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Investigación busca descontaminar aguas y obtener energía eléctrica a bajo costo utilizando luz solar

Investigación busca descontaminar aguas y obtener energía eléctrica a bajo costo utilizando luz solar

Considerando la constante exposición a contaminación presente en ríos, lagos y océanos, debido al desarrollo de actividades industriales, agrícolas o domésticas, el Dr. Eduardo Pino López, académico del Departamento de Ciencias del Ambiente, se propuso incentivar el uso de nuevos catalizadores para “atrapar o absorber” la luz solar que llega a la superficie terrestre de manera inocua, económica y con un mayor rango que el tradicional, que pueda ser utilizada posteriormente en remediación ambiental.

Para ello, en el marco de la línea de investigación en fotocatálisis heterogénea que lidera desde el año 2009 en nuestro Plantel, se encuentra ejecutando el proyecto DICYT 2018-2020 "modificación de la actividad fotocatalítica mediante nanopartículas y doping metálico para sistemas complejos”, que considera el uso nuevos catalizadores basados en dióxido de titanio y nanopartículas de up-conversion (compuestos inorgánicos basados en tierras raras de la tabla periódica).

Según explica el científico, la interacción entre la luz con estos catalizadores permitiría que se genere “un fenómeno que puede ser usado para convertir la luz en energía eléctrica, promover reacciones fotoquímicas y químicas que permita sintetizar algún sustrato de interés o degradar algún contaminante como un colorante, un fármaco, entre otros”.

Proceso y nuevos catalizadores

El investigador, quien también preside el Colegio Chileno Químico A.G., se reincorporó al Plantel el año 2009 gracias a un Proyecto de Inserción en la Academia para avanzar en la línea de investigación en Fotocatálisis enfocada a la aplicación medioambiental.

Desde entonces comenzó a dirigir el área de investigación en el Laboratorio de Cinética y Fotoquímica, donde también realizó su tesis de pregrado y doctorado.

Según explica, el campo de estudio se enfoca principalmente en el fenómeno de fotocatálisis, es decir “se usa luz en combinación con un catalizador -un semiconductor- que permite inducir alguna reacción química”.

En ese contexto, el Dr. Pino junto a su equipo de colaboradores, se encuentra trabajando con dióxido de titanio (TiO2), dado que “permite un proceso de oxidación avanzada, es barato, fácil de sintetizar, muy resistente a la corrosión, estable y puede ser utilizado en distintos rangos de pH”, indica.

Agrega que la función de estos catalizadores –como el TiO2- modificados con nanopartículas metálicas, por ejemplo de oro o dopados con molibdeno, “es disminuir los procesos de recombinación y extender el rango de absorción del catalizador”.
En términos concretos, la modificación permite ampliar el espectro de los fotones que pueden ser atrapados por el catalizador y promover reacciones fotoquímicas controladas.

El material obtenido posteriormente permitiría la mineralización de contaminantes orgánicos o bien la transformación a sustratos biodegradables presentes en el medio, presentándose como una promisoria herramienta de remediación medioambiental o estrategia sintética.

El proyecto de ciencia básica en tanto, no contempla escalamiento. Sin embargo, según explica el investigador responsable “nos acerca un poco más a implementar soluciones tecnológicas a los procesos que ya existen, porque no se puede pretender cambiar los procesos productivos o la industria, pero si apuntar a mejorar, y tratar de disminuir el impacto ambiental o costos de estas actividades”, puntualiza.

Investigador optimiza procesos industriales con innovadoras simulaciones computacionales

Investigador optimiza procesos industriales con innovadoras simulaciones computacionales

Optimizar equipos y procesos en los cuales se transfiere energía por medio de fluidos no newtonianos utilizando simulaciones numéricas computacionales, es el desafío en que trabaja el Dr. Ernesto Castillo Del Barrio, quien busca apuntar a un desarrollo eficaz de la industria chilena.

Para ello, gracias a un proyecto FONDECYT de Iniciación en Investigación y al apoyo del Centro Internacional de Métodos Numéricos en Ingeniería (CIMNE) de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) en Barcelona y de la Universidad de Strathclyde en Glasgow, el académico del Departamento de Ingeniería Mecánica (DIMEC) junto a su equipo, trabajan desde el año 2016 con tecnología computacional de última generación.

Las simulaciones, dirigidas por ejemplo a la industria minera para ventilar o transportar material o en aerodinámica para disminuir el consumo de combustible, buscan hacer más eficientes los procesos industriales, sin incurrir en los elevados costos derivados de hacer pruebas experimentales, lo cual se logra gracias a esta tecnología de punta.

Sobre el trabajo, el Dr. Castillo que se enmarca en la línea de mecánica de fluidos y transferencia computacional, indica que “podemos orientar a la industria, ya sea cambiando los fluidos de trabajo y/o modificando aspectos de diseño, ya sea geométrico u operacional, influyendo en la eficiencia de los equipo analizados”.

Vínculos internacionales y tecnología de punta

Si bien, el área de transferencia computacional se ha desarrollado en el DIMEC desde hace 20 años, ahora cuenta con grandes proyecciones para desarrollar métodos innovadores, rápidos, económicos y eficientes.

En tanto, el vínculo con el prestigioso CIMNE, surge gracias a la investigación pre-doctoral del Dr. Castillo, donde obtuvo el premio a la “mejor tesis doctoral del 2016” en mecánica computacional, otorgado por la Sociedad Española de Métodos Numéricos en Ingeniería.

Según explica el investigador, la principal ventaja de esta tecnología radica en que “el método es general y puede usarse en diferentes aplicaciones, ya sean laminares o turbulentas de fluidos simples o complejos, lo cual permite rediseñar disminuyendo el número de ensayos experimentales al mínimo, que suelen ser costosos y complejos”.

El experto agrega que “al diseñar nuestros propios métodos, somos innovadores desde la herramienta utilizada hasta la aplicación propiamente tal, en donde podemos cambiar las condiciones de trabajo, la geometría, fluidos, para encontrar la mejor configuración”.

El proyecto de tres años de duración considera dos etapas. En la primera, el equipo desarrolla las herramientas matemáticas o numéricas para resolver problemas de la industria, para lo cual trabajan directamente con el Dr. Ramón Codina Rovira del CIMNE, investigador reconocido a nivel internacional en mecánica computacional.

Mientras que en la segunda etapa, a realizarse el último año del proyecto, el equipo realizará aplicaciones que esperan abarcar diferentes áreas de ingeniería que incluyan mecánica de fluidos y transferencia de calor.

En palabras del investigador principal, el desarrollo del proyecto “se plantea como una herramienta con perspectiva”, concluye.

Sustituyen contaminantes y cancerígenos presentes en el transporte terrestre y aéreo

Sustituyen contaminantes y cancerígenos presentes en el transporte terrestre y aéreo

Sustituir materiales contaminantes y cancerígenos presentes en el transporte terrestre y aéreo es el principal objetivo de la línea de investigación que dirige la Dra. Maritza Páez Collio, académica del Departamento de Química de los Materiales de la Facultad de Química y Biología.

En ese contexto, la Doctora en Ciencias e Ingeniería de la Corrosión, que ha impulsado y dirigido numerosas investigaciones en torno a la corrosión metálica y el anodizado de aluminio desde el año 1992, dirige un nuevo Fondecyt Regular adjudicado el 2018: “New approaches for corrosion protection of magnesium alloys”.

El nuevo proyecto se centra específicamente en proteger las aleaciones de magnesio, que son los nuevos materiales livianos utilizados en el transporte, para reducir el consumo de combustible y la contaminación.

“Estas aleaciones son las que se están utilizando en transporte aéreo y terrestre, donde el cambio de materiales está íntimamente relacionado con la emisión de dióxido de carbono. Mientras más livianos son los vehículos, menos emiten y contaminan”, señala.

Sin embargo, el cambio de materiales supone, a su vez, nuevas metodologías para protegerlos, y evitar su corrosión y descomposición.

Actualmente, se utilizan pre-tratamientos para la posterior aplicación de pinturas o tratamientos completos que, en algunos casos, necesita Cromo VI, compuesto químico altamente carcinogénico que se encuentra prohibido, excepto en la industria aeronáutica.

En ese sentido uno de los desafíos del proyecto es erradicar su uso. En palabras de la Dra. Páez, “aún no ha podido ser eliminado por el riesgo asociado a que algún elemento no cumpla el rol de proteger el metal, que puede significar un accidente severo en rutas entre continentes”.

Para ello desarrollan un tratamiento superficial que incluye radicales hidroxilo, y funcionalizaciones subsecuentes de grafeno y otros compuestos, que permitan mejorar la adhesión, y el crecimiento de un polímero en la superficie de éste.

Investigación

Según explica la científica, actualmente todos los laboratorios que trabajan en corrosión están preocupados de aumentar la protección de los nuevos materiales que se utiliza en superficies de aleaciones de aluminio y magnesio, debido a que las metodologías existentes son muy contaminantes.

Al respecto, la Dra. Páez sostiene que cada nuevo descubrimiento es susceptible de ser patentable, implicando “todo un desafío desarrollar tratamientos superficiales y poder anclar recubrimientos, para que no haya problemas de adhesión y, por lo tanto, no ocurra desprendimiento de la película en el tiempo”, indica.

La investigadora responsable destaca, además, la unión de distintas disciplinas en el proyecto, tales como microbiología, electroquímica, física, química y polímeros.

“Soy una convencida que uniendo distintas líneas de trabajo se puede dar solución a problemas complejos y asegurar, en un mediano plazo, el desarrollo sustentable de la industria chilena”, puntualiza.

En tanto, respecto a la línea de investigación en corrosión y protección de materiales, asegura que “no nos podemos dar lujos cuando se trata de un reactor nuclear, una pieza de una tubería que lleva material muy contaminante. Son situaciones donde debe haber protección sí o sí, ya que el costo asociado a riesgos de derrame de fluidos puede ser muy alto en vidas humanas y medio ambiente”.

Científicos innovan con implante para arterias que busca prevenir generación de trombos

Científicos innovan con implante para arterias que busca prevenir generación de trombos

“¿Por qué el interior de una tubería industrial transportando sedimentos con frecuencia está sucio, mientras que la superficie interna de una arteria está limpia?”, fue una de las interrogantes que se planteó un equipo de investigadores compuesto por el Físico, Dr. Enrique Cerda Villablanca, de la U. de Santiago y Médicos Cirujanos e Ingenieros Químicos de la U. de Pittsburgh, EE.UU.

Intrigados por resolver la interrogante, y tras años de estudios en superficies rugosas, los científicos propusieron que “parte de la respuesta podría estar en la elasticidad de las superficies naturales y su capacidad para arrugarse dinámicamente”.

Con este antecedente, el equipo comenzó a trabajar desde el año 2015 en un implante para arterias que previniera la adhesión de plaquetas y su consecuente generación de trombos, obteniendo un prototipo idóneo en los estudios preclínicos que cuenta con una solicitud de patente de invención.

La hipótesis del equipo fue publicada recientemente en la prestigiosa revista “Nature Physics”, de factor de impacto 22.7 (2018) dada su innovación, donde plantean que “las arrugas en arterias y venas, además de dar extensibilidad, tienen otra ventaja: permitir la anti-adhesión gracias a su capacidad de inyectar energía elástica en contaminantes”.

Según explica el Dr. Cerda,  la publicación en esta revista, que contó con un riguroso proceso de referato, “nos significa prestigio, ya que se trata de una publicación de alto impacto, en la que el artículo fue revisado por especialistas quienes dieron cuenta que no existen estudios similares”, puntualiza.

Renovación automática de superficies

Según explica el investigador del Departamento de Física de nuestro Plantel, Dr. Cerda, el mecanismo estudiado es posible gracias al sistema rugoso epitelial creado sobre el material interior más blando de arterias y venas, que permite bombear sangre y limpiar las superficies internas a través del movimiento y elasticidad que permiten las arrugas.

En la práctica, significa que cuando las plaquetas comienzan a adherirse a la pared de una arteria ante un contaminante, éste comienza, a despegarse por el movimiento de las paredes, gracias a la energía que provocan las arrugas.

En ese sentido, el prototipo, diseñado sobre una silicona muy blanda -que considera una película arrugada- imita a las arterias, inflándose y contrayéndose, acción que libera energía y provoca el mismo efecto con una adhesión de plaquetas mucho menor, según se comprobó en los estudios preclínicos.

Según explica el Dr. Cerda, la investigación, que continúa en curso buscando materiales inocuos para ser comercializada a futuro, cuenta con “una receta única”, en donde es clave la longitud de ondas (cuánto mide la distancia entre pliegues), lo que dice qué tipo de adhesión se puede eliminar.

En tanto, la tecnología podría ser aplicada en los catéteres utilizados en hospitales, para evitar la proliferación de bacterias y su cambio diario; en mangueras utilizadas en industrias, que deben ser limpiadas constantemente; y en barriles utilizados en la industria del vino, entre otros.

En el estudio publicado en la revista participaron el Dr. Enrique Cerda, en representación de nuestro Plantel, y los investigadores de la Universidad de Pittsburgh, EE. UU., Luka Pocivavsek, Sang-Ho Ye, William Wagner,  Edith Tzeng, del Departamento de Cirugía y del Centro Médico de dicha Institución; y, Joseph Pugar, Robert O'Dea y Sachin Velankar, del Departamento de Ingeniería Química.

La ejecución de esta investigación es posible gracias al Fondecyt “Folding & Creasing: Localization phenomena in low dimensional systems”, además de fondos otorgados por Estados Unidos.

Investigadores del Plantel crean novedosa metodología para medir vulnerabilidad social

Investigadores del Plantel crean novedosa metodología para medir vulnerabilidad social

Con el desafío de fortalecer la articulación del sistema de protección social a nivel regional y local, el Estado de Chile, a través del Observatorio Social del Ministerio de Desarrollo Social, solicitó a académicos de nuestro Plantel identificar de forma integral la localización de los pobladores más Vulnerables Social, Ambiental y Económicamente.

El proyecto, liderado por la investigadora del Departamento de Ingeniería Geográfica, Verónica Yáñez Romo y ejecutado inicialmente gracias a fondos Dicyt 2013-2015, derivó en una serie de publicaciones, informes, libros, obteniendo en primera instancia una “Propuesta Metodológica para identificar la Vulnerabilidad Social – Territorial en la VI Región”, que más tarde continuó siendo aplicado de manera independiente en otras regiones del país, en un proyecto sin fines de lucro.

Su ejecución cuenta además con la participación del Arquitecto, Dr. Carlos Muñoz Parra, como co-investigador, y estudiantes memoristas de Ingeniería Geográfica, quienes aportaron con sus estudios realizados de manera paralela al proyecto.

La herramienta busca propender medidas de mejoramiento con el fin de optimizar la gestión del desarrollo y política social, consistente en una cartografía que se obtiene con los datos otorgados por el Gobierno y trabajo en terreno.

Al respecto, la investigadora principal enfatiza que “cuando se tienen los datos asociados y actualizados, el modelo es absolutamente representativo de la realidad y va a permitir -a través de nuevas medidas de política de gobierno- incluir estas variables en los nuevos programas”.

Estudio socio-territorial

Posterior a la ejecución del Proyecto inicial, esta propuesta metodológica, se probó empíricamente en la Región de Antofagasta y en la Región de O’Higgins, apoyada por una red de investigadores pertenecientes a la Fundación Superación de la Pobreza, obteniendo el Modelo “Construcción metodológica para determinar la vulnerabilidad socio-territorial frente a la pobreza”.

Los resultados del informe fueron publicados en el volumen 78-2017 de la prestigiosa Revista de Estudios Geográficos de la Agencia Estatal Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), de España, donde los investigadores trabajaron sobre el concepto de vulnerabilidad social, relacionada estrechamente con los territorios urbanos y las problemáticas que estos presentan.

“Muchas veces medimos la vulnerabilidad social en términos económicos, pero acá analizamos respecto a los impedimentos que tenían las personas para desarrollarse en términos educacionales, de infraestructura básica y otras variables presentes en los territorios, que de algún modo afectan a las familias de menores recursos”, puntualiza la investigadora principal.

Por su parte, el Dr. Muñoz, indica que al no existir en Chile un instrumento de planificación territorial rural estructurado, esta herramienta presenta una gran oportunidad y ventaja.

“Establecer parámetros que identifiquen la vulnerabilidad, específicamente a nivel socio-territorial, da al país una herramienta nueva que ha sido validada de manera consistente, siendo un aporte en la identificación de situaciones complejas en la sociedad y una base que nos permite recoger antecedentes para poder mitigar, atender y solucionar estos problemas”, explica el arquitecto.

En la Región de Antofagasta se obtuvo un modelo piloto a nivel de macrozona, que permitió analizar cuáles son los sectores más vulnerables, evidenciando debilidades en movilidad, distancia y desplazamiento.

“Los paraderos no eran cercanos a sectores residenciales de menores recursos, lo que implicaba que muchas veces los estudiantes no llegaban a la hora o no podían ir a clases”, explica la Ing. Yánez.

En la Región de O´Higgins en tanto, se está trabajando en una actualización de la cartografía existente, para analizar cuáles son las comunas más deprimidas y las variables que la afectan.

Respecto a la investigación aplicada, la académica Yáñez indica que “queremos ahondar en cómo operan, cuales son las debilidades, cuáles son las vulnerabilidades presentes en el territorio, siendo nuestro deber -inserto en el sello social del Plantel- de contribuir a mejorar la calidad de vida de nuestros ciudadanos”, concluye.

Investigan momias prehispánicas mediante análisis químico

Investigan momias prehispánicas mediante análisis químico

Utilizando biomarcadores químicos arqueológicos (elementos y moléculas diagnósticos resistentes al paso del tiempo), un equipo de investigadores liderados por el Dr. en Química Javier Echeverría Morgado, profesor del Departamento de Ciencias del Ambiente, de la Facultad de Química y Biología de nuestro Plantel, buscan establecer las prácticas dietéticas, patrones de intercambio, procesos culturales y movilidad en poblaciones prehispánicas del norte de Chile. 

El proyecto, financiado por el Fondecyt de Iniciación a la investigación 11160877 “Diet of pre-Hispanic populations of northern Chile: an approach using archaeological chemical biomarkers”, considera el estudio a  un número importante de individuos momificados prehispánicos naturales, presentes entre el año 500 antes de nuestra era hasta el año 1200 después de nuestra era.

Según explica el líder del proyecto, Dr. Echeverría, se trata de un estudio inédito para la zona de estudio, ya que “Hasta ahora solo se conocía arsenicismo en poblaciones arcaicas y precerámicas de Arica, Iquique y Camarones (extremo norte de Chile)”, afirma.

Respecto a los avances de la investigación, que recientemente fueron publicados en la prestigiosa revista Journal of Archaeological Science: Reports, el Dr. Echeverría propone que el arsénico, en conjunto a estudios isotópicos y genéticos, puede ser utilizado como un marcador dietario que tiene el potencial de también evaluar patrones de movilidad de estas poblaciones.

“El arsénico (As) está muy presente en cuencas hidrográficas del norte de Chile, por lo tanto, a través de la ingesta directa de esta agua, al consumo de cultivos o plantas silvestres irrigados o el consumo de animales terrestres y/o marinos que fijaron As en su tejidos, podían estar incorporando de forma importante este nocivo elemento en su cuerpo, lo que mermaba significativamente su calidad de vida”, puntualiza.

Avances de la investigación

El Dr. Echeverría ingresó el año 2017 a la Universidad gracias a un proyecto de inserción a la academia de CONICYT, que le ha permitido desarrollar las líneas de investigación en etnofarmacología y adicionalmente en Química Arqueológica.

Según explica el científico, esta última línea de investigación enmarcada en su proyecto FONDECYT, le ha permitido utilizar técnicas cromatográficas y espectrométricas de última generación para indagar sobre cuáles eran los recursos alimentarios que se utilizaban en tiempos prehispánicos en el norte del país.

Para ello, analizaron materiales arqueológicos (cerámicas) y restos bioarqueológicos (cabello humano y tártaro dental), que le han permitido reconstruir los patrones dietarios y reconstruir las condiciones de vida de estos individuos.

Actualmente, el equipo se encuentra trabajando en elaboración de una base de datos de perfiles moleculares de más de un centenar de posibles fuentes alimentarias animales y vegetales de la zona, que les permitirá comparar los resultados de los análisis de los materiales arqueológicos, y de estar forma identificar biomoléculas diagnosticas de la fuente de origen.

En esta reciente publicación han colaborado también el Dr. Hermann M. Niemeyer, académico del Departamento de Ciencias Ecológicas de la U. de Chile; Luis Muñoz, de la Sección Metrología Química en la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN); y, Mauricio Uribe, académico del Departamento de Antropología, de la U. de Chile.

Cabe destacar que, parte de los análisis químicos desarrollados en este proyecto han sido realizado en colaboración con la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN) mediante un proyecto de Acuerdo Regional de Cooperación para la Promoción de la Ciencia y la Tecnología Nucleares en América Latina y el Caribe (ARCAL) del Organismo Internacional de Energía Atómica (IAEA).

En tanto, el último artículo publicado por el equipo se encuentra en la Revista Journal of Archaeological Science: Reports,  bajo el título “Arsénico en el cabello de momias de épocas agro-cerámicas del norte de Chile (500 a.C.-1200 d.C)”.

La publicación se encuentra online en: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352409X18302712?via%3Dihub. Mientras que en octubre del 2018 estará disponible en la versión impresa de esta prestigiosa edición, en las páginas 175 a 182.

Investigadores del Plantel desarrollan fármaco combinado para disminuir crisis de epilepsia

Investigadores del Plantel desarrollan fármaco combinado para disminuir crisis de epilepsia

En Chile se estima que entre el 0,5 al 1% de la población tiene algún tipo de epilepsia. Considerando que la población nacional es de 18 millones de habitantes, se proyecta que entre 90 mil a 180 mil personas padecen esta enfermedad neuropsiquiátrica.

En ese contexto, en el Laboratorio de Neurociencia de la Facultad de Química y Biología -en el marco del proyecto Fondef VIU “Generación de nuevas formulaciones para el tratamiento de la epilepsia del lóbulo temporal refractaria”- el estudiante de Doctorado en Biotecnología, Marcelo Lara Suzarte y el Dr. Patricio Rojas Montecinos, obtuvieron una innovadora formulación combinada para atenuar la enfermedad.

Según explica el Dr. Rojas, quien además preside la Sociedad Chilena de Neurociencia, tras realizar varias combinaciones de fármacos, obtuvieron una poderosa combinación con bumetanida (droga diurética),que no posee estudios similares.

En los estudios preclínicos los investigadores obtuvieron un efecto importante a nivel celular, reduciendo la excitabilidad del hipocampo (localizado en la parte medial del lóbulo temporal del cerebro), que evidenció una mejor respuesta de parte de pacientes que no responden a los tratamientos convencionales, según explica el Dr. Rojas.

Agrega que la innovación “puede ser usada no solamente para tratar casos de epilepsia (que es una condición crónica), si no para un episodio agudo que se llama estatus epiléptico (crisis convulsiva que dura más de 5 minutos y puede ocasionar la muerte)”.

Investigación desde una tesis

Si bien el Laboratorio de Neurociencia del Plantel se especializa desde hace algunos años en investigar las alteraciones en los circuitos sinápticos en epilepsia que inhiben el tratamiento de convulsiones mediante fármacos, los resultados del nuevo proyecto presentan una alternativa paliativa para eliminar o disminuir las crisis de epilepsia.

Esta enfermedad de carácter neuropsiquiátrica, se produce por una excesiva actividad eléctrica en el cerebro, provocando crisis que pueden llevar a la pérdida de la conciencia y a generar convulsiones.

Según estima el Dr. Rojas, cerca de un 30% de los pacientes afectados no responden a los tratamientos farmacológicos convencionales, siendo una condición -que en los casos más graves- pone en riesgo la vida del paciente.

Al respecto, el estudiante de doctorado Marcelo Lara, sostiene que el proyecto Fondef VIU, apunta a “un porcentaje de pacientes refractarios que no tienen ningún tratamiento”.

Fue así como presentó la idea obteniendo esta nueva formulación  que se encuentra patentada, para futuramente poder licenciar el fármaco a alguna empresa, que además pueda hacer estudios clínicos. 

La tecnología se encuentra protegida, bajo solicitud de Patente de invención número 201703465, presentada el 28 de diciembre del año 2017, bajo el nombre "Uso combinado de bumetanida ácida valproico o una de sus sales farmacéuticamente aceptables para restablecer la homeostasis de CI- y con ello permitir la preparación de un fármaco efectivo en el tratamiento de la epilepsia, y especialmente, en el tratamiento de la epilepsia refractaria".

En tanto, el Dr. Rojas sostiene que “hay pocos estudios en epilepsia del lóbulo temporal, y muestran que el efecto de la droga que nosotros usamos –bumetanida- tiene un efecto antiepiléptico. Sin embargo, no habían estudios en que se hubiese combinado con otros fármacos, lo que es una gran novedad”, afirma respecto a la invención.

Cabe destacar, que el equipo de neurociencia de nuestro Plantel participará de la reunión anual de Neurociencia a celebrarse en conjunto a la Sociedad de Biología de Chile, entre el 20 al 22 de noviembre en Puerto Varas, donde presentarán los avances en el área a nivel nacional.

 

Investigador especializado en industria minera explica importancia de innovar y patentar

Investigador especializado en industria minera explica importancia de innovar y patentar

El Dr. Alejandro Gutiérrez Silva es Ingeniero Civil Mecánico de la Universidad de Santiago de Chile y ha consagrado gran parte de su vida a trabajar en nuestra Casa de Estudios, impartiendo clases en el Departamento de su carrera de origen. Además lleva a cabo múltiples proyectos patentados que han ayudado a innovar en el área de la minería chilena.

“Mi especialidad ha sido el modelamiento computacional de equipos que están relacionados con la industria minera”, cuenta el ingeniero. Su método de trabajo es en el área de simulación, donde se realizan diseños digitales de los proyectos. “Al no tener recursos para hacer los experimentos o fabricar los dispositivos, todo tipo de tecnología está basado en estas simulaciones. Si una no da buenos resultados en estos prototipos, entonces en la vida real tampoco lo hará”, remarca.

El investigador ha logrado siete patentes y cuenta que “todo comenzó cuando empezamos a hacer asistencia técnica a la industria minera. Eso nos permitió conocer la problemática que tienen las grandes mineras y buscar soluciones”, destaca.

Innovaciones en la minería

En el sector de la molienda fina, se ha trabajado en un molino ultrasónico ayudando al profesor Luis Gaete, del Departamento de Física, un molino hidráulico que emplea la erosión que produce el agua sobre materiales sólidos, y también en un molino híbrido que contiene también la función de un chancador, de modo que somete los materiales a compresiones para fragmentarlo primero. Gutiérrez destaca este último como su proyecto preferido.

Otras tecnologías patentadas incluyen la Tuerca de Rápida Extracción (TRE), que tiene la capacidad de no desatornillarse y cuya forma de remoción es cortándola. Esta ya ha sido probada en algunos molinos chilenos. Además, se inscribió una máquina de soldar que agrega un movimiento predeterminado para que el usuario aprenda a ocuparla.

“La Universidad ha hecho un trabajo plausible en torno al patentamiento. Desde hace 15 o 20 años, esta vía empezó a ser una alternativa de desarrollo para los académicos y estudiantes”, señala el profesor, reconociendo que la Dirección de Gestión Tecnológica (DGT) ha significado un apoyo fundamental para los investigadores, dado que “son personas que saben de la parte jurídica y legal de lo que puede cubrir una patente. El trabajo que de la DGT puede alcanzar niveles sorprendentes.”

Significativo ahorro económico y de tiempo

Los avances que ofrece cada patente representan posibilidades de ahorro económico y de tiempo para la industria minera del país, que el académico reconoce como su fuerte. “Cualquier cosa que se haga en los molinos y repercuta en el consumo de energía ya es algo de impacto desde el punto de vista del ahorro energético, que es una de las temáticas primordiales de hoy día. Lo otro es la productividad. Sin lugar a dudas, ocupar menor energía para obtener mayor cantidad de elementos con reducción de tamaño es algo fundamental hoy día y en el futuro”, señala.

Desde hace siete meses el ingeniero reside en Melbourne, Australia,  donde está trabajando en el Commonwealth Scientific Industrial Research Organization (CSIRO). Su trabajo actual consiste en estudiar el comportamiento del movimiento de carga de un molino SAG, pero terminando sus funciones, regresará a Chile. “Yo soy académico de la Universidad de Santiago y lo seguiré siendo hasta que me jubile”, comenta al respecto.

Alejandro Gutiérrez está seguro de que los estudiantes de la Universidad tendrán éxito. Su llamado es a “no olvidar que somos ingenieros, y estamos muy relacionados con la tecnología que a su vez es protegida con las patentes. Nuestro pensamiento, desarrollo y espíritu de emprendimiento innovación está ahí. Y plasmar eso en una patente es la culminación de un trabajo importante.”

Por otra parte, invita a los académicos a seguir desarrollando iniciativas. “Yo diría que tenemos un respaldo de necesidades que es nuestra industria minera”, asegura, “y puede resultar ser una fuente fenomenal para el desarrollo de nuestros futuros trabajos”.

Investigadora descubre compuesto que acelera el crecimiento y mejora la salud de plantas y árboles

Investigadora descubre compuesto que acelera el crecimiento y mejora la salud de plantas y árboles

El trabajo de más de 15 años de la Dra. Alejandra Moenne, del Departamento de Biología de la Universidad de Santiago de Chile, deja en evidencia cómo los oligo-carragenanos de algas marinas rojas estimulan el crecimiento y la defensa contra patógenos en plantas de tabaco y eucaliptus.

La Dra. Moenne señala que “es el primer compuesto en el mercado que estimula el crecimiento de plantas por el aumento de fotosíntesis y el metabolismo primario y secundario”, lo cual le ha permitido desarrollar y comercializar mediante la empresa Sirius Natura S.A., los compuestos bautizados como Karla, estimuladora de crecimiento y defensa contra patógenos, y Thor, encargado de alimentar la tierra para permitir efecto de Karla.

Luego de un estudio en plantas de tabaco -que tenía como objetivo inducir defensa contra virus en plantas de tabaco, la docente comenta que no sólo obtuvo como resultado un importante efecto antiviral, sino que, a su vez, observó como sus plantas de tabaco aumentaban de tamaño.

“Hicimos una serie de análisis que demostraban que la fotosíntesis, la asimilación de nitrógeno y de azufre estaba aumentada en las plantas tratadas con Karla. Además, la defensa contra hongos y bacterias, también se encontraba incrementada, logrando prevenir que la planta se infecte o en su defecto, revertir una infección ya instalada”, explica la académica.

Los compuestos oligo-carragenano, pueden ser del tipo lambda, iota o kappa (Karla). Este último, es con el cual trabaja principalmente gracias a sus características que le permiten aumentar la inmunidad innata de la planta mediante la aspersión de una solución acuosa sobre las hojas de las plantas y árboles. 

Luego de este tratamiento, después de cinco años de cultivo, se observa un aumento de la altura del árbol, además del diámetro y largo de las raíces y tronco, lo cual indica que el árbol ha crecido más rápido, presentando un 50% más de celulosa.

Debido a la falta de nutrientes de los árboles para hacer eficiente el proceso, el compuesto Karla debe estar acompañado de Thor, que contiene nitrógenos y otros elementos que posibilitan una mejor absorción y revierte el empobrecimiento de la tierra.
De esta forma, la innovación en el potenciamiento de los cultivos agrícolas y forestales, se ve reflejado en el aumento de la rotación de los cultivos, reduciendo el tiempo de crecimiento.

“Esta innovación es completamente pertinente a las necesidades medioambientales y forestales que requiere nuestro país, dado que podría generar impactos tremendamente positivos que aún no somos capaces de dimensionar”, concluye la investigadora.

Para mayor información, comunicarse con la Dr. Alejandra Moenne (alejandra.moenne@usach.cl) o Francisco Pérez (fperez@marverde.cl).

Investigan procesos moleculares que inciden en la generación del dolor crónico

Investigan procesos moleculares que inciden en la generación del dolor crónico

El dolor es una sensación que produce el sistema nervioso y que tiene como función alertarnos de un eventual daño interno o externo. En ocasiones, la sensación dolorosa se prolonga en el tiempo perdiendo su función fisiológica y transformándose en una patología conocida como dolor crónico.

A diferencia del dolor agudo, el crónico presenta un difícil tratamiento, como se evidencia en enfermedades complejas, entre éstas: fibromialgia, neuralgia del trigémino, neuropatía diabética, dolor lumbar crónico, dolor oncológico, entre otros.

Hasta ahora, pese a que existen abundantes conocimientos sobre las vías y  neurotransmisores que conducen la información dolorosa a la corteza cerebral, resta mucho por investigar sobre los mecanismos reguladores involucrados.

En ese contexto, desde el año 2001, el Dr. Luis Constandil Córdova, académico e investigador de la Facultad QyB y Cedenna, junto a su equipo, ha centrado su trabajo en el estudio de los mecanismos neurobiológicos implicados en la generación y mantención del dolor crónico a nivel de la médula espinal.

Entre sus recientes investigaciones, el equipo demostró por primera vez, que la proteína panexina 1 (PANX1) -considerada una de las grandes compuertas o canales insertos en la membrana plasmática en todos los tejidos, que permiten que entren o salgan iones de una determinada célula o neurona (que transmiten la señal e intensidad de dolor), presenta un rol relevante en la generación del dolor crónico.

Con la obtención de este nuevo conocimiento, el equipo decidió profundizar en el papel que juega esta proteína específica en la transmisión del dolor.

Al respecto, el investigador explica que “cuando estas proteínas se abren o cierran, son capaces de generar cambios muy bruscos y muy intensos dentro de las neuronas, y por eso la estamos estudiando”.

En esa línea, el Dr. Constandil explica que la apuesta del equipo es que la apertura de ésta proteína se debería a la acción de una proteína intracelular “conocida como SRC” cuando es estimulado alguno de los tres receptores presentes en el proceso (de ATP, NMDA y BDNF).

De comprobarse ésta hipótesis, el equipo podría identificar nuevos blancos farmacológicos que permitan aliviar dolores crónicos.

Proyecto

Según el último estudio publicado por la Asociación Chilena para el Estudio del Dolor (Ached), en Chile la prevalencia de dolor crónico no oncológico alcanza al 32% de la población

Si bien, actualmente existen varios medicamentos capaces de inhibir el dolor agudo, estos no son capaces de inhibir completamente los tipos de dolor crónico.

Es así, como el nuevo proyecto Fondef Regular 2018-2021: Preclinical study on the participation of pannexin 1 (PANX1) in spinal cord circuitry and its role in the mechanisms of chronic pain, busca avanzar en la generación de conocimiento para combatir enfermedades -muchas veces invisibilizadas a juicio del investigador-, pero que afectan a un número importante de la población.

En ese contexto, en palabras del científico, conocer molecularmente como se regula su apertura y cierre permitiría “intervenir para disminuir o atenuar la señal que conduce la información nociceptiva (dolorosa) hacia la corteza cerebral y generar de esa forma un alivio en la percepción del dolor”, explica.

Cabe destacar, que la línea de investigación ha derivado una serie de estudios relacionados, entre ellos, se encuentran desarrollando paralelamente nanopartículas para el tratamiento del dolor crónico, y han presentado tres patentes asociadas a la línea de investigación.

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