndrica provista con revestimiento intercambiable
contra el desgaste y una carga de bolas en su interior.
El tambor se sostiene sobre muñones huecos unidos
a los lados de los extremos para así girar sobre su eje
(figura 1). El material fresco se provee al molino en
forma continua a través de un muñón extremo, y el,
producto molido sale por el otro muñón. La reducción
de tamaño del material se realiza por desgaste a base
de fricción y por impactos entre bolas y mineral.
En años recientes, gracias al gran avance en el área
computacional y al desarrollo de herramientas numéricas como el método del elemento discreto (DEM,
por sus siglas en inglés), se ha progresado de manera
significativa en el entendimiento y cuantificación de
diversos parámetros fundamentales que intervienen
en la molienda con molinos de bolas.
Cuando la velocidad de rotación es baja, la mayor
parte del movimiento de la caída de material se presenta en forma de rodamiento, esto se denomina
‘de cascada’. A velocidades considerables (sin llegar
a que las bolas centrifuguen) la molienda se realiza a
base de impactos, pues se presenta la caída libre en
la capa exterior de la cama de bola, lo que se conoce
como ‘movimiento de tipo catarata’. La figura 2 brinda un corte transversal del molino que determina los
tipos de movimientos.
Los molinos de bolas más grandes por lo común llegan a medir 5.5 metros de diámetro por 7.5 metros
de longitud y son impulsados por motores de 4 000
kilowatts (kW). Debido a esto, en la etapa de molienda se consume la mayoría de recursos energéticos y
de materiales. Austin y cols., en 1984 publicaron: “el
gran impacto que se presenta en cuanto al consumo
de energía, consumo de bolas de acero y desgaste
de levantadores representa entre el 60% y 90% de
los costos totales en toda planta de procesamiento
de minerales”.
Una de las mejores formas para optimizar la operación es entender los mecanismos de molienda
en un molino rotatorio por medio del estudio del
movimiento de la carga formada por las bolas y el
material a moler. Dicha descripción da la pauta para
estimar parámetros importantes como la potencia
Para llevar a cabo simulaciones por el método del
elemento discreto, es importante considerar que se
deben resolver ecuaciones diferenciales de segundo
orden (ecuaciones de movimiento) por medio de métodos numéricos o ciertos algoritmos definidos con
ayuda de un programa computacional. Entre ellas
está involucrada la fuerza neta que se ejerce sobre
una partícula o elemento de simulación. Dicha fuerza,
en conjunto con la masa de esta última, determina la
aceleración neta que se le proporciona al elemento,
por lo que es posible calcular su trayectoria. Existen
ecuaciones matemáticas que modelan la fuerza de
contacto generado durante el choque de dos elementos, dentro de dichos modelos se encuentran
parámetros que dependen de las propiedades físicas
inherentes del material, que pueden ser obtenidas a
partir de datos existentes o pruebas físicas.
Figura 2. Perfil de
carga en un molino
de bolas.
Levantadores
Movimiento de
bolas en catarata
Movimiento de
bolas en cascada
Trayectoria de
bolas parabólica
Trayectoria de
bolas circular
Rotación
DEM EN MOLINOS
ENERO 2016 195 UNIVERSITARIOS POTOSINOS
23
En el pasado, las simulaciones por medio del método del elemento discreto fueron desarrolladas con el
objetivo de implementar una herramienta confiable
para la investigación, sin embargo, comenzaron con
sólo algunos cientos de partículas de cuerpo esférico en dos dimensiones y menos de cien en tres dimensiones. En la actualidad, sistemas de millones y
billones de partículas pueden ser simulados durante
algunos minutos. Debido a este progreso, el DEM
puede ser aplicado en la simulación de procesos
importantes, para brindar un mejor entendimiento
y permitir la optimización de procesos industriales.
Estas técnicas de simulación pueden llegar a ser valiosas herramientas para remplazar costosos experimentos de laboratorio por experimentos virtuales.
El método del elemento discreto aplicado a molinos
de bolas permite la simulación numérica de la interacción dinámica entre los levantadores del molino y
su carga contenida. Este tipo de simulaciones permite
calcular las trayectorias de entidades individuales de la
carga, así como el choque entre ellas y la carcasa del
molino. Los cálculos se basan en leyes fundamentales de movimiento y se toma en cuenta la geometría
exacta, dimensiones y propiedades del material, tanto
de cada partícula individual como de la geometría en
que se contienen las partículas (carcasa del molino).
El perfil de carga generado por un molino rotatorio es
un indicio de su manera de trabajar, es decir, el tipo
de movimiento predominante dentro de él (cascada
o catarata) tiene un efecto directo sobre la capacidad
de molienda. Cuando el movimiento predominante es
tipo cascada, el material sufre molienda por efecto de
la abrasión, lo cual da como resultado una molienda
mucho más fina. Este efecto no es deseable, debido
a que cuanto más fino sea el material de descarga,
mayor energía consume el sistema. Cuando el movimiento predominante es tipo catarata, se produce
una mayor fractura por impacto. En este sentido el
dispositivo trabaja con mayor eficacia debido a la disminución de material muy fino a la descarga.
Al trabajar con el método del elemento discreto, es
posible visualizar el comportamiento de la carga. Para
ilustrar mejor lo descrito anteriormente, se desarrollaron cinco diferentes simulaciones para un molino de
diámetro de 0.416 metros llenado a 35 por ciento de
su volumen interno con 12 bolas de 1 pulgada, 27
bolas de ¾ de pulgada y 121 bolas de ½ pulgada. Las
Figura 3. Perfil de carga con
disminución en el tamaño del
levantador y velocidad de
rotación constante.
Figura 4. Perfil de carga
con aumento de velocidad
de rotación y levantadores
constantes.
24
UNIVERSITARIOS POTOSINOS 195 ENERO 2016
PÉREZ, C. PÁGINA 22 A 25
CRISTÓBAL ALBERTO PÉREZ ALONSO
Es doctor en Ingeniería de Minerales por el Instituto de Metalurgia de la UASLP. Es investigador asociado al proyecto Fordecyt y profesor
investigador en el Instituto de Metalurgia de la Facultad de Ingeniería de la UASLP. Trabaja en el proyecto “Desarrollo del software MinProSim, un
simulador de procesamiento de minerales enfocado a la optimización de circuitos de quebrado, molienda y clasificación de la industria minera”.
simulaciones fueron realizadas durante 5 segundos y
mientras se cambiaba entre velocidad de giro del molino y la geometría de los levantadores.
Los perfiles de carga de la figura 3 muestran que entre
más alto sea el levantador, mayor será la proporción
de bolas lanzadas hacia la carga. Sin embargo, si éstas
son mucho más grandes en tamaño comparadas con
la altura de los levantadores, sólo rodarán sobre ellos
y restringirán la proporción de material lanzado. Comúnmente las bolas más pequeñas son las que logran
movimiento tipo catarata, pero la energía involucrada
en los impactos podría ser baja debido a la masa pequeña de la bola, que logra poco trabajo de molienda.
La figura 4 muestra que a velocidades de rotación
bajas, el rodamiento de bolas predomina en todos
los tamaños y sólo algunas de las más pequeñas son
lanzadas contra la carga. Conforme aumenta la velocidad de rotación, la proporción de bolas lanzadas
toma mayor visibilidad, incluso las de mayor tamaño
comienzan a volar. Una velocidad excesiva de rotación
provoca que choquen plenamente contra el revestimiento, el cual es un fenómeno indeseado que provoca daño en ellas y en el recubrimiento interno del
molino, además de un consumo de energía inútil.
De esta manera, el método del elemento discreto puede ser aplicado para estudiar, diseñar y optimizar la
operación de molinos de bolas a nivel industrial con el
objetivo de cumplir con los requerimientos de producción actuales. Debido a que dicha herramienta se basa
en fundamentos físicos y no en modelos empíricos,
es posible obtener resultados confiables que procedan
de equipos a gran escala y trabajen en diversas condiciones de diseño y operación. La figura 5 muestra
la operación de un molino de 5 metros de diámetro,
para este caso se utilizaron 822 bolas.
Así, el tipo de movimiento de la carga depende, entre otras cosas, del tamaño de bola, la geometría del
levantador y la velocidad de rotación del molino. El
método del elemento discreto permite simular dicho
movimiento en molinos de bolas industriales y de laboratorio tomando en cuenta diversos parámetros
de diseño y operación, por lo que a partir del análisis
de las simulaciones, es posible desarrollar criterios de
geometría de levantadores y condiciones de operación capaces de brindar una molienda más eficiente.
Finalmente, el método del elemento discreto también ha sido utilizado para efectuar simulaciones en
otro tipo de dispositivos además de molinos rotatorios de bolas, por lo que existe la posibilidad de
continuar investigando otros elementos utilizados
comúnmente en la industria, como molinos planetarios, centrífugos, vibratorios, Hicom, autógenos,
semiautógenos, entre otros, para mejorar los dispositivos en cuanto a diseño y operación.
Bibliografía:
Austin, L.G., Klimpel, R.R., Luckie, P.T., (1984),
“Process engineering of size reduction: ball
milling”, Society of Mining Engineers, AIME,
New York.
Figura 5. Perfil de
carga para un molino
industrial.
DEM EN MOLINOS
PALABRAS CLAVE:
Procesamiento de minerales, reducción de tamaño,
molinos de bolas, métodos del elemento discreto,
simulación.
ENERO 2016 195 UNIVERSITARIOS POTOSINOS
25
Balance energético y
obesidad
BERTHA SEGURA ALEGRÍA
[email protected]
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
ISMAEL JIMÉNEZ ESTRADA
CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y DE ESTUDIOS
AVANZADOS DEL INSTITUTO POLITÉCNICO
NACIONAL
RECEPCIÓN: 5/11/2015
ACEPTACIÓN: 2/12/2015
La obesidad se ha vuelto muy común en la actualidad, se presenta en países industrializados y en vías
de desarrollo. En ambos casos, la proporción de población con dicho padecimiento tiende a incrementarse de manera alarmante. En la actualidad se considera que la obesidad es una pandemia acompañada
de varios padecimientos, como: diabetes, degeneración de las articulaciones, síndrome metabólico y
enfermedades cardiovasculares, cuya presencia deteriora la calidad de vida de quienes las padecen e incrementa la morbilidad y mortalidad de la población.
La obesidad resulta de un desbalance entre la cantidad de energía que un individuo adquiere a través de
los alimentos y el gasto que hace de ésta por medio
de la actividad física y/o mental (figura 1).
26
UNIVERSITARIOS POTOSINOS 195 ENERO 2016
SEGURA, B., ET AL. PÁGINA 26 A 31
Apetito
Absorción
Ingesta de
Gasto de
energía
energía
Termogénesis
Metabolismo
Saciedad
IMC= Peso corporal (Kg)/ Estatura2 (m2)
Peso
corporal
constante
Figura 1.
Lo anterior indica que si la cantidad de energía ingerida es igual al gasto energético, el peso corporal
se mantendrá estable. En cambio, si el gasto es mayor que la cantidad de energía proporcionada por
los alimentos, el individuo presentará una disminución en su peso corporal, o bien, por el contrario, si
la cantidad de energía ingerida es superior al gasto
energético, el sujeto puede presentar sobrepeso u
obesidad.
En la práctica clínica, una de las formas más confiables y sencillas de establecer si una persona tiene
sobrepeso u obesidad es mediante la determinación
del índice de masa corporal (IMC), el cual se calcula
a partir de la relación entre el peso corporal y el cuadrado de la estatura del individuo:
Marasmo
Apatía e irritabilidad
La Organización Mundial de la Salud ha sugerido
que el grado de sobrepeso u obesidad de una persona está dado por el valor numérico del IMC. Un
individuo se considera obeso cuando su IMC es igual
o mayor a 30 Kg/m2 (figura 2).
La obesidad es una enfermedad multifactorial cuyas
causas aún se desconocen; entre los factores que
la producen se encuentran los de índole genética,
metabólica, endocrinológica y ambiental. De estos
últimos destaca la disponibilidad de cierto tipo de
alimentos, la capacidad económica para adquirirlos y las tradiciones familiares y/o culturales, que en
conjunto con la condición fisiológica y/o psicológica del individuo, son determinantes en la selección
de los alimentos.
Para comprender la interacción entre los factores
antes citados, debe considerarse que el balance de
energía en los organismos vivos está estrechamente
relacionado con la función de los sistemas u órganos
corporales vinculados con el hambre y la saciedad.
Entre ellos se cuentan al sistema nervioso central, el
tracto gastrointestinal y órganos asociados (hígado
Síndrome de Kwashiorkor
Apatía y tristeza
Cara de viejito
Cara de luna llena
Piel seca y plegadiza
Lesiones en la piel
Extremidades flácidas
Bajo peso
Cabello normal
Disminución del tejido muscular y adiposo
Bajo peso
Cabello rojizo y quebradizo
Adelgazamiento muscular con presencia de grasa
Edema
Sin edema
Figura 2.
ALIMENTACIÓN, ENERGÍA, OBESIDAD
ENERO 2016 195 UNIVERSITARIOS POTOSINOS
27
y páncreas), la glándula tiroides,
el tejido adiposo y algunos órganos de los sentidos, donde
destacan el gusto, el olfato y
la vista.
Entre los
factores que
producen la obesidad
se encuentran los
de índole genética,
metabólica,
endocrinológica y
ambiental
La conducta alimentaria de
un organismo resulta de la
interacción entre los factores ambientales y los elementos
morfofuncionales involucrados en el
balance energético. Ésta se manifiesta
como una serie de pautas conductuales y motoras asociadas a la localización y selección (el tipo y
la cantidad) del alimento ingerido.
En el presente trabajo, trataremos de resumir la relación entre los principales elementos involucrados
con el balance energético. Además, cómo el ambiente externo puede modificar su actividad y alterar el
balance energético, provocando la aparición de sobrepeso u obesidad.
Control neuroendócrino del hambre y la saciedad
Las sensaciones de hambre y saciedad —que todos
experimentamos— guardan una relación estrecha
con el balance energético del organismo. El cerebro
es la estructura directamente relacionada con ellas,
para ello cuenta con una compleja red de circuitos
neuronales que reciben información del estado energético del organismo y responden enviando señales
hacia los sistemas y órganos periféricos involucrados
con el balance de la energía.
El tracto digestivo es una de las estructuras periféricas que alerta al sistema nervioso sobre la necesidad de ingerir alimento. Cuando el estómago se
encuentra vacío, secreta una hormona, la grelina,
cuya presencia incrementa el apetito. Mientras que,
en respuesta a la ingestión de alimento, las células
del páncreas secretan la hormona insulina, la cual
informa al cerebro sobre la disponibilidad de energía
28
UNIVERSITARIOS POTOSINOS 195 ENERO 2016
a corto plazo. Asimismo, la información de la existencia de almacenes de energía utilizable a
mediano o largo plazo es codificada por la presencia de
otra hormona, la leptina, secretada por el tejido adiposo.
Estas hormonas actúan de manera directa sobre las regiones
del cerebro involucradas con las
sensaciones de hambre y saciedad. Los
circuitos neuronales en cuestión se activan
tanto en presencia de grelina como en respuesta a
la disminución de glucosa circulante, lo cual ocurre
después de unas horas de haber ingerido alimento.
La grelina se transporta a través de la circulación
sanguínea hasta ciertas áreas del cerebro (principalmente el área hipotalámica lateral), que responden
activando las llamadas ‘vías orexigénicas’. Estas últimas inducen en el individuo la sensación de hambre. También ocurre la activación de tales vías y la
consecuente necesidad de ingerir alimento, si disminuye la concentración de glucosa circulante en el
torrente sanguíneo.
En cambio, la sensación de saciedad se debe a la actividad de las vías anorexigénicas, ubicadas en otras
regiones cerebrales (por ejemplo, la porción ventromedial del hipotálamo). Éstas se activan después de
la ingestión de alimento y probablemente están relacionadas con la presencia en el intestino delgado de
ciertos compuestos químicos, como los monosacáridos, los ácidos grasos y los péptidos (productos de la
digestión del alimento), que disminuyen la velocidad
de vaciamiento del estómago y que, a su vez, deprime la secreción de grelina.
Además de las hormonas secretadas por el tracto
gastrointestinal, aquellas secretadas por la glándula
tiroides y las glándulas suprarrenales incrementan el
consumo de alimento.
SEGURA, B., ET AL. PÁGINA 26 A 31
Los circuitos neuronales se encuentran conformados
por conjuntos de neuronas (células del sistema nervioso), que se comunican entre sí mediante sustancias químicas, los neurotransmisores. Estos también
pueden modificar la función de los circuitos neuronales asociados con las sensaciones de hambre y saciedad. Entre ellos podemos mencionar la serotonina, la cual tiene efectos anorexigénicos (induce una
reducción del consumo de carbohidratos); su presencia se ha asociado con la finalización del consumo
de alimento.
La noradrenalina, por su parte, estimula el apetito;
sin embargo, la presencia de la leptina disminuye o
inhibe su liberación. Este neurotransmisor, a diferencia de la serotonina, estimula el consumo de carbohidratos. Las alteraciones en la producción o actividad de tales neurotransmisores puede provocar un
incremento en la cantidad de alimento ingerido y/o
la preferencia por el consumo de carbohidratos, por
ejemplo la secreción deficiente de leptina estimulará
el apetito e incrementará la preferencia por estos últimos (figura 3).
La conducta alimentaria y el medio ambiente
En la ejecución de la conducta alimentaria también
participan las señales procedentes del ambiente que
rodea al individuo, ya que éstas pueden ser percibidas por el sistema nervioso central mediante receptores sensoriales.
Los receptores sensoriales (también llamados órganos de los sentidos) se especializan en informar al
sistema nervioso sobre las condiciones del medio
ambiente; en el caso de la conducta alimentaria, influyen de manera directa en la selección del alimento, al estimular o inhibir su ingestión. La vista informa
sobre el color y aspecto, mientras que el olfato es
estimulado por las sustancias químicas volátiles, con
ello permite al individuo ubicar el alimento y valorar
Serotonina
Mensajero químico que actúa
sobre las neuronas que inhiben el
hambre.
Hormonas tiroideas
Contribuyen a mantener el balance
energético; reducen los niveles
circulantes de insulina y leptina y
ayudan a perder grasa corporal.
Dopamina
Asociada con experiencias
placenteras y conductas adictivas;
se libera cuando se consumen
alimentos que agradan.
Glucocorticoides
Secretadas por las glándulas
suprarrenales, incrementan la
ingesta de alimento.
Figura 3.
ALIMENTACIÓN, ENERGÍA, OBESIDAD
ENERO 2016 195 UNIVERSITARIOS POTOSINOS
29
Figura 4.
su estado de conservación. Sin embargo, el gusto
es probablemente el factor que más influye sobre la
conducta alimentaria, debido a que permite captar
el sabor de la comida.
en las etapas de desarrollo temprano del individuo
y la actividad laboral de éste en su vida adulta también guardan una relación estrecha con su balance
energético.
En resumen, la percepción del olor, sabor, color y aspecto del alimento permite al individuo decidir si lo
consume o no, con base en sus experiencias previas.
Esto significa que identificará aquellos alimentos que
le sean de sabor agradable, y preferirá su consumo
sobre los que tienen un determinado sabor que no
le gusta o que le causaron antes molestias físicas,
como dolor, indigestión, diarrea, entre otras.
Es importante considerar que a partir de la Revolución Industrial, la participación humana en la producción de bienes y servicios ha sido sustituida gradualmente por máquinas, las cuales, a cambio de elevar
la productividad, han propiciado el sedentarismo y el
incremento de la presión laboral sobre los humanos.
Esta característica de nuestra sociedad industrializada induce alteraciones en los neurotransmisores participantes en los circuitos neuronales, relacionados
con el hambre y la saciedad; por ejemplo, el exceso
de presión laboral (o escolar, en el caso de los jóvenes) disminuye la actividad de la serotonina, lo que
podría provocar la ingestión excesiva de alimento,
principalmente de carbohidratos (figura 4).
En los seres humanos, además de la experiencia previa, las costumbres familiares asociadas con los sabores, olores, colores y textura de los alimentos consumidos en las etapas iniciales de su vida, adquieren
una gran importancia en la selección del alimento
que consumirán el resto de sus vidas.
Lo anterior nos permite proponer que en la especie
humana, el ambiente y el estilo de vida de cada individuo modulan la cantidad y calidad del alimento
ingerido. Asimismo, el estilo de vida que se fomenta
30
UNIVERSITARIOS POTOSINOS 195 ENERO 2016
Esta situación representa un panorama poco favorable para mantener el equilibrio energético en la
especie humana, a esto es necesario agregar que
los medios de comunicación masiva (radio, televisión, espectaculares, entre otros) fomentan el con-
SEGURA, B. ET AL. PÁGINA 26 A 31
BERTHA SEGURA ALEGRÍA
Obtuvo el Doctorado en en Ciencias Fisiológicas por el Instituto de Neurobiología de la UNAM. Actualmente labora en la Facultad de Estudios
Superiores Iztacala de la UNAM y trabaja en el proyecto “Alteraciones provocadas por la alimentación (deficiente o excesiva) sobre las
propiedades contráctiles y la fatiga del músculo EDL, en la rata en desarrollo”.
sumo de alimentos atractivos a la vista y al
paladar, pero con exceso de carbohidratos y
grasas difíciles de digerir, aparte de que los
ofrecen como una recompensa alimentaria,
la cual permite obtener placer y relajación a
un individuo tenso y cansado (cuya actividad
laboral lo obliga a permanecer sentado por
periodos largos.
Cada vez es más frecuente que las parejas laboren fuera de su casa, por lo que disponen
de poco tiempo para preparar dietas sanas y
bien balanceadas, consumen comida rápida,
preparada con exceso de grasa y abundantes
carbohidratos. En el caso de que la pareja
tenga hijos, tal alimentación será un punto de
referencia que dominará en el futuro sus preferencias alimentarias. Todo lo anterior brinda
las condiciones ideales para fomentar la aparición de sobrepeso u obesidad.
Por otra parte, en las grandes ciudades son
escasos los lugares de esparcimiento al aire
libre (parques, campos deportivos, etcétera),
por lo que las familias, en sus días de descanso, prefieren visitar plazas comerciales cerradas, ir al cine, ver televisión o practicar videojuegos, esto es, mantienen una actividad con
escaso ejercicio físico.
Comentario final
Luego de conocer un poco sobre los mecanismos involucrados con el balance de la energía
y la manera en que estos pueden ser alterados por algunos factores ambientales, podemos concluir que existe una relación directa
entre el alarmante incremento en el porcentaje de la población obesa y las condiciones de
ALIMENTACIÓN, ENERGÍA, OBESIDAD
vida que prevalecen en las sociedades industrializadas, predominantes en la actualidad.
No obstante, lo anterior también nos permite
sugerir que para mantener estable el IMC es
conveniente:
a) Inculcar en los niños preferencias alimenticias sanas, en las que se evite el consumo
excesivo de alimentos con alto contenido
de grasas y carbohidratos (azúcares). Es
importante señalar que los sentidos de la
vista, el olfato y el gusto se desarrollan gradualmente en la vida posnatal temprana y
la selección del tipo alimento que se consumirá por el resto de la vida, se establece
en esta etapa del desarrollo.
b) Los adultos también deben evitar el consumo excesivo de alimentos con alto contenido de grasas y carbohidratos.
c) Fomentar la realización de la actividad física periódica en personas de todas las edades. Esto además de contribuir a mantener
el balance energético, ayuda a eliminar el
exceso de tensión laboral o escolar y logra
una mejora en la oxigenación de los tejidos
que constituyen el organismo.
d) No dejarse influenciar por la publicidad
que fomenta el consumo de alimentos denominados como ‘chatarra’, que contienen
elevadas concentraciones de grasa y carbohidratos.
PALABRAS CLAVE:
Energía, ingestión, gasto, alimento, obesidad.
ENERO 2016 195 UNIVERSITARIOS POTOSINOS
31
El primer
ingeniero
JORGE ALBERTO PÉREZ GONZÁLEZ
[email protected]
FACULTAD DE INGENIERÍA
RECEPCIÓN: 13/9/2015
ACEPTACIÓN: 2/12/ 2015
El historiador griego Herodoto llamó a Egipto “el don del Nilo”, una
de las civilizaciones más antiguas y deslumbrantes en la historia de la humanidad,
cuyo milenario florecimiento ha producido la
fascinación de los estudiosos de la arqueología,
la papirología, la epigrafía y la historia en las últimas dos centurias, dando lugar a una nueva disciplina
científica: la egiptología. Ahí sobrevive la única de las siete maravillas del mundo antiguo, la Gran Pirámide de Khufu
(llamada Keops por los griegos), que con sus 147 metros de
altura fue la estructura más alta construida por el hombre
durante casi 4 000 años, desde su edificación alrededor
del año 2500 a.C. (su vecina, la Pirámide de Jafra, o Kefrén para los griegos, aparenta una altura mayor, aunque es 3 metros inferior a aquélla, la razón es que su
base está situada 10 metros más arriba).
32
UNIVERSITARIOS POTOSINOS 195 ENERO 2016
PÉREZ, J. PÁGINA 32 A 35
Basada en un breve poema de
norte geográfico; el cociente del
En Egipto
Antípatro de Tesalónica, tomaperímetro de su base, de 230
sobrevive la
do de Antología griega, la lista
metros por lado, por poner
única
de
las
siete
clásica de las siete maravillas
otro ejemplo, entre el doble
constituye la materialización
de su altura original de apromaravillas del mundo
de la idea de los antiguos heximadamente 147 metros, es
antiguo, la Gran
lenos por conjuntar una serie
igual a la misma relación enPirámide de Khufu
de obras arquitectónicas que
tre el perímetro de una circunen su momento destacaron por
ferencia y su diámetro, esto es el
su magnificencia, valor artístico,
número π (pi) o 3.141, y si se divide
por constituir una hazaña técnica, o
la superficie de la base entre la superpor la suma de todas ellas:
ficie lateral se obtiene la proporción áurea,
el número (áureo) o 1.618, evocado por el filósofo
He posado mis ojos sobre la muralla de la dulce
griego Pitágoras. En 1994 Robert Bauval, ingeniero
Babilonia, que es una calzada para carruajes, y
de origen angloegipcio y estudioso de la piramidola estatua de Zeus de los alfeos, y los jardines
logía, lanzó la teoría de la correlación de Orión que
colgantes, y el Coloso del Sol, y la enorme obra
establece una relación entre el alineamiento de las
pirámides de la planicie de Giza y la posición de las
de las altas Pirámides…
estrellas del cinturón de dicha constelación.
Consideradas por muchos un auténtico hito en
la historia de la ingeniería, por constituir el primer Si existió o no en todo esto cierta intencionalidad por
ejemplo de la aplicación de tecnologías constructivas parte de los antiguos egipcios, es un asunto que aún
en gran escala, existen más de 80 de estas enormes es tema de discusión y controversia, lo que origina
moles de piedra caliza en la tierra de los faraones, y una serie de especulaciones en torno a la tecnolounas 50 en el vecino Sudán, la mayoría en ruinas y gía y los procedimientos utilizados en su edificación,
algunas semienterradas en las arenas del desierto, pero, sobre todo, a su propósito. Ya desde la antipero son, sin duda, la Gran Pirámide de Keops y sus güedad despertaron verdadera curiosidad entre griecompañeras, las de Kefrén y de Micerino, las Pirámi- gos y romanos; Aristóteles, por ejemplo, señalaba
des de Giza, las más conocidas debido a sus impo- que su verdadera intención fue mantener ocupada
nentes dimensiones y su grado de conservación.
a la población para que no pudiera conspirar contra
el faraón; hoy en día hay quienes ven en la gran piUn hecho notable lo constituye el nivel de precisión rámide una puerta de acceso a un universo interior,
con que fueron construidas: las caras de la base de algunos la consideran un evidente sostén de profela Gran Pirámide de Keops, que fueron orientadas cías apocalípticas y muchos más aseguran que en su
hacia los cuatro puntos cardinales (a diferencia de los construcción participó alguna civilización alienígena
ziggurats sumerios, cuya orientación se estecnológicamente más avanzada.
tableció con base en sus vértices), con
En filosofía existe un principio
un error de tan sólo 3 minutos y 6
denominado ‘navaja de
segundos de arco respecto del
Ockham’, según el
EL PRIMER INGENIERO
ENERO 2016 195 UNIVERSITARIOS POTOSINOS
33
cual, en igualdad de condiciones, la explicación más sencilla suele ser la correcta, y en
el ámbito científico, por lo general, las soluciones suelen emerger de razonamientos
mucho más simples de lo que aparentan; lo
cierto es que los egipcios, desde el Imperio
antiguo, poseían conocimientos matemáticos y astronómicos algo más que elementales los cuales aunados a unas admirables cualidades estéticas, fueron aplicados de manera
manifiesta en sus construcciones: no se
requieren sofisticados conocimientos de
astronomía para orientar una edificación
con razonable exactitud.
El grado de perfección alcanzado por los
antiguos egipcios en la construcción de
sus pirámides no se logró de la noche a
la mañana. Si bien sus exitosas edificaciones
son una prueba del nivel de comprensión del comportamiento estructural, manifestado a través de la aplicación
de reglas empíricas para la determinación de los tamaños
de los elementos estructurales, estas reglas fueron obtenidas por la experiencia en un largo proceso de prueba y
error, que atravesó por una sucesiva serie de intentos fallidos como lo demuestra la edificación de la pirámide inclinada de Seneferu, curiosa obra que presenta dos pendientes en sus caras, pero inició casi 150 años atrás con
la erección de la gran estructura en piedra más antigua
en la historia de la humanidad: la Pirámide Escalonada,
también conocida como protopirámide de Saqqara, gran
obra de quien ha sido considerado el primer ingeniero
estructural del mundo, el egipcio Imhotep.
Imhotep, constructor egipcio, considerado
el primer ingeniero estructural del mundo.
más de ingeniero y arquitecto, escultor,
médico y astrónomo. Aunque su vida es
prácticamente desconocida, poseemos
información gracias a una inscripción en
jeroglíficos hallada en una estatua del faraón Zoser, de la tercera dinastía; de origen
plebeyo, gracias a su valía personal llegó a
ostentar significativos puestos en la corte
real de Zoser, de quien fue visir, tesorero
real, canciller del Bajo Egipto, juez principal y sumo sacerdote de Heliópolis.
Su obra cumbre como ingeniero fue el
diseño y construcción del complejo funerario de Saqqara para el soberano,
cuya edificación más notable la constituye la gran Pirámide Escalonada.
Hasta antes de la construcción de la pirámide de
Zoser, las tumbas de los faraones consistían en una
serie de cámaras subterráneas en cuya superficie se
colocaba una pirámide truncada de poca altura denominada ‘mastaba’, construida con pequeños ladrillos de adobe. De manera ingeniosa, y para resaltar
la magnificencia de la tumba de su faraón, Imhotep
ideó una estructura piramidal, superponiendo una
serie de mastabas, cada una de menor tamaño que
Pirámide Escalonada, también conocida como
protopirámide de Saqqara.
Aun cuando después de muerto fue deificado y alcanzó
el rango de dios por sus propios méritos (distinción que
difícilmente podrá lograr cualquier ingeniero estructural
de nuestros días), en vida
como simple mortal,
Imhotep fue adePirámide
inclinada de
Seneferu.
34
UNIVERSITARIOS POTOSINOS 195 ENERO 2016
PÉREZ, J. PÁGINA 32 A 34
JORGE ALBERTO PÉREZ GONZÁLEZ
Maestro en Ingeniería con especialidad en Estructuras por la Universidad Nacional Autónoma de México. En la actualidad
es director de la Facultad de Ingeniería de la UASLP.
la subyacente, en un total de seis, hasta lograr una
impresionante altura de 60 metros por encima de las
cámaras funerarias; por primera vez fueron utilizados
grandes bloques de piedra caliza, y si bien es cierto
que estos no llegarían a alcanzar la enorme magnitud de los de más de 4 toneladas empleados en la
construcción de las pirámides de Giza (en la Pirámide Escalonada se emplearon bloques de no más de
media tonelada), su extracción, transporte y montaje
significaron un notable desafío para la época. Imhotep tuvo que organizar todo un proceso constructivo
con miles de obreros para la realización de la primera
ciudad funeraria, rodeada por una muralla de cerca
de 1 500 metros de longitud, con diversas edificaciones en cuyo centro erigió la tumba de su señor.
No es casualidad que estas gigantescas construcciones de piedra caliza hayan perdurado hasta nuestros
días, sobre todo, si tomamos en cuenta que la sobrevivencia durante siglos de los grandes monumentos
de la antigüedad parece ser más bien la excepción
que la regla, a pesar de encontrarse en una de las
zonas del mundo con mayor actividad sísmica. Existen varios factores que han contribuido a su preservación ante el efecto de los agentes externos: por
un lado su estructura extraordinariamente masiva y
sólida y, por otro, la ventaja estructural intrínseca de
la forma piramidal, en la que la masa disminuye de
manera continua respecto a la altura, lo que reduce
de modo importante el valor de las fuerzas laterales inducidas por un sismo (cuya magnitud está en
función directa de la masa pero también incrementa
con la altura de la edificación).
Todo ello, no obstante, parece no haber sido suficiente en algunos casos: la pirámide de Meidum, aproximadamente 100 kilómetros al sur de El Cairo, sufrió
un derrumbe en la antigüedad durante un fuerte terremoto, lo que provocó el desprendimiento de su recubrimiento de piedra caliza y dejó visible únicamente
la parte central de su núcleo interno, una pirámide
cuya altura original sobrepasaba los 90 metros pero
EL PRIMER INGENIERO
en su estado actual cuenta con sólo 65, colapso que
evidenció una deficiente adherencia y un aparejo de
sillares poco estable, sobre todo entre el material del
núcleo de mampostería, de menor tamaño, y los
grandes bloques calcáreos del recubrimiento.
Dos factores contribuyeron en mayor medida a este
colapso: su desplante se edificó sobre un terreno
arenoso que favorece la amplificación de las ondas
sísmicas, a diferencia de las pirámides de Giza, cimentadas sobre una planicie rocosa; también, a
diferencia de la mayoría del resto de las pirámides,
la nivelación de los bloques es perfectamente horizontal en lugar de tener una ligera inclinación hacia
adentro, lo cual hubiera significado mayores aceleraciones sísmicas necesarias para producir su deslizamiento y desprendimiento.
El nombre de Imhotep ha motivado la creación de
gran cantidad de personajes de ficción, desde las
novelas de Ágatha Christie hasta películas de Hollywood como La momia, además de personajes
de juegos de video, pero el auténtico constructor y
edificador inspiró mucho más que eso. Existen múltiples ejemplos a lo largo de la historia en que la ingeniería y la tecnología han llevado la delantera y
la ciencia las ha seguido, ésta es una clara muestra;
con su ingenio imaginativo y su intuición estructural,
al emplear la tecnología constructiva de punta de su
época, Imhotep estableció las bases de la ingeniería
monumental, y se anticipó 3 500 años a la edificación de las grandes catedrales góticas de la Europa
medieval, y más de 4 000 al descubrimiento de las
leyes científicas de la teoría de la mecánica de los
materiales, que servirían como fundamento al desarrollo acelerado de la ingeniería estructural a partir
del siglo XIX.
PALABRAS CLAVE:
Ingeniería estructural, Imhotep, Egipto,
pirámides, estructuración.
ENERO 2016 195 UNIVERSITARIOS POTOSINOS
35
RAÚL ROJAS GONZÁLEZ
[email protected]
FACULTAD DE MATEMÁTICAS Y COMPUTACIÓN
DE LA UNIVERSIDAD LIBRE DE BERLÍN
El sistema de los billetes bancarios
Si usted fuera el director del Banco Central ¿qué
notas bancarias y con qué denominaciones dejaría
imprimir? Veamos.
rado a nuestra psique. Por eso es más sencillo pagar,
calcular precios y dar el cambio correspondiente con
el sistema decimal.
Con la creación del euro, que empezó a circular
el primero de enero de 2002, surgió una moneda
transnacional de gran importancia para Europa y
para el mundo entero. Nuevas notas bancarias fueron impresas, nuevas monedas tuvieron que acuñarse. El Banco Central Europeo (BCE) no lo hizo a la
ligera, pues la denominación exacta y el número de
billetes que produce afectan posteriormente a todo
consumidor en el momento de hacer pagos. De este
modo el BCE decidió emitir efectivo con las denominaciones 1, 5, 10, 20, 50, 100 y 200, lo que se conoce
como serie binaria-decimal para notas bancarias.
No existe el billete de un euro, pero sí la moneda
correspondiente.
Ahora bien, un sistema de notas bancarias puramente decimal (es decir sólo con denominaciones de 1,
10, 100, 1 000) requiere de muchos billetes en la
cartera para pagar todos los precios. Si, por ejemplo,
queremos cubrir todos los precios posibles entre 1 y
999, necesitaríamos nueve billetes de 1 euro, nueve
de 10 y nueve de 100 en la cartera (27 billetes en total). Pagaríamos 17 euros, por ejemplo, con un billete
de 10 y siete billetes de 1 euro.
El problema del espaciamiento óptimo de las denominaciones de monedas y billetes ha interesado
a economistas y matemáticos por siglos. Algunos
países han impreso billetes con denominaciones llamativas como: 3, 6, 45, o hasta 90. Pero según Mark
Wynne del Banco de la Reserva Federal en Dallas,
Estados Unidos de América, 62 de 156 países utilizan
el sistema binario-decimal completo hasta 1 000, o
truncado hasta una denominación menor. Diez países más utilizan el sistema 1, 2.5, 5, 10, 25 y 50.
Desde la Revolución Francesa, el sistema de medidas decimal se ha extendido por el mundo. La base
del sistema es 10, y cuando contamos utilizamos
múltiplos de 1, 10, 100, 1 000, etcétera (unidades,
decenas, centenas o millares). En las escuelas aprendemos a sumar, restar, multiplicar o dividir utilizando
el sistema decimal, se puede decir que está incorpo36
UNIVERSITARIOS POTOSINOS 195 ENERO 2016
Supongamos que por el contrario, el BCE decide emitir billetes con las denominaciones 1, 2, 4, 8, 16, 32,
64, 128, 256 y 512, es decir múltiplos (potencias) de
dos. Con estos 10 billetes en la cartera es posible pagar cualquier precio entre 1 y 23 euros. Por ejemplo,
45 euros se pagarían con cuatro billetes de 32, 8, 4
y 1 euro, respectivamente. Por supuesto, 10 billetes
son mucho menos que 27 en la cartera y el rango
de precios que puede cubrirse es casi el mismo. Se
podría experimentar con otras secuencias, como 1,
3, 9, 27, etcétera, pero es fácil comprobar que las potencias del número dos constituyen una base óptima
para realizar pagos en efectivo.
El sistema de notas bancarias binario ilustrado arriba
es más compacto, requiere menos billetes, pero es
más difícil seleccionar los adecuados al momento
de pagar. Para el BCE sería conveniente porque imprimiría pocos, pero no sería así para el consumidor
porque tendría que pensar en sistema binario para
pagar. ¿Qué podemos hacer? Pues un compromiso.
Al utilizar la serie 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, etcétera,
pasamos la mayor parte de las denominaciones a la
siguiente multiplicando por dos (por ejemplo, pasamos de 1 a 2, de 10 a 20), pero de vez en cuando se
toma una denominación que simplifica los cálculos
mentales (pasamos de 2 a 5, de 20 a 50). El sistema
que se obtiene al final no es tan compacto como el
sistema puramente binario, pero es más fácil de utilizar para los cálculos mentales.
Antes de la introducción del euro, algunos países registraron la forma en que las personas pagaban en las
cajas de tiendas y supermercados, de este modo se
comprobó que los consumidores tratan de minimizar
el número de billetes y monedas que utilizan, considerando también el cambio que van a recibir. En muchas
transacciones la diferencia del número de monedas o
billetes realmente usados, respecto a la combinación
óptima, era de cuando mucho una unidad, un billete o
moneda de más. Por eso, tal parece que esta tendencia
a portar la cartera más flaca es una motivación real e
importante para los consumidores.
Es curioso que en las computadoras se presenta el
mismo problema, el de representar números de la
forma más compacta posible. Como a ellas les da
igual si utilizan el sistema decimal o el binario —al
cabo que no fueron a la escuela—, resulta que internamente utilizan el sistema binario porque es más
eficiente y compacto. Sólo al momento de comunicarse con nosotros despliegan el resultado en forma
decimal, condescendientes con el hecho de que no
somos tan rápidos como ellas para operar con números en la cabeza.
Por eso, la próxima vez que vacíe su cartera reflexione sobre cómo muchos aspectos de la vida diaria,
como el tipo de monedas que carga, tienen su base
en las matemáticas.
DIVULGANDO ¿QUIERES PROBLEMAS?
Flash-back
JOSÉ REFUGIO MARTÍNEZ MENDOZA
[email protected]
FACULTAD DE CIENCIAS
Primera biblioteca pública
en el estado de San Luis Potosí
Durante el siglo XIX, la educación pública en San Luis
Potosí dio un paso importante al establecerse las primeras bibliotecas públicas en el estado. Entre ellas se
encontraba la del Instituto Científico y Literario, actual
Biblioteca Pública Universitaria, que abrió sus puertas
a principios de 1878. Sin embargo, la primera biblioteca con carácter de pública aquí fue una privada que
ofreció sus servicios a la población, a mediados de la
séptima década del siglo XIX; de esta manera, dicho
espacio se convirtió en el primer lugar donde el público, que pudiera pagar el servicio, podía allegarse
de conocimiento y disfrutar la lectura de libros y
cultivarse. Dicho acontecimiento fue un importante
impulso a la educación no escolarizada y un recurso
de lo que actualmente podemos considerar como
divulgación del conocimiento —del científico en
particular—. Este tipo de iniciativas suelen ser luego
dejadas de lado, pero constituyen esfuerzos que aportan y que deben ser reconocidas y valoradas, principalmente por quienes nos dedicamos a la educación
no formal e informal.
Durante 1877, el Instituto Científico y Literario de San
Luis Potosí tuvo un desarrollo extraordinario; fue un
tiempo donde a consecuencia del triunfo de la Revolución de Tuxtepec y con el arribo a la gubernatura
del estado de Carlos Díez Gutiérrez, tuvo un importante impulso, al dotársele de instrumentos e implementos necesarios para el buen funcionamiento
de las cátedras, se trajeron de Europa instrumentos
para los gabinetes de física y química, se estableció
un gabinete de historia natural, se instaló un observatorio meteorológico y tuvo lugar la apertura de la
biblioteca pública con una importante dotación de
libros traídos del viejo continente.
DIVULGANDO FLASH-BACK
A pesar de que la biblioteca pública fue inaugurada
oficialmente en enero de 1878, para septiembre de
1877, ésta ya daba servicio a la población con más
de 1 000 volúmenes a disposición del público, y contaba con un bibliotecario, José María Flores Verdad.
La biblioteca formaba parte de los evidentes adelantos que en materia de infraestructura presentaba
el instituto y junto al observatorio, los nuevos gabinetes científicos, el museo y gabinete de historia
natural, fue una de las obras representativas del
desarrollo educativo del instituto e indirectamente
un vínculo con la sociedad, tal como en la actualidad
lo demanda las obras asociadas a la divulgación del
conocimiento artístico, humanístico y científico.
Años atrás ya se destinaban recursos para una biblioteca que no estaba en operaciones, por ejemplo,
en 1875 del presupuesto de egresos del Gobierno del
Estado, al instituto se destinaron 5 000 pesos, mientras que a la biblioteca pública 2 500. Para septiembre de 1877 ya se contaba con un salón destinado
a la biblioteca y se ponían en orden los volúmenes
recién traídos de Europa por Pedro Garza. Con estas
acciones se materializaban los anhelos de progreso,
planteados en el instituto, prácticamente desde su
creación a principios de la sexta década decimonónica, en donde ya se había planteado la necesidad de
instalar un observatorio meteorológico y una biblioteca pública, esta última a iniciativa de Don Florencio
Cabrera, farmacéutico y connotado hombre de ciencias que en 1870 propuso formar una biblioteca con
los libros de las bibliotecas conventuales, confiscadas
por las Leyes de Reforma y abandonadas en una de
las bodegas del Instituto Científico y Literario; su idea
fue el origen de la que ahora es la rica biblioteca de la
Universidad Autónoma de San Luis Potosí.
La carencia de servicios públicos bibliotecarios era
evidente, lo que propició que particulares pusieran
en servicio su acervo, como el caso de Ladislao J.
Ramírez, quien el primero de julio de 1875 anunció
en La Sombra de Zaragoza, entonces el periódico oficial, su biblioteca como servicio público. En teoría
ésta sería la primera biblioteca que ofrecía servicios
al pueblo, claro, con una módica cuota, pues la del
instituto no había podido establecerse a pesar de
contar con la colección de las obras conventuales
que en su momento fueron confiscadas. Ladislao
Ramírez promocionaba su biblioteca pública, con el
sugerente título de “Biblioteca para todos”, que en la
actualidad nos refleja esos títulos que son comunes
en actividades de divulgación de la ciencia.
Su acción, de cierta forma, apresuró la apertura de
establecimientos bibliotecarios que estaban pausados
desde hacía muchos años, así como propuestas de
apertura de nuevas bibliotecas, por ejemplo, el caso del
ayuntamiento de Tamazunchale que en agosto de 1875,
casi un mes después de la apertura de la biblioteca de
Ladislao Ramírez, abrió una biblioteca popular destinada a fomentar la ilustración de nuestro pueblo, como
apuntaba una carta agradeciendo a los redactores de
los periódicos de la capital del país y de los estados.
Con todo, la biblioteca particular de Ladislao J. Ramírez, convertida en pública al destinarse al servicio, fue y así debe ser reconocida, como la primera
biblioteca pública de la ciudad y muy posiblemente
del estado de San Luis Potosí.
ENERO 2016 195 UNIVERSITARIOS POTOSINOS
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PROTAGONISTA DE LAS NEUROCIENCIAS
Alfredo
Méndez
Cabañas
NOELIA MARTÍNEZ LÓPEZ
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UNIVERSITARIOS POTOSINOS 195 ENERO 2016
Apasionado por el estudio de las neurociencias y
por entender cómo funciona el sistema dopaminérgico, el cual está vinculado a diversas patologías
como esquizofrenia, adicción a drogas o síndrome
de Tourett, el doctor José Alfredo Méndez Cabañas
ocupa la mayor parte de su tiempo de investigación
en ello en el Instituto de Física, lugar al que llegó en
el año 2010.
El científico ingresó a esta casa de estudios gracias
a que sus compañeros le avisaron que una plaza estaba en San Luis Potosí, concursó por ella y finalmente se quedó. Tiene el título de Químico Biólogo Parasitólogo, por la Universidad Autónoma de
Guerrero, en Chilpancingo; maestría y doctorado
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en Genética y Biología Molecular en el
Centro de Investigación y de Estudios
Avanzados (Cinvestav) del Instituto Politécnico Nacional; postdoctorados en la
Universidad de Montreal, Canadá, y en
la Universidad de Upsala, Suecia, al que
renunció para incorporarse a la UASLP.
Sobre sus trabajos actuales, Méndez
Cabañas se dedica a las neurociencias,
en la parte de ciencia básica. Investiga
la función del sistema dopaminérgico
presente en diversas patologías, donde
también están implicados el placer, las
recompensas que recibimos día con día,
así como la depresión.
En investigación aplicada tiene a su cargo seis proyectos, entre los que destaca
“Escalamiento de tecnología genética
de pruebas autoadministrables para la
identificación de VIH en muestras salivales (Detecta HIV)”. Muchos de estos
están soportados por el Programa de
Estímulos a la Innovación (PEI) del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología
(Conacyt), y algunos son desarrollos
propios de las compañías con las que
colabora.
El ganador del Premio Universitario a
la Investigación Socio-Humanística,
Científica y Tecnológica 2015, en la
categoría de Investigador Joven, modalidad Tecnológica, tiene gran interés
en conocer cómo trabaja el sistema dopaminérgico y explica en qué consiste:
“Hay algunas neuronas que usan dopamina como neurotransmisor, que son
las que están involucradas en el placer,
y la adicción a drogas, y lo que estoy
tratando de entender es cómo funciona
este sistema”.
Estas neuronas codifican diversas situaciones por su actividad eléctrica y disparan cambios en su potencial, envían
información a otras células que son las
que procesarán la información, y así liberan dopamina. Al respecto, el investigador señaló: “Estamos caracterizando
las neuronas que están acompañando a
las dopaminérgicas. Hemos encontrado
que éstas expresan otros marcadores
que hacen que no sólo liberen dopamina, sino también glutamato y GABA
neurotransmisores”.
Lo que queremos saber es cómo las interacciones entre las células del sistema
dopaminérgico pueden modular comportamiento ante drogas como la cocaína, marihuana, anfetamina, alcohol, y
de qué manera participa la memoria en
el proceso de recompensa como comida o bebida, por ejemplo, la reacción al
chocolate, bebidas azucaradas o agua.
Sus padres y abuelos quisieron que estudiara medicina, pero no era lo suyo.
Ellos lo impulsaron hacia la investigación, pues como cuenta: “es curioso
cómo a los ocho años me regalaban libros y lo único que lograron es que me
gustara la investigación. Originalmente
deseaba enfocarme en virología”. Sin
embargo, al llegar a la maestría se dio
cuenta que no era lo que esperaba, y
la segunda área que le interesó fue la
neurociencia; estuvo en un laboratorio
donde se dedicaban a ello, y para él
esto fue su mejor elección.
“Me gustaría que los jóvenes que estudian una licenciatura hicieran un posgrado y se involucraran en la investigación”, por ello los invita a que visiten los
laboratorios de la UASLP: “En San Luis
Potosí tenemos una variedad de investigación que va desde áreas clínicas, nanomateriales, neurociencias, robótica.
Considero que la universidad está a la
vanguardia nacional en materia de posgrados, lo cual es significativo y marca
la gran variedad de investigadores que
tenemos en la universidad”.
El doctor Méndez Cabañas agregó que
hay licenciaturas en la institución que
les pueden dar un entrenamiento particular y, si lo combinan con investigación
al egresar, pueden abrir compañías para
hacer investigación y desarrollo.
“La idea de desarrollar la neurociencia
es tratar de entender cómo funciona un
sistema neuronal, y el propósito original
no es aterrizar en un proceso tecnológico o cura, sino entender cómo funciona,
sabemos que cada proyecto que realizamos tendrá una aplicación”, finalizó.
Apuntes:
Escucha todo
tipo de música.
Le gusta el fútbol, hasta hace
poco jugaba en una liga llanera
de Mexquitic de Carmona.
Es originario
del famoso
Barrio del Hueso
en Acapulco,
Guerrero.
ENERO 2016 195
Es hombre de
familia y ocupa su
tiempo libre para
descansar y jugar
con sus dos hijos, en
UNIVERSITARIOS POTOSINOS
39el que
especial con
tiene autismo.
PRIMICIAS
Sociología
JOSÉ REFUGIO MARTÍNEZ MENDOZA
FACULTAD DE CIENCIAS
COMPILACIÓN Y ADAPTACIÓN
Las mujeres
siguen siendo las que concilian
La incorporación de las mujeres al mercado laboral ha
en función del empleo—. La disponibilidad de dinero
reestructurado la división del trabajo por sexos y han
es el eje que separa a las mujeres de una posición u
cambiado muchos aspectos de la sociedad. Con ellas
otra. Sin embargo, en todos los casos, son ellas las que
fuera de casa por el trabajo, se ha hecho imprescindible
concilian”, declara a Sinc Mercedes Alcañiz, autora del
diseñar estrategias de conciliación para que mujeres y
estudio que publica la Revista Española de Sociología.
hombres puedan desempeñar sus tareas profesionales
y familiares. Lo cierto es que en la mayoría de los casos,
En la investigación cualitativa se realizaron 30 entrevis-
ellas adaptan el horario que requiere su carrera al que
tas a mujeres de entre 32 y 48 años, representativas de
destinan a la familia; esto, según un nuevo estudio, se
diferentes clases sociales en Madrid y Valencia. Ade-
da en cualquier nivel socioeconómico.
más, el trabajo incorpora datos de la última Encuesta de
Población Activa y sobre usos del tiempo del Instituto
Mercedes Alcañiz, investigadora de la Universidad Jau-
Nacional de Estadística (INE).
me I de Castellón, en España, ha analizado las estrate-
40
gias de conciliación laboral utilizadas por mujeres de
En el estudio se clasificaron a las mujeres en tres grupos
diferentes posiciones sociales para conocer cuáles son
según su ocupación: con empleos no cualificados, em-
las diferencias más significativas entre ellas y de qué
pleos de cuello blanco —trabajos administrativos que
factores dependen: ideología, identidad de género o
requieren estudios secundarios—, y profesionales en
las relaciones de género en la pareja.
puestos altamente cualificados.
“Las opciones seleccionadas por las mujeres que en-
“Las mujeres con trabajos cualificados utilizan servi-
trevistamos varían según su clase social —interpretada
cio doméstico pagado que se encarga del trabajo de
UNIVERSITARIOS POTOSINOS 195 ENERO 2016
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la casa y del cuidado de sus hijos. Aunque ellas son
las cabezas pensantes en este tipo de labores, no las
realizan directamente, sino que se lo transfieren a otra
mujer que las sustituye mediante una retribución. Podríamos entenderlo como una conciliación mercantilizada”, añade Alcañiz.
El guion de la entrevista consistió en bloques que hacían referencia a temas biográficos relacionados con
su situación familiar y laboral, la distribución de tareas
con su pareja, las estrategias de conciliación y cómo se
habían tomado las decisiones, así como la valoración
sobre el trabajo laboral y de cuidados.
Según los últimos datos del INE, la progresiva equiparación de mujeres y hombres en el mercado laboral no
“Aparentemente, son las mujeres de cuello blanco las
corresponde con una similar presencia de los hombres
que mejor concilian, sobre todo por el horario, que les
en el ámbito doméstico y de cuidado. Las mujeres con-
permite compaginar la mañana con el trabajo profesio-
tinúan realizando un doble trabajo.
nal y la tarde con el familiar. Estas mujeres recurren a la
ayuda doméstica pagada para las tareas más duras del
“Las mujeres en empleos poco cualificados, al con-
hogar”, asegura la experta.
tar con salarios más bajos, tienen que acudir a estrategias de poco coste económico: familiares, vecinas y
En conjunto, las estrategias seleccionadas por las muje-
amigas que las ayudan; a veces solicitan reducción de
res se deciden en función de dos variables: el dinero y
jornada o incluso cambian de trabajo a otro que les
la identidad de género —qué papel consideran que es
ofrezca mejores posibilidades de conciliar”, ejemplifica
el hombre y cuál el de la mujer—.
la investigadora.
El estudio también señala que el entorno actual de la
Cuando las mujeres desempeñan empleos de baja cuali-
crisis económica conduce a una mayor presencia feme-
ficación, las parejas se encargan de las tareas de cuidado
nina en el mercado laboral, pero, en ocasiones, su elec-
sólo cuando ellas trabajan fuera de casa. También eligen
ción queda limitada a la modalidad de jornada laboral
trabajos en los que se cambia de turno. “En este caso —
o al tipo de ocupación que mejor cuadre con la conci-
añade Alcañiz—, de alguna manera ‘obligan’ a las pare-
liación de la vida familiar.
jas o maridos a hacerse cargo de las criaturas cuando las
madres trabajan en horario de tarde o fines de semana”.
“Las mujeres han incrementado la participación laboral, aunque sea en trabajos precarios, empleos atípicos,
En el caso de las mujeres con empleos más cualificados
a jornada parcial, etcétera. Faltaría otro estudio para ver
y mejor pagados, se observan diferencias en la implica-
si en aquellas parejas en las que el hombre está parado
ción de sus compañeros, entre los que son empresarios
se ha producido algún tipo de cambio en el reparto de
o ejecutivos y los funcionarios, con horario sólo de ma-
roles, o si las mujeres siguen llevando el trabajo de casa
ñana. Los primeros dedican al trabajo muchas horas y
con malabarismos”, concluye Alcañiz.
sólo llevan a los niños al colegio, los segundos se hacen
cargo de sus hijos.
(Fuente: SINC)
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Ecología
DEPARTAMENTO DE COMUNICACIÓN SOCIAL, UASLP
PRIMICIAS
Cabo Pulmo,
éxito de conservación en México
En fechas recientes se dio a conocer la recupera-
Almada, a la Agencia Informativa de Conacyt,
ción de un ecosistema muy importante en nues-
quienes se dedicaban a la pesca cambiaron las
tro país, se trata del Parque Nacional Cabo Pulmo,
redes de enmalle por servicios ecoturísticos como
ubicado en Los Cabos, Baja California Sur, lo cual
buceo, paseos en kayak y pesca deportiva, que les
fue expuesto en el simposio 20 Años de Investiga-
traen ingresos suficientes a la vez que protegen
ciones y Manejo para la Conservación del Parque
el ecosistema.
Nacional Cabo Pulmo.
El profesor investigador del Instituto de OceanoLa lucha por su recuperación comenzó hace más de
grafía Scripps, Octavio Aburto Oropeza, comen-
dos décadas, cuando los esfuerzos por su conserva-
tó a dicha agencia informativa que el modelo de
ción lograron que fuese declarado área natural pro-
sustentabilidad de Cabo Pulmo está basado en la
tegida (ANP), en 1995, con el fin de preservar el arre-
conservación de los recursos marinos integrados a
cife coralino más septentrional en el Pacífico este.
actividades económicas; sin embargo, sigue siendo frágil a causa del propio desarrollo, por lo que
A las medidas preventivas se sumó la declaración de
son necesarias más investigaciones socioeconómi-
Patrimonio Natural de la Humanidad, en 2005, por
cas que se vinculen con los estudios ambientales.
la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (Unesco, por sus siglas
El representante en México del Centro para la Di-
en inglés), debido a la atención internacional que
versidad Biológica, organización enfocada en la
merecieron los bosques de coral compuestos por 78
conservación del medio ambiente, Alejandro Olive-
por ciento de las especies hermatípicas documenta-
ra, comentó que Cabo Pulmo se ha convertido en
das en ese sitio, donde cohabita una gran cantidad
un laboratorio natural de biodiversidad marina.
de fauna marina. Según la Comisión Nacional de
Áreas Naturales Protegidas (Conanp), de las 875 es-
Asimismo, la capacidad de este ecosistema para re-
pecies registradas en el golfo de California, 26 por
vertir gran parte de los daños causados por las ac-
ciento habita el sitio, en el que también se encuen-
tividades y abuso humano, dan muestra del trabajo
tran especies bajo protección conforme a la Norma
en conjunto y ayudan a crear conciencia entre la
Oficial Mexicana NOM -059-Semarnat-2001.
población sobre la necesidad de establecer un balance entre actividades turísticas y explotación del
En la protección de este ecosistema han partici-
medio ambiente. Hoy Cabo Pulmo es un testimonio
pado biólogos, investigadores de diversas áreas y
vivo de conservación ambiental y respeto a la vida
personas de la comunidad, en colaboración
y sobrevivencia, con miras a llevar este ejemplo a la
con la Conanp. Es muy importante desta-
práctica en las demás áreas de nuestro país.
car el papel de las familias, pues como
indicó el director de la Conanp de
la península de California, Benito
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Bermúdez
(Fuente: http://conacytprensa.mx/index.php/ciencia/
ambiente/4311-arque-nacional-cabo-pulmo-referente-de-laconservacion-en-mexico.)
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Psicología
DEPARTAMENTO DE COMUNICACIÓN SOCIAL, UASLP
Los factores ambientales limitan el
desarrollo cognitivo
en los niños
Desde hace años
Efraín Gaytán indicó que en la zona hay rastros de plo-
se ha comprobado
mo y arsénico, y que en las zonas marginadas no todos
que los niños de co-
tienen acceso a los servicios básicos, a lo que agregó:
munidades
marginadas
“la marginación atañe directamente el potencial del
tienen menos oportunidades de desarrollo; sin embar-
niño, y los factores ambientales a los que están expues-
go, hay pocos estudios sobre los factores ambientales
tos son escenarios complejos que afectan el desarrollo
en que viven y su repercusión en el desarrollo cognitivo.
cognitivo y la salud mental infantil”.
Esta hipótesis ha sido comprobada en la tesis del estu-
La doctora Jaqueline Calderón añadió que desde el
diante de doctorado en el Programa Multidisciplinario
punto de vista de la toxicología es importante tomar
de Ciencias Ambientales en la Universidad Autónoma
en cuenta la dosis, el tiempo de exposición y la concen-
de San Luis Potosí, Efraín Gaytán Jiménez, quien obtu-
tración a la que ha estado expuesto el menor, según
vo el Premio Rocío Martín de Investigación en Psicolo-
han revelado los estudios que han realizado por más
gía Ambiental, en el marco del XIII Congreso de Psicolo-
de 20 años en el Centro de Investigación Aplicada en
gía Ambiental- PSICAMB, en la Universidad de Granada,
Ambiente y Salud de la Coordinación para la Innovación
España; bajo la dirección de la doctora Jaqueline Calde-
y Aplicación de la Ciencia y la Tecnología de la UASLP.
rón, asesora de la tesis.
Una muestra de lo grave que puede resultar esto es el
alto nivel de neurotoxicidad del flúor y arsénico.
El trabajo titulado Desarrollo cognitivo y salud mental
infantil en escenarios urbano-vulnerables, se efectuó
La relevancia de una investigación de esta naturaleza ra-
junto con la Universidad Juárez del Estado de Durango,
dica en que en un país donde la mitad de los habitantes
en la zona metropolitana de La Laguna en Torreón, Gó-
son pobres, se encontró, a través de una prueba de de-
mez Palacio y Lerdo en el norte del país, para analizar
sarrollo cognitivo, que 50 por ciento de los niños tiene
los efectos psicosociales y ambientales de neurotóxicos.
puntuaciones menores a 85 de coeficiente intelectual (IQ
por sus siglas en inglés), por lo que la doctora Jaqueline
La investigación busca encontrar cómo afectan los de-
Calderón puntualizó que el abordaje que realizan en Du-
terminantes sociales y ambientales la salud de un niño
rango y Coahuila incluye métodos novedosos, como el
y cómo pueden estos determinantes promover o ba-
análisis de estadística espacial, para identificar dónde se
jar el potencial de un pequeño que vive en las zonas
encuentran las zonas de mayor riesgo y la información
urbanas: “ahora más que nunca, el espacio donde,
que generen como investigadores es clave para conocer
crece un niño determina las probabilidades que tenga
dónde deben instalarse los centros de atención y esta-
para su potencial”.
blecer acciones para disminuir la exposición.
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OCIO CON ESTILO
Literatura
La postvida de Haim
ADRIANA ZAVALA ALONSO
¿Cómo es la vida después de la muerte? Esta pregunta sobrepasa la de si
existe o no dicha vida y Etgar Keret
crea un universo en el cuento “Pizzería
Kamikaze”, donde viven aquellos que
han dejado este mundo por voluntad
propia, entre ellos Kurt Cobain, vocalista de Nirvana. Este cuento da título
al libro y es protagonizado por Haim,
quien a dos días de haberse suicidado
encuentra trabajo en una pizzería, empieza a adaptarse a su nueva “vida”,
sale a pubs y conoce chicas, pero no
tarda en hartarse de la cotidianidad y
empieza a perder el juicio. Por fortuna, un día se entera de que Ergá, por
quien él se suicidó, está ahí también,
esto lo motiva a emprender un viaje
junto con su amigo Ari —quien vive
con su papá, su mamá y su hermano,
algo rarísimo en dicho mundo— para
encontrarla.
En el viaje Haim y Ari recorren este universo de suicidas, conocen diferentes
espacios y personas como Lihi, quien
llegó ahí por equivocación, así que los
acompaña en su travesía para buscar a
alguien que la ayude a salir. La búsqueda del amor y la esperanza están presentes en este cuento, pero no todos
los personajes obtienen lo que desean.
El libro Pizzería Kamikaze y otros relatos está compuesto, además del
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UNIVERSITARIOS POTOSINOS 195 ENERO 2016
cuento mencionado líneas arriba, por
“La historia del chofer de autobús
que quería ser Dios”, “El deschavete
de Nimrod”, “El cóctel del infierno”
y “Útero”. Los personajes: un chofer
que nunca espera a sus pasajeros y
que de niño quería ser Dios; tres amigos que se cuidan unos a otros tras su
paso por una estadía de locura; una
mujer que vive en un pueblo construido justo a las puertas del infierno y se
enamora de uno de los habitantes del
averno; un niño al que a su madre le
quitan el útero, el cual es exhibido en
un museo y después robado, nos envuelven en una ficción llena de nostalgia, desamor, frustración y situaciones
conmovedoras. Lo absurdo de la vida
cotidiana y situaciones hilarantes están
presentes en cada uno de los cuentos.
Las obras del escritor israelí Etgar Keret
han sido traducidas a 16 idiomas y sus
relatos han inspirado la realización de
más de 40 cortometrajes. Cualquier
libro de su autoría, además del que
se recomienda en este espacio, cautivará al lector de cualquier rincón de
este mundo.
Ficha bibliográfica:
Keret, Etgar. Pizzería Kamikaze y
otros relatos. México,
Editorial Sexto Piso, 2014.