Instituto Politécnico Nacional - cedicyt.ipn.mx · dades contra el veneno del alacrán. Presentamos en este número, entre otros interesantes temas, la descripción del ... los niños

Tribus que no dan nombres a sus números son incapaces de contar

5 Tratamientos que podrían salvarla vida de millones de bebesErika Check

3 Multiverso

Instituto Politécnico Nacional

Dr. José Enrique Villa RiveraDirector General

Dr. Efrén Parada AriasSecretario General

Dr. José Madrid FloresSecretario Académico

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Dr. Mario Rodríguez CasasSecretario Técnico

C. P. Raúl Sánchez ÁngelesSecretario de Administración

M. en C. Juan Ángel Chávez RamírezAbogado General

Dr. Luis Humberto Fabila CastilloCoordinador General de Posgrado e Investigación

Mtro. Eduardo Meza OlveraCoordinador General de Vinculación Académica y Tecnológica

M. en C. María Dolores Sánchez SolerCoordinadora General de Modernización Institucional

Fernando Fuentes MuñizCoordinador General de Comunicación Social

y DivulgaciónIng. Sergio Viñals Padilla

Director del Centro de Difusión de Ciencia y Tecnología

ConversusDirector Editorial

Ing. Rodolfo de la Rosa Rábago

Comité EditorialJosé Antonio Arias Montaño, Rosendo Bolívar Meza, José Gerardo CabañasMoreno, Guillermo Carvajal Sandoval, Sergio A. Estrada Parra, Luis Hum-berto Fabila Castillo, Jorge González Claverán, Clemente R. Morales Dávila,Ricardo Mota Palomino, Efrén Parada Árias, Octavio Paredes, Ofir Picazo Pi-cazo, Radu Gheorghe Racotta Poulieff, Onofre Rojo Asenjo, Michael ShapiroFishman, Joaquín Tamariz Mascarúa, María de los Ángeles Valdés Ramírez,Miguel Ángel Valenzuela Zapata, José Enrique Villa Rivera.

Encargado de Información Lic. Octavio Plaisant ZendejasEncargado de Redacción

Lic. José Luis Carrillo AguadoReportero

Lic. Jorge Rubio Galindo, Encargada de Diseño

Lorena Elizabeth Quintana OrtegaIlustración y diagramación

Lorena Elizabeth Quintana OrtegaGloria P. Serrano Flores Cuidado de la Edicióny Corrección de EstiloMónica Pineda Robledo

Captura de TextosGuadalupe Cantú Morales

Impresión: Impresora y Encuadernadora Progreso, S.A. de C.V. San Lorenzo Tezonco núm. 244 Col. Paraje San Juan, Delegación

Iztapalapa,C. P. 09830, México D. F.

Distribución: Publicaciones CITEM, S.A. de C.V. Av. del Cristo 101, Col. Xocoyahualco. Tlanepantla, Edo. de México. C.P. 54080

ConversusEs una publicación mensual (Junio-Julio 2005), con excepción de los meses junio-julio ydiciembre-enero, del Instituto Politécnico Nacional, editada por el Centro de Difusión dela Ciencia de la Secretaría de Extensión y Difusión. Los artículos firmados son respon-sabilidad exclusiva de su autor y no reflejan necesariamente el criterio de la institución,a menos que se especifique lo contrario. Se autoriza la reproducción parcial o total, siem-pre y cuando se cite explícitamente la fuente. Domicilio de la publicación: Av. Zem-poaltecas esq. Manuel Salazar, Col. Ex Hacienda El Rosario. Deleg. Azcapotzalco.C.P. 02420Número de Certificado de Reserva otorgado por el Instituto Nacional del Derecho de Au-tor: 04-2001-100510055600-102. Número de Certificado de Licitud de Título 11836.Número de Certificado de Licitud de Contenido 8437, otorgados por la Comisión Califi-cadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas de la Secretaría de Gobernación. NúmeroISSN 1665-2665. Editor responsable: Jesús A. Mendoza Álvarez Tel.: 5729 6000,ext.: 64818 D.e.: [email protected] Tiraje: 5000 ejemplares.

contenido

Fronteras

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6 El sentido del humor puede mejorarla respuesta cardiovascularRoxanne Khamsi

Helen Pearson

8 Ventana cósmicaJesús Mendoza Álvarez

Observatorio científico

38 Entre la vinculación industrialy la investigaciónJorge Rubio Galindo

46 La inteligencia artificial y su aplicacióntecnológica en arquitectura y educaciónintegralSilverio Hernández Moreno

30 Valor biológico de la proteínadel alga marina Enteromorpha spp.(Chlorophyta: Ulotrichales)Martha E. Aguilera Morales et al.

10 Calentamiento global:síntoma de un planeta enfermoOctavio Plaisant Zendejas

18 Las huellas del calentamiento globalOctavio Plaisant Zendejas

Investigación hoy

Punto crítico

50 Animación en Matemáticascon software Maple®José Roberto Mandujano

Paideia

Otra voz... La visión del joven investigador

56 NeutrinosKarla Huerta Rosas

60 Congreso Nacional de Ingeniería,vehículo para la solución de problemas nacionalesJosé Luis Carrillo Aguado

Sucesos

22 Guaco (Aristolochia elegans Mast.): remedio herbolario popular contra la picadura de alacránAlejandro Mora Izquierdo et al.

Soluciones

Multiverso

IPN Donde la ciencia se convierte en cultura 3IPN Donde la ciencia se convierte en cultura

éxico es uno de los países con mayor número especies animales yvegetales; esta enorme biodiversidad representa una invaluableriqueza, por un lado, por la cantidad y por la cualidad de los seresvivos que habitan en el país asociados en comunidades vegetales yanimales con muy diversos y particulares medios ambientes (di-

versidad ecológica) y, por otro lado, por la variedad genética de todas y cada unade estas especies (diversidad genética).

Tanto la diversidad ecológica como la diversidad genética sólo son posibles enun complejo medio físico natural como el nuestro.

Contamos, en un aspecto, con una orografía accidentada, determinada por dosgrandes cadenas montañosas, separadas hacia el norte del país y anudadas en elsureste, lo que genera numerosos altiplanos, valles, cuencas y ríos.

En otro aspecto, los dos océanos más extensos del mundo se encuentran a am-bos lados de la plataforma continental mexicana, el Pacífico de manera directa y elAtlántico a través del Golfo de México y del Mar Caribe, lo que le da al país milesde kilómetros de costas, con variadas playas, penínsulas, estuarios, bahías, lagunascosteras, acantilados y arrecifes de interés mundial.

Así que este complejo medio natural y su ubicación sobre la superficie del pla-neta, entre otros factores no menos importantes, crean desiertos y selvas, bosquestemplados y lluviosos, temporadas de lluvias y de secas, granizo y nieve o hura-canes, en suma, los diverso climas y ambientes en los que habitan y se asocia lagran diversidad de comunidades vegetales y animales.

En este contexto físico es que en México viven aproximadamente 26 mil especiesvegetales, de las que poco más de cuatro mil se utilizan con fines medicinales de-bido, en gran medida, al conocimiento ancestral que los antiguos mexicanos desa-rrollaron sobre los beneficios medicinales de muchas de estas plantas y que fueplasmado en códices, el más famoso de ellos el Códice Badiano, por lo que el paísocupa actualmente el segundo lugar en este rubro.

Por otro lado, se estima que 90 por ciento de la población mexicana usa coti-diana o esporádicamente plantas medicinales, a causa de su incapacidad deadquirir medicamentos de patente, lo que consolida a la herbolaria como la únicaalternativa para atacar problemas graves de salud pública, pero basándose en la in-vestigación científica de las propiedades y principios activos de las plantas me-dicinales mexicanas.

Tal es el caso de los efectos de la picadura del alacrán, que en México reportaanualmente poco más de 250 mil casos y entre mil y dos mil muertes atribuidas algénero Centruroides. Este problema de salud pública tiene sus niveles más altos enJalisco, Morelos, Michoacán, Guanajuato y Guerrero.

De ahí que investigadores politécnicos adscritos al Centro de Desarrollo de Pro-ductos Bióticos se han dado a la tarea de estudiar científicamente a diversas es-pecies de plantas del género Aristolochia, conocida comúnmente como guaco, pararealizar pruebas farmacológicas que permitan controlar y potenciar sus propie-dades contra el veneno del alacrán.

Presentamos en este número, entre otros interesantes temas, la descripción delproyecto de investigación científica de esta popular planta conocida por sus pro-piedades curativas desde tiempos de los antiguos mexicanos.

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Junio-Julio 20054 con ersusv

*Periodista científica de [email protected]ón de José Luis Carrillo Aguado

n estudio relativo a una tribu delAmazonas ha iniciado un fiero de-bate acerca de la posibilidad quepudieran tener algunos grupos ét-

nicos de contar sin números. Psicólogos,antropólogos y lingüistas han especuladosobre si los animales, los niños o ciertas cul-turas pueden conceptuar números sin ellenguaje necesario para describirlos.

Para abordar el tema, el investigador dela conducta Peter Gordon de la UniversidadColumbia de Nueva York se internó en laselva del Amazonas, y llevó a cabo estudioscon la tribu pirahá, grupo de cazadores-recolectores de doscientas personas, cuyosistema de conteo consiste en palabras quesignifican, aproximadamente, “uno”, “dos”y “muchos”.

Gordon definió una serie de tareas paraexaminar si los miembros de la tribu podríancontar precisamente y concebir númerosmás allá de uno y dos, incluso si carecían delas palabras para ello. Por ejemplo, les pidió

que observaran un grupo de baterías y ali-nearan una cantidad semejante de piedras.

Los miembros de la tribu lucharon alrealizar estas tareas adecuadamente, perosu desempeño empeoró a medida que au-mentaban los números. “No pudieron se-guir la pista”, comentó Gordon.

PUNTO DE VISTA OPUESTO

Otros investigadores del área han dado labienvenida al estudio. Mas no están deacuerdo en lo que significa. El psicólogoCharles Gallistei de la Universidad Rutgersen Piscataway, Nueva Jersey, señala que lospirahá simplemente no pueden reconocercuando una cantidad de cosas equivaleexactamente a la otra, así que tienen pro-blemas con la tarea de correspondenciaentre dos grupos de cosas. Él argumentaque la gente sí posee una habilidad no ver-bal para concebir todos los números, y queel lenguaje se limita a refinarla.

La psicóloga Susan Carey de la Univer-sidad de Harvard en Massachusetts argu-menta lo contrario, según ella, carecemosde una habilidad natural para contar másallá de números muy pequeños, y la difi-cultad de los pirahá lo demuestra. “Es unhallazgo espectacular”, asegura.

Carey y otros investigadores creen quelos niños y algunos animales nacen con dos

tipos de conteo, pero que son limitados.Primero, pueden reconocer uno, dos o tresobjetos mediante el recuerdo de una ima-gen en su memoria. Segundo, puedenestimar números más grandes, como cercade veinte. Carey piensa que los pirahá sebasan en estos sistemas innatos.

LA HIPÓTESIS DE WHORF

En un nivel más amplio, el estudio tam-bién hace referencia a una controvertidahipótesis esgrimida por Benjamín LeeWhorf en la década de los treinta: ellenguaje puede determinar la forma en quepensamos o lo que somos capaces depensar.

Pero el estudio de Gordon es uno delos mejores ejemplos en el que el lenguajefaculta a la gente a pensar algo completa-mente nuevo, dice la psicóloga cognitivaLisa Feigenson de la Universidad JohnHopkins de Baltimore, Maryland, EstadosUnidos. En este caso, una carencia delenguaje parece privar a los pirahá de laposibilidad de pensar números mayores,considera.

Como sea, el último estudio no re-solverá el debate acerca de si el lenguajepuede darle forma al pensamiento en otroscasos, señala Feigenson. “Yo creo que esejuicio aún está pendiente”, sentencia.

Estudio amazónico alimenta debate sobre si el concepto de número es innato

Tribus que no dan nombres a sus números son incapaces de contar

Helen Pearson*

U

IPN Donde la ciencia se convierte en cultura 5

ratamientos simples y baratos podrían prevenir la muertede tres millones de bebés cada año, anunciaron médicos yabogados de los neonatos.

De acuerdo con estudios publicados en la revista mé-dica The Lancet, cuatro millones de bebés menores de un añofallecen cada año, de los cuales tres cuartas partes fenecen laprimera semana de vida. Mas la investigación demuestra que lamayoría podría salvarse a través de 16 intervenciones básicas, talescomo exhortar a las madres a alimentarlos con leche materna ydotar de antibióticos a los bebés enfermos.

Los 191 países miembros de las Naciones Unidas se han fijadola ambiciosa meta de reducir la mortandad de madres y de infantesen dos tercios para el 2015. Pero la mayoría de la investigación apli-cada actualmente para prevenir decesos infantiles usa tecnologíasmédicas costosas empleadas en naciones ricas, lo que representatan sólo 1 por ciento del total. Cerca de dos tercios de los falle-cimientos infantiles ocurren en diez naciones: Afganistán, Ban-gladesh, China, el Congo, Etiopía, India, Nigeria, Paquistán, In-donesia y Tanzania.

Los doctores esperan que esta última investigación pueda enfo-car una mejor atención a los recién nacidos radicados en nacionesmás pobres. “Creemos que la vasta mayoría de muertes puedenprevenirse con conocimientos que poseemos hoy en día, con he-rramientas que podemos proporcionar”, dice Vinod Paul, médicoresidente del Instituto Hindú de Ciencias Médicas en Nueva Delhiy coautor de algunas de las investigaciones publicadas en TheLancet, que fueron presentadas en una conferencia de prensa enWashington, D. C., y agrega: “La tragedia para cuatro millones deneonatos muertos debe concluir” .

SIMPLE Y BARATO

La investigación muestra que la mayoría de estos bebés mueren porinfecciones, por nacimiento prematuro o por problemas durante elalumbramiento, según el doctor Paul, y que la mayoría de las me-didas preventivas son sumamente sencillas y baratas. Por ejemplo,quinientos mil niños fallecen de infecciones por tétanos cada año.Mas esta mortandad puede prevenirse si sus madres reciben vacu-na contra tétanos, que cada inyección sólo cuesta veinte centavosde dólar. Y la mayoría de los neonatos prematuros sólo necesitanun poco de calor extra, alimentación y tratamiento oportuno contrainfecciones, lo que requiere de un entrenamiento adecuado de lasparteras, de las madres que van a dar a luz y de sus familias.

Anne Tinker, quien trabaja con un grupo de caridad, comentaque su programa ha entrenado parteras en Bolivia para exhortar alas madres a mantener la alimentación del seno materno a los bebés

tan pronto como nacen. Tradicionalmente, las parteras advertían alas madres sobre la conveniencia de alimentar a sus retoños con téde anís o cocoa en vez de leche materna. Se estima que la ali-mentación del seno materno podría prevenir 1.3 millones demuertes anuales alrededor del mundo.

Otras intervenciones bara-tas promovidas por este grupode caridad incluyen la entregade estuches limpios que con-tienen jabón, una hoja de ra-surar nueva y un pedazo de hi-lo para cortar y tratar el cordónumbilical, así como una hoja deplástico para colocarla en elsuelo debajo del recién nacido.Estas medidas procuran pre-venir que los neonatos contrai-gan infecciones durante los mi-nutos cruciales justo despuésdel nacimiento, explicó Tinker.

Algunas naciones, tales co-mo Sri Lanka, Vietnam, Indonesia y Honduras, han empezado areducir la mortandad infantil usando métodos baratos como éstos.Las naciones podrían resolver completamente el problema gastan-do sólo noventa centavos más por persona de lo que gastan ahora,considera Paul. Por otra parte, llama a las naciones ricas y pobres acontribuir con su dinero, y compara las muertes de cuatro millonesde bebés al año con las de los tsunamis que asolaron Asia. “Nues-tras respuestas son muy diferentes ante ambas tragedias”, expresaPaul, aunque “podríamos ver la misma respuesta a la tragedia ‘in-visible’ que ocurre actualmente”.

No costaría mucho reducir considerablemente decesos de neonatos en naciones pobres

Tratamientos que podrían salvarla vida de millones de bebes

Erika Check*

*Periodista científica de [email protected]ón de José Luis Carrillo Aguado

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La risa puede remediar la salud de los vasos sanguíneos

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*Periodista científico de [email protected]ón de José Luis Carrillo Aguado

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Puede la risa hacer su corazón más saludable?Quizá resulte gracioso, pero los médicos dicen aho-ra que cuentan con evidencia seria para soportartal idea. Un nuevo estudio muestra que disfrutar

uno o dos chistes puede mejorar la función de los vasossanguíneos.

Expertos médicos han advertido sobre los efectos del es-trés en la salud cardiovascular, y la ciencia justifica sustemores: cuando se enfrenta a una situación difícil, el cuerposegrega hormonas que elevan la presión sanguínea. Estashormonas, adrenalina y noradrenalina, ocasionan este efectoal causar que los vasos sanguíneos se constriñan.

Si se mantiene sin tratamiento, la presión sanguínea ele-vada puede derivar en un infarto al corazón. Los doctoresrecomiendan frecuentemente que la gente en estas condi-ciones ocupe más tiempo para relajarse durante su jornadade trabajo y que incorporen actividad física que elimine el es-trés a lo largo de su vida.

Pero las conductas psicosociales que pueden beneficiar elsistema cardiovascular del cuerpo son menos conocidas.

LA MATERIA DE LA RISA

Un estudio publicado en el año 2000 proporcionó evidenciapreliminar de que la risa puede ayudar al corazón, declaróMichael Miller, director de Cardiología Preventiva en el Cen-tro Médico de la Universidad de Maryland, Baltimore,Estados Unidos.

En ese estudio, él y sus colegas entrevistaron gente quehabía sufrido ataques al corazón o había padecido proce-dimientos para despejar arterias atascadas. Encontraron queestos pacientes reportaron menos momentos de risa queaquéllos que no habían presentado ataques al corazón.

Miller se ha interesado desde hace muchos años en la risa.Desde niño conserva consigo un libro de chistes, y su primotrabaja como comediante. Así que después de que el estudiodel año 2000 conectaba diversión con buena salud cardiaca,decidió tener una vista más cercana de la posible relación.

Él y sus colegas decidieron utilizar esta vez una aproxi-mación más directa. En vez de cuestionarios, emplearon unaparato ultrasónico para medir el diámetro de la arteriabraquial, un vaso de sangre principal que corre del hombroal codo.

Los investigadores les pidieron a diez mujeres y a diezhombres que vieran escenas de película de 15 minutos que

contienen material estresante, por un lado, y cómico, porotro. Para la escena estresante, el equipo usó el segmentoabierto del soldado Ryan, que retrata una batalla dramáticadurante la Segunda Guerra Mundial. El segmento gracioso loproporcionaron dos comedias conocidas por el público esta-dounidense.

Para una buena salud cardiovascular, los vasos sanguí-neos deben expandirse rápidamente después de constreñirse.Así que antes y después de mostrar las escenas de la pelícu-la, los científicos aplicaron presión a cada arteria braquial delos voluntarios y probaron que tan rápidamente se regresa-ban a su forma normal.

En 19 de veinte sujetos, las comedias parecen tener unefecto benéfico. Sobre todo, el vaso sanguíneo se dilató 22 porciento más rápido de lo normal después de la risa, y 35 porciento más lentamente después de la escena estresante.

A pesar de que el efecto negativo del estrés fue anticipa-do, la risa provocó un impacto positivo mayor del esperado.“Creíamos que la risa sería mucho más neutral, pero en rea-lidad ocasionó un efecto pronunciado”, comentó Miller. Élpresentó sus resultados en una reunión de todo el ColegioAmericano de Cardiología en Orlando, Florida,

PELÍCULAS CHISTOSAS

Miller declaró que ahora prescribe a sus pacientes a buscaruna risotada de vez en cuando. “Hemos empezado a decirlesque vean películas chistosas o vean situaciones que puedanencontrar ‘ligeras’ al corazón”.

Él y sus colegas no pueden explicar por qué la risa mejo-ra el tono. Puede tener algo que ver con la segregación deendorfinas, las mismas hormonas que provocan un gran efec-to después del ejercicio. Algunos estudios han revelado quelas endorfinas ayudan a reparar los vasos sanguíneos.

Otra posibilidad es que la risa relega óxido nítrico, gasque relaja una parte de los vasos sanguíneos conocida comoendotelio.

Pero las causas requieren una investigación ulterior. “Elóxido nítrico se segrega muy local en el endotelio. Sería muyinusual para el endotelio ser globalmente estimulado poróxido nítrico”, dice Ian Megson, experto en vasos sanguíneosde la Universidad de Edimburgo, Reino Unido.

Hasta que este misterio sea solucionado, Miller no veproblema en recomendar la risa como medicina. “No haypérdida con la risa”, sentenció.

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Fe de erratasPor un lamentable descuido, los tres últimos artículos de la sección Fronteras del número de mayo

se publicaron sin el crédito correspondiente. El autor es José Luis Carrillo Aguado.

Jesús Mendoza Álvarez

OBSERVATORIO CIENTÍFICO


Se imagina usted poder con-templar el firmamento tal cual loobservó en 1492 Cristóbal Colón

durante los dos meses que duró latravesía del genovés desde la costa dela Península Ibérica hasta el Conti-

nente Americano y experimentar cómose guió por las estrellas o el cielo que en

1497 admiró Vasco de Gama en la cir-cunnavegación del Continente Africano y

cómo observó constelaciones distintas se-gún estuviesen situados en el hemisferio

boreal o en el austral?¿O tener la oportunidad de mirar el cielo

nocturno estrellado como lo hubiese visto unantiguo sacerdote de Teotihuacan en la cima de la

pirámide de la Luna en el año 500 de nuestra era, oun faraón del imperio antiguo en el año 3 000 a. de C.

en el valle del río Nilo?¿O cómo verán el cielo los futuros habitantes de México

en el año 10 000 desde cualquier punto geográfico del país?

¿


Todos lo anterior y mucho más es posiblelograrlo de manera virtual con los plane-tarios modernos, sustentados en la investi-gación científica de la astronomía y de lafísica en varias de sus ramas, y fabricadoscon el desarrollo tecnológico de la ingenieríaelectromecánica, la óptica, de la computa-ción o la ciencia de materiales, según seanplanetarios electromecánicos, de fibra ópticao digitales.

Mas el inicio de los planetarios fue bas-tante más modesto, aunque con la mismanotable pasión de los astrónomos profe-sionales o de los aficionados de la actua-lidad. Si bien desde la Grecia clásica nos hanllegado descripciones de protoplanetariosdiseñados con gran imaginación y minu-ciosidad, es hasta el inicio de la edad moder-na que surgen con el inicio de la revolucióncientífica propulsada por Kepler, Copérnico,Newton, Leibnitz y tantos otros memorablesnombres, pero particularmente con la in-vención del telescopio, que inicia el desa-rrollo de los planetarios como los conocemoshoy.

El primero fue construido en 1664, en lostiempos de Newton, y fue conocido como elGlobo de Gottorp. Su sencillez habla delgusto primario de la contemplación delcielo. Consistía en una habitación esféricacon capacidad para diez personas y con lasestrellas pintadas en su interior. Cien añosdespués se edifica el Uranium, ya con mayorcapacidad de visitantes y con la novedad deque las estrellas son representadas por pe-queños huecos en las paredes con el pro-pósito de transmitir un brillo artificial.

Posteriormente, con más desarrollo tec-nológico, aparecen los llamados planetariosinstrumentales en 1923, dotados de finos eingeniosos mecanismos de engranes, focos,

lentes y otros componentes. El primer mo-delo fue construido por Charles Atwood, uningeniero de la mundialmente célebre casaalemana de productos ópticos Carl Zeiss.

Este tipo de planetarios consisten en unaesfera hueca o más semiesferas, según sea elmodelo, sobre las que hay pequeños agu-jeros, en los que pueden estar montadaslentes y otros dispositivos, que representa-rán cada estrella, planeta, cometa, asteroideo algún otro objeto cósmico, de modo que alproyectarse sobre el domo aparecen en suposición correcta. El agregado de lentes fren-te a los orificios permite enfocar los haces lu-minosos sobre la cúpula y así dar mayornitidez a las imágenes.

Estos proyectores planetarios tambiénpueden estar auxiliados de diversos mecanis-mos con capacidad para reproducir los movi-mientos aparentes de la esfera celeste (diurnoy anual), con velocidades variables. De ahíque uno pueda ver el transcurrir de la noche,de cualquier época del año, en lapsos de tiem-po de hasta de miles de años, observar el cielodesde diferentes latitudes o ver el firmamentoboreal o austral, en tan sólo algunos minutos.

Los últimos modelos de planetarios hanreemplazado los focos por fibra óptica, loque permite reproducir cielos poblados porestrellas más brillantes y numerosas, estoprovoca una sensación más realista e inclusouna observación más precisa de lo quepuede hacerse a simple vista, aun en con-diciones atmosféricas ideales.

Pero el adelanto más reciente es el pla-netario digital, que es un proyector de unaimagen computarizada sobre un domo loque provoca una sensación a la audiencia deestar navegando por el Cosmos.

Estos planetarios digitales quizás estánmodificando el concepto tradicional con elque surgieron los planetarios, probable-mente responden a los propios cambios queexperimenta la investigación científica quegradualmente deja atrás la frontera de lasespecialidades para dar paso al trabajotransdisciplinario.

Así, hoy en día se generan nuevos cam-pos del conocimiento como la ciencia de ma-teriales, la nanotecnología, la biotecnología, ola investigación aeroespacial, que únicamentese pueden desarrollar con el concurso devarias ciencias y tecnologías.

Lo mismo reflejan los planetarios digi-tales. En estos espacios distintivos del sigloXXI, ahora puede observarse el macrocosmosy también el microcosmos, admirar una nubede gas interestelar situada a miles de años luzpenetrar virtualmente al interior de lascélulas humanas y ver cómo se conforma lacadena del ADN.

Los planetarios, cualquiera que sea sumodelo y su desarrollo tecnológico, desde elmás modesto hasta el más sofisticado, sonesencialmente herramientas culturales y nosólo espacios de espectáculo, donde el públi-co asiste como si fuera a una función de cinecon efectos especiales pero sin mayor retri-bución en su capacidad estética y científicade aprehensión del Universo. Cierto, no hade ser un espacio solemne o aburrido, ade transmitir el espíritu de asombro, imagi-nación crítica y placer intelectual de laciencia, con auténticos elementos lúdicos.En síntesis, un espacio para aprender condeleite.

Sistema de iluminaciónpor fibra óptica

Motor del obturador

Lentede proyeccióngran angular

Obturador óptico controlado por computadora

Mascarilla contrabrillo de estrellas

Aspecto de un planetario con sistema de proyecciónláser

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• 5 de junio, Día Mundial del Medio Ambiente

• 2005, el año más caluroso en la historia de acuerdo a investigaciones de la NASA

• En el siglo pasado la temperatura media del planeta se incrementó 0.6 grados

Octavio Plaisant Zendejas*

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no de los síntomas presentes en algunos en-fermos es la fiebre, de forma similar la Tierradesde hace décadas exhibe signos que mues-tran el deterioro de su salud debido a la

intervención directa del hombre. Uno de los síntomases el calentamiento global, así lo demuestran investiga-ciones de organismos internacionales especializados enel campo climático, que señalan al 2005 como el añomás caluroso de la historia desde finales del siglo XVIII,cuando se empezaron a registrar las temperaturas. Loscientíficos señalan que este año, por primera vez, el in-tenso verano puede atribuirse a los gases invernaderoproducidos por automóviles, industrias, empresas y auna corriente débil de El Niño.

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*Periodista científico Conversus

El doctor James E.Hansen, investigador delDepartamento de Físicay Astronomía del Institu-to Goddard de EstudiosEspaciales (GISS, por sussiglas en inglés) de laNASA, con sede en NuevaYork, señala que si bienfenómenos como El Ni-ño afectan las tempera-turas globales, la crecien-te concentración de loscontaminantes genera-dos por la humanidadtambién impactan al pla-neta. Así, los registros dela tendencia de calenta-miento en los últimostreinta años tienen unaestrecha relación con elaumento de los gases in-vernadero en la atmósfe-ra. Esa misma causa hizoque el año más calurosoregistrado hasta el mo-mento fue 1998; mientrasque 2002, 2003 y 2004fueron segundo, terceroy cuarto, respectivamen-te, lo que muestra, deacuerdo con la NASA,“una tendencia verdade-ramente alarmante”.

El equipo de la NASA, encabezado por los científicos James E.Hansen y Makiko Sato, trabajó con los registros y los datos detemperatura terrestre y de la superficie de los océanos recopila-dos en varias estaciones meteorológicas internacionales, así

como con datos obtenidos vía satélite. Posteriormente, la infor-mación fue analizada a través de modelos matemáticoscomputacionales que permitieron el cálculo de la temperaturapromedio de la Tierra y la construcción de mapas globales detemperatura en los que se indican las tendencias de calenta-miento del planeta.


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Anomalías anuales principales de la temperatura de superficie del 2004 (°C)

Anomalías de temperatura de superficie 2004 (°C). (Periodo base: 1951-80)

Fuente: Registros del Instituto Goddard de Estudios Espaciales (GISS) de la NASA

Fuente: Registros del Instituto Goddard de Estudios Espaciales (GISS) de la NASA

Periodo que comprende 1951-1980 Comparación de registros de temperatura de los últimos cinco años

Cabe mencionar que el clima del planeta siempre ha estadosujeto a cambios naturales, con transiciones entre frío y calor, sinembargo, la tendencia actual es de calentamiento. En sólo cienaños la humanidad ha logrado cambiar el clima del planeta. Esla primera ocasión en que la intervención del hombre estáacelerando el cambio, y quizás el calentamiento global podríadarse tan rápido que las especies del planeta no tendrán el tiem-po suficiente para adaptarse y tal vez algunas se extingan o esténen proceso de hacerlo. Algunos científicos coinciden en afirmarque el calentamiento podría no ser gradual, y que el actual au-mento en la temperatura global podría acelerase en un cambiobrusco climático.

El Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC,por sus siglas en inglés) de la Organización de las NacionesUnidas (ONU), en su informe más reciente (2001) menciona quedurante el siglo pasado la temperatura media del planeta se in-crementó 0.6 °C y que la década de los noventa fue la más cálidadesde que hay evidencias de registro. El IPCC pronostica un au-mento en la temperatura de 1.5 °C para el 2050 y de alrededorde 3 a 5.8 °C para el año 2100.

En el mismo informe se proyecta que el nivel medio del marse incrementará en unos 20 cm hacia el 2050 y unos 50 cm parael año 2100. Otros datos arrojan que, en las últimas décadas, la

capa de hielo del Polo Norte se ha reducido cuarenta por cientoentre verano y otoño. La capa de hielo global ha disminuido 10por ciento aproximadamente desde la década de los sesenta. Porejemplo, en la Antártida se almacena 90 por ciento del aguadulce de la Tierra, la que se encuentra en el hielo glacial que con-forma la mayor parte de su superficie. Los bordes de este hielo(enormes placas flotantes que se extienden hacia el mar) se estándesintegrando en forma alarmante.

El grupo ambientalista Word Wide Fund (WWF) anunció re-cientemente que los glaciares del Himalaya se derriten a unritmo que podría afectar en los próximos años a India, a Chinay a Nepal, con inundaciones seguidas de sequías. Los glaciaresdel Himalaya alimentan a siete grandes ríos de Asia: Ganges,Indus, Brahmaputra, Mekong, Thanlwin, Yangtze y Haung-He oAmarillo.

Otros efectos del cambio climático global son las sequías pro-longadas, el incremento en la intensidad y frecuencia de loshuracanes, los cambios en los patrones de precipitación pluvial,la erosión de las costas, el florecimiento prematuro de plantas, elblanqueamiento de los arrecifes de coral (desprendimiento delas algas que lo alimentan), migraciones fuera de tiempo, la in-vasión de especies exóticas, enfermedades y disminución y ex-tinción en varias especies de anfibios.

Lo antes descrito son tan sólo algunos casos del impacto delcalentamiento global en la Tierra, con la intención de escudriñarmás acerca de las consecuencias de dicho fenómeno, Conversus

entrevistó en exclusiva a destacados investigadores mexicanosen las áreas de medicina de conservación, de ecología, de epi-demiología, de microbiología, de biología marina, entre otras.

DESTRUCCIÓN DE BARRERAS ECOLÓGICAS

El doctor Alonso Aguirre, especialista internacional en epidemi-ología y vida silvestre, coordinador de Medicina de Conser-vación de la organización norteamericana Wild Life Trust co-mentó que durante largo tiempo la humanidad ha destruidobosques, selvas, quemado carbón, petróleo y gas que expele a laatmósfera dióxido de carbono y otros gases que atrapan el calormás rápido de lo que las plantas y los océanos pueden absorber.


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Cambio predecido en la temperatura promedio. Periodo: 1960-1990 a 2070-2100

Variaciones de temperatura en la superficie terrestre en losúltimos mil años (temperatura en °C)

Variaciones de temperatura en la superficie terrestre en losúltimos mil años

“El calentamiento global afecta dramáticamente a los ecosis-temas marinos y terrestres, por ejemplo, varias especies ani-males, plantas, insectos y microorganismos han tenido que mo-dificar su hábitat, mutar, adelantar fechas de migración, alterarsus épocas de apareamiento, reproducción y florecimiento.

“En la década de los noventa se registraron en varias regio-nes del mundo el surgimiento de patógenos y brote de cuarentanuevas enfermedades como dengue, gastroenteritis (EscherichiaColi), pertussis o tosferina, ántrax, hantavirus, fiebre lassa, me-ningitis, difteria, ébola, fiebre amarilla, cólera, entre otras (véaseesquema uno). Detrás de su aparición se identifican varios fac-

tores como el cambio climático global, la toxici-dad global, la destrucción de ecosistemas, el cre-cimiento demográfico y patrones de consumo. Enla actualidad se han identificado cinco nuevosMorbilivirus que han atacado a miles de especiesanimales”.

El doctor Alonso Aguirre destacó que la des-trucción de ecosistemas, el movimiento de espe-cies de un ecosistema a otro, la introducción de es-pecies silvestres y su contacto con domésticas,entre otros factores, están permitiendo que bacte-rias y virus encuentren nuevos reservorios y for-mas de transmisión en animales y en humanos.

“El rompimiento de barreras ecológicas haocasionado que algunos microorganismos que es-tán confinados a ciertas especies muten y brin-quen hacia otras y generen enfermedades, porejemplo, se ha encontrado en delfines Brusella y elMorbilivirus Candinis permerper que es transmiti-do por los perros domésticos. Recientemente seregistraron un gran número de muertes en focas yen delfines, se descubrió que el causante era unvirus que infecta sólo aves, el microorganismo fuediseminado a través de huesos de pollo (alimen-tos procesados en las cadenas de comida rápida)

que fueron arrojados al mar por turistas. En África, los virus delsarampión y moquillo canino ocasionaron las muerte en comu-nidades de gorilas y de leones (de la zona del Serengeti), res-pectivamente. La enfermedad de la influencia aviar o gripe del po-llo en un principio era transferida de aves a cerdos y de éstos a hu-manos, no obstante, el virus pasa directamente de aves a humanos.

“El virus del Nipah causó la muerte a 150 personas y a unmillón de cerdos en Malasia en 1999. El Nipah fue transmitido através de un murciélago frugívoro que habita en las selvas. Porla tala inmoderada de árboles frutales, el murciélago emigró ha-

cia las granjas porcícolas en búsqueda de ali-mento. Los murciélagos transmitieron el virus pormedio de sus excretas, que contaminaron el ali-mento de los cerdos, y de estos últimos animalespasó a humanos a través del consumo de su carne.Para combatir el brote epidémico, las autoridadesde Indonesia intentaron sin éxito el desarrollo deuna vacuna, la salida más viable fue plantar ár-boles frutales próximos a las cuevas donde ha-bitan los murciélagos y al poco tiempo los brotesdesaparecieron. Los casos antes mencionados nosmuestran que algunas especies animales son loshospederos de virus, de hongos y de bacterias; sinembargo, al pasar estos hacia otros animales y hu-manos, los microorganismos patógenos puedenadquirir propiedades patógenas e, incluso, letales”.

En entrevista con el doctor Antonio GonzálezOrigel, funcionario e investigador de la Subdirec-ción de Sanidad Silvestre de la Secretaria de Me-dio Ambiente y Recursos Naturales (Semarnat)opina que el surgimiento y expansión de muchasenfermedades que afectan a seres humanos y a


Los procesos humanos que afectan a la Tierrra

Las consecuencias en el planeta por la intervención del hombre

Toxificaciónglobal

Empobrecimientobiótico

Crecimiento demográficoy de consumo Cambio climático

Explosión demográficaCambio de hábitat

UrbanizaciónTráfico global,etc.

Tecnología

Traslocación

Intensificación dela agricultura

Introducción deanimales exóticos al

ámbito doméstico


Pertussis (tosferina), 1993

E. Coli tóxica (1992)

Hantavirus (1999)

Hantavirus (1997)

Hantavirus (1996)

Dengue (1994)

Dengue (1992)

Dengue (1993)Meningitis (1996)

Fiebre lassa (1992)

Ebola (1997)

Fiebre amarilla (1993)

Difteria (1993)

Múltiple (1994)

Fiebre Rift Valley (1993)

Cólera pandemica (1991)

Cólera (1994)

Cólera (1993)

Ántrax (1993)



Esquema 1. Cuarenta nuevas enfermedades infecciosas en la década de los noventa

Variaciones geográficas en vectores de enfermedades

El incremento en las temperaturas a nivel global afecta a los ecosistemas del planeta. Diferentes especies han modificado sus territorios por ejemplo, mosquitostransmisores de varias enfermedades se les ha encontrado a mayores alturas sobre el nivel del mar

animales se deben en gran medida a las alteraciones medioam-bientales y a la comercialización internacional de especies ani-males y vegetales silvestres.

“En algunas regiones de México hemos visto que la aperturade distritos de riego y de zonas de pastoreo, el cambio de cul-tivos, la destrucción de bosques (deforestación e incendios), laconstrucción de carreteras han originado cambios en las condi-ciones medioambientales que impactan a la flora y a la faunasilvestre, por ejemplo, con el cambio de hábitat del murciélagovampiro, un transmisor de la rabia en la ciudad de Morelia, Mi-choacán, se han registrado algunos casos de mordedura. En laciudad de Taxco, Guerrero, se identificó la presencia de los mos-quitos transmisores del paludismo y de dengue; garrapatas(transmisoras de varias enfermedades) fuera de sus lugares ha-bituales de vida, en zonas a mayor altura sobre el nivel del mar.Otros casos son el del mapache y de algunas especies de aves co-mo las garzas. Los cambios climatológicos generan condicionesy comportamientos desconocidos en la fauna”.

En la opinión del doctor Héctor M. Zepeda López, jefe delLaboratorio de Medicina de Conservación de la Escuela Supe-rior de Medicina del Instituto Politécnico Nacional (IPN), el cam-bio climático genera que insectos, roedores y otras especies con-sideradas vectores o transmisores de enfermedades se reproduz-can rápidamente y migren hacia otros lugares.

El investigador politécnico dijo que un ejemplo es el virus delNilo occidental (VON), que es una enfermedad cuyo ciclo detransmisión incluye especies de mosquitos con más de 35 espe-cies (del género Culex) y a varias especies de aves migratorias(consideradas huéspedes introductorias del virus). Los mosqui-tos se infectan cuando pican a un ave que a su vez se encuentrainfectada. La enfermedad afecta a caballos, a gatos, a ardillas, avacas, a cocodrilos e, incluso, al hombre (véase “El virus del Ni-lo occidental (VON): una bomba de tiempo en México”, OctavioPlaisant Zendejas, Conversus núm. 40, 2005).

“Los mosquitos transmisores del VON se encuentran por logeneral a una altura de 1 200 metros sobre nivel del mar, sin em-bargo, se han encontrado mosquitos a 1 700 e, incluso, a dos milmetros sobre el nivel del mar. Los mosquitos están recorriendomayores distancias y a mayor altura, en su trayecto podrían en-contrarse con aves portadoras del virus y al picarlas infectarse.Es posible que los mosquitos infectados con el VON se encuentrenen la ciudad de México y a sus alrededores”.

ENFERMEDADES EN ANFIBIOS

El doctor Alonso Aguirre, reconocido especialista en el mundoen el estudio de tortugas, señala que en la actualidad varios gru-

pos de científicos estudian el impacto del calentamiento globalen la disminución y en la extinción de varias especies de anfi-bios, principalmente en zonas tropicales y en zonas montañosasselváticas. Al respecto, menciona que la enfermedad Chytri-modiomycosis afecta gravemente a los anfibios de Australia,África, América, Europa, Nueva Zelanda.

“La Chytrimodiomycosis es una enfermedad infecciosa oca-sionada por el hongo Dentrobatidis batrachochytrium, capaz deinfectar y de erradicar poblaciones completas de ranas y de otrosanfibios en poco tiempo. Se descubrió en 1998, su origen y su im-pacto en las poblaciones son aún desconocidas. Al respecto, exis-ten varias hipótesis sobre el origen de la enfermedad, que indicanque es resultado del cambio climático global, la contaminación yla radiación ultravioleta.

”En caso de tortugas, un grupo de investigadores de variospaíses trabajamos en el diagnóstico de una enfermedad que oca-siona fibropapilomas (tumoraciones) en la cabeza y posterior-mente la muerte en algunas especies de tortugas del OcéanoPacífico. Hemos registrado un gran número de tortugas enfer-mas. La enfermedad ataca principalmente a los machos, situa-ción que es preocupante porque no hay muchos ejemplares.Nuestro reto es la identificación del agente causal o etiológico dela enfermedad. Todo parece indicar que la enfermedad es gene-rada por un virus”.

IMPACTO DEL CALENTAMIENTO EN FOCAS Y LEONES MARINOS

Conversus entrevistó al doctor David Aurioles Gamboa, investi-gador del Laboratorio de Ecología de mamíferos marinos delCentro Interdisciplinario de Ciencias Marinas (Cicimar) del IPN.El doctor es especialista en el estudio de la dinámica de pobla-ciones, hábitos alimenticios y enfermedades de varias especiesde pinnípedos (focas y lobos marinos) de zonas costeras e islasde México, de Estados Unidos, de Canadá y de Ecuador.


En marzo del presente año se dieron a conocerlos resultados del estudio titulado MilleniumEcososystem Assessment (MEA), realizado du-rante cuatro años en que participaron 1 300investigadores de 95 países; el proyecto fueauspiciado por la ONU. En el estudio se mencionaque el incremento de población y de la actividadeconómica han llevado al límite los ecosistemas

de la Tierra en las últimas cinco décadas, unatendencia que amenaza los esfuerzos para com-batir la pobreza, el hambre y las enfermedades.En el estudio también se menciona que 25 porciento de la superficie del planeta está dedicadaa las actividades agrícolas, sin embargo, estásituación no impacta significativamente en elcombate contra el hambre. La humanidad ha

disminuido 60 por ciento los pastizales, bos-ques, tierras cultivables, lagos y ríos. Los au-tores del estudio aseguran que se provocó unapérdida de diversidad en la vida de especies te-rrestres, sustancial e irreversible. Precisan queentre 10 y 30 por ciento de los mamíferos, avesy anfibios están actualmente bajo amenaza deextinción.

Dos tortugas macho en la estación científica Charles Darwin

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La Tierra bajo presión

El doctor Aurioles Gamboa manifestó su preocupación porlos últimos registros internacionales, que muestran una dismi-nución en el número de focas y de lobos marinos en varias re-giones del mundo.

“El año pasado se llevó a cabo un congreso internacional enAlaska para definir el estado de las poblaciones de las focas y delos lobos marinos en el planeta. El panorama no es nada alenta-dor. En muchas regiones, estos mamíferos marinos están dismi-nuyendo en número y enfrentan amenazas diversas, como lacompetencia por alimento con el ser humano, niveles mayoresde contaminación que afectan la salud y provocan mayor inci-dencia de enfermedades. En todos los casos la actividad humanaesta ligada a estas amenazas. En nuestro país se ha observadodisminución de algunas poblaciones de lobo marino, pero aúnno sabemos si son ocasionadas por variaciones asociadas a cam-bios naturales del medio o son efecto de la extracción pesquerade algunos recursos, que también están disminuyendo en abun-dancia. Hemos notado también el incremento de lobos marinoscon cicatrices de las mallas de la red de pesca y más casos en losque los pescadores o los llamados granjeros del atún matan a losanimales que interfieren en sus operaciones”.

El biólogo marino explica que las focas y los lobos marinosson unos “excelentes indicadores de la salud del océano debidoa que son depredadores que requieren significativas cantidadesde alimento, son de hábitos costeros y altamente visibles, su mo-nitoreo ofrece la posibilidad de registrar cambios en las con-diciones del ambiente como la contaminación ambiental, la ac-tividad pesquera regional y variaciones de los ecosistemas comoEl Niño y el cambio climático global”.

A pregunta expresa sobre el impacto que tiene el fenómenode El Niño y el calentamiento global, el doctor Aurioles Gamboacomenta: “En los años de calentamiento elevado de la tempe-ratura del mar se reduce la productividad marina debido enparte a que el fitoplancton (algas marinas unicelulares) no crece ni

se reproduce de manera óptima. Esto se debea que la capa de agua que se calienta es másprofunda y no se mezcla manteniendo al fito-plancton lejos del agua fría rica en nutrien-tes. Al disminuir la productividad del fito-plancton, los demás niveles de la trama tróficatambién reducen su abundancia, lo que oca-siona que haya menos alimento para peces,para crustáceos para moluscos y para susdepredadores. La reducción de alimento dis-ponible es notable ya que al reproducirse enlugares muy específicos en islas o en áreas dela costa, seleccionados durante un proceso demiles de años, no pueden fácilmente moversea otro sitio para reproducirse como lo hacenotros mamíferos marinos como los delfines ylas ballenas. Las focas y los lobos marinos nor-malmente adoptan dos estrategias ante unevento como El Niño: quedarse en el área, te-ner a su cría y hacer esfuerzos de alimentaciónmás intensos como, por ejemplo, bucear másprofundo o más lejos durante sus viajes de ali-mentación; abortar su feto como un efecto

ocasionado por la desnutrición y entonces quizás moverse haciaotras regiones donde la abundancia de alimento sea mayor. Encualquier caso las poblaciones muestran signos de estrés que se re-fleja en un menor número de nacimientos o mayor mortalidad”.

El investigador del Cicimar señala que la falta de alimentoen focas y en lobos marinos por el calentamiento del océano traeconsigo otras modificaciones en el comportamiento reproducti-vo, como el abandono de territorios por parte de los machos,cambios en los tiempos de sus migraciones y desplazamientoshacia áreas muy lejanas, incluso, a zonas habitadas por humanosen búsqueda de alimento.

“Por ejemplo, durante El Niño de 1997-1998 algunos lobos fi-nos de las Islas Galápagos recorrieron 2 200 km hasta las costasmexicanas. Otro de los efectos es el cambio en la dieta, asociadoa deficiencias nutricionales, mayor susceptibilidad a adquirir en-fermedades y mayor mortalidad. Durante los calentamientos delos últimos eventos de El Niño en las Islas Galápagos, las pobla-ciones de lobo marino y de lobo fino de esas islas perdieron hastael cien por ciento de las crías nacidas durante ese año, tuvieronun gran número de muertes en los juveniles o individuos quecomienzan a desarrollar sus habilidades de alimentación”.


NOTAS1Tim Appenzeller, Dennos R. Dimick, “Calentamiento global, in-formes de un planeta más caliente”, National Geographic enEspañol, septiembre 2004.2Iván Restrepo, “2005, el año más caluroso en la historia”, La Jor-nada, viernes 29 de abril de 2005.

REFERENCIAS ELECTRÓNICAS

Departamento de Física y Astronomía del Instituto Goddardde Estudios Espaciales (GISS) de la NASA, Estados Unidos, en:“http://www.gsfc.nasa.gov” www.gsfc.nasa.gov>.

BBC Mundo.com en: <http://news.bbc.co.uk/hi/spanish/science/>.

El número de focas, lobos marinos, entre otros mamíferos han disminuido en forma alarmante en el plane-ta debido a la intervención del hombre

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Conversus entrevistó al doctor DanielLluch Belda, investigador del Departa-mento de Pesquerías y Biología Marinadel Centro Interdisciplinario de CienciasMarinas (Cicimar) del Instituto Politécni-co Nacional (IPN). El especialista en el es-tudio de los efectos y de las variacionesdel cambio climático en la pesca (abun-dancia y disponibilidad) de varias espe-cies marinas habla a la revista sobrealgunos de los factores naturales y antro-pogénicos que intervienen en el calenta-miento global del planeta. El entrevistadocomentó que si bien la mayor parte de losinvestigadores de todo el mundo están deacuerdo en que hay un incremento en latemperatura global por la acumulaciónde gases con efecto de invernadero en laatmósfera resultado de la actividad hu-mana, una parte muy importante de lavariación del clima que se presenta entreaños es natural, no ocasionada por elhombre. Existe gran controversia, sobretodo, en el deslinde de proporciones de lavariación como resultado del efecto in-vernadero, por un lado, y de la variaciónnatural, por el otro.

Conversus (C): ¿Qué son los fenómenos deEl Niño y de La Niña y como éstos im-pactan en los ecosistemas del planeta?Daniel Lluch Belda (DLB): Para entenderel fenómeno de El Niño es conveniente

describir, primero, las condiciones de no-Niño: los vientos alisios (que soplan deEste a Oeste, de Norte a Sur en el hemis-ferio norte y de Sur a Norte en el he-misferio sur) empujan el agua superficialhacia el Oeste, impulsando las corrientesecuatoriales del norte y del sur. A lo largode este trayecto, el agua se calienta y seacumula en el Pacífico occidental, for-mando una gran masa de agua caliente,contenida por el empuje de los vientos.De esta manera, el nivel de la superficiees más alto en esta área (la costa asiática)que en el Pacífico oriental (la costa ameri-cana). Con cierta periodicidad, los vientosalisios se debilitan y esa masa de aguacaliente que estaba contenida por el vien-to se extiende hacia el Este, calentando lacosta americana y elevando el nivel delmar. Ésta es la expresión más simple de ElNiño.

Esta redistribución de esa enormemasa de agua caliente tiene consecuen-cias inmensas en el clima y en la oceano-grafía no sólo del Pacífico, sino de toda laTierra. Así los centros de alta y baja pre-sión atmosférica se desplazan y seintensifican o debilitan, modificando lospatrones del viento; la evaporación quenormalmente se presenta más intensa-mente en el Pacífico occidental ahoraocurre de manera anormal en la costaamericana; los ciclones y tormentas tropi-

cales que se alimentan de la energía con-tenida en la superficie del mar se in-tensifican en la costa americana, etcétera.La alteración de los patrones normales esla parte más visible e impactante del fenó-meno: llueve donde normalmente no ylas comunidades, que no están prepara-das, sufren inundaciones, tormentas yotros fenómenos. Por otro lado, dondenormalmente llueve hay sequías severasque ocasionan pérdidas multimillonarias.Se ha calculado que el evento de 1982-83causó pérdidas del orden de trece mil mi-llones de dólares; mientras que el de1997-98 alcanzó los veinte mil millones dedólares.

También el ambiente marino sufregrandes consecuencias: los patrones dedistribución de los organismos se alteran,disminuyendo radicalmente su disponi-bilidad para la pesca y los sistemas de

Junio-Julio 200518 con ersusv*Periodista científico de Conversus

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En el siglo xx, el planeta se calentó 0.6 grados,y la década de los noventa fue la más cálidadesde que se tienen registros

enriquecimiento de las aguas superficia-les (las surgencias que llevan agua defondo, rica en nutrientes a la superficie)se bloquean, disminuyendo sensiblemen-te la productividad.

La Niña es un fenómeno opuesto al deEl Niño —razón por la cual se le ha lla-mado también El Viejo—. En esencia,consiste en una intensificación de losvientos alisios, que enfrían las costasamericanas y provocan la acumulación deagua caliente en el Pacífico occidental; esuna intensificación de las condiciones no-Niño. Aunque menos estudiada que elanterior, tiene efectos similares, a travésde la modificación de los patrones nor-males de viento, lluvia, etcétera.

C: De acuerdo con informes de la NASA,2005 será el año más caluroso en la histo-ria. ¿Cuál es su opinión al respecto?DLB: En realidad hay predicciones de queéste —o los próximos años — serán máscalientes, pero también hay pronósticosde que serán más fríos, dependiendo del

autor que se consulte. No hay consensouniversal todavía entre los especialistasrespecto de cómo variará la temperaturaen los próximos años. Si bien la mayorparte de los investigadores están deacuerdo en que hay un incremento en latemperatura global por la acumulaciónde gases con efecto de invernadero en laatmósfera resultado de la actividad hu-mana, una parte muy importante de lavariación del clima que se presenta entreaños es natural, no ocasionada por elhombre. La controversia está, sobre todo,en cuánto de la variación es resultado delefecto invernadero y cuánto de la varia-ción natural.

Por ejemplo, el Panel Interguberna-mental de Cambio Climático (IPCC, porsus siglas en inglés) presentó datos quemuestran que la temperatura se ha incre-mentado globalmente entre principios delsiglo XX y el presente, lo cual concuerdacon la hipótesis de que el consumo dehidrocarburos y la acumulación de gasesde invernadero provocó este cambio. Sin

embargo el mundo se enfrió entre 1940 ymediados de los setenta, lo cual es total-mente incongruente.

Hay ciclos a largo plazo que tienen yaaceptación generalizada. El ejemplo másclaro es el de los ciclos de Milankovitch —llamados así en honor de su descubridor,el astrónomo sueco Milutin Milanko-vitch—, se usan para comprender lasglaciaciones, mas son ciclos de 100 000,41 000 y 23 000 años. Hay ciclos naturales,en escalas menores a un siglo, que apenasse empiezan a estudiar.

C: Podría mencionar algunos ejemplos decómo se han visto afectados los ecosis-temas marinos por el calentamientoglobal.DLB: Además de los cambios que ya men-cioné como causa del fenómeno El Niño,hay cambios que ocurren en escalas másprolongadas. Particularmente hay una es-cala de variación que ha tenido un efectoimportante en los ecosistemas marinos,un ciclo de aproximadamente sesenta

años conocido como “variación del régi-men” —por el título del artículo queprimero lo describió—. Este ciclo se hizoevidente al estudiar la abundancia de sar-dinas y anchovetas (dos peces pequeñosde gran abundancia) en algunas regionesdel mundo, particularmente la costa occi-dental de Norteamérica, la de Sudamé-rica, Japón y la costa occidental de África.En todas estas regiones la abundancia desardinas se ha presentado en ciclos deaproximadamente sesenta años, al mismotiempo; pero cuando la abundancia desardinas ha disminuido, en todas lasregiones se ha incrementado la de an-chovetas.

Sabemos que es un ciclo natural por-que, además de otras consideraciones, sehan estudiado núcleos de sedimentos envarias de estas áreas y el número de esca-mas de estas especies encontradas enellos nos han permitido saber que estasvariaciones han ocurrido a lo largo demuchos años, mucho antes de que elhombre las pescara.

Durante los años treinta y principiosde los cuarenta del siglo pasado, la pes-quería de sardina era la más abundantede Norteamérica (casi 800 000 ton/año);

desde entonces empezó a decaer en elnorte y para los sesenta y setenta sóloquedaban poblaciones explotables en lacosta occidental de Baja California; ha-bían desaparecido las poblaciones delnorte, al mismo tiempo que la costa se en-friaba. A mediados de la década de lossetenta ocurrió lo que se ha llamado un“cambio de régimen” y la costa empezó acalentarse; las poblaciones de sardina em-pezaron a crecer hacia el norte. Al llegar afinales de siglo, se calculaban ya laspoblaciones norteñas en más de un mi-llón de toneladas. Tenemos razones parapensar que ya ocurrió otro cambio de ré-gimen y la costa se está enfriandonuevamente; las poblaciones de sardinaestán también disminuyendo. Estos cam-bios, evidentes en estas especies muyabundantes, reflejan bien los cambios queestán ocurriendo en todo el ecosistemamarino.

C: ¿Cómo ha sido afectado el territoriomexicano por el cambio climático global?DLB: Es complicado responder a esta pre-gunta. Si consideramos cambio climáticoglobal (como debe ser) la variación natu-ral más la antropogénica, las variaciones

han sido recurrentes, aunque con un fon-do de tendencia hacia el calentamiento.Permítame afinar la respuesta: dentro dela probable tendencia al calentamientodesde mediados y finales del siglo XIX

hasta el presente, se han presentado eta-pas de enfriamiento y calentamiento demenor duración, por ejemplo, los añosmás fríos durante el siglo anterior ocu-rrieron alrededor de 1910; a partir deentonces se estableció una tendencia decalentamiento hasta alrededor de 1940,seguida por una de enfriamiento hastamediados de los setenta y de calen-tamiento desde entonces. Adicional-mente, hay otras escalas de variación demenor duración, particularmente un ciclode alrededor de veinte años, y no pode-mos descartar los eventos de El Niño, queocurren con una frecuencia de tres a sieteaños en el trópico y que se ha demostradoque al norte del Golfo de California ocu-rren cada cinco años. Si además tenemosen cuenta que los efectos no son lineales,sino que básicamente consisten en alterarlos patrones “normales” (si es que puedeconsiderarse normal un promedio), lascondiciones están, sin duda, cambiandocontinuamente. Lo único permanente esel cambio.

C: ¿Podría mencionar algunas de las lí-neas de investigación en las que ustedtrabaja?DLB: Básicamente estoy interesado en losefectos que estos cambios interanualestienen sobre las pesquerías, a través de lamodificación de la abundancia y disponi-bilidad de los recursos pesqueros. Hastahace relativamente poco tiempo, todomundo suponía que los únicos cambiosque pueden ocurrir a una población deorganismos sujetos de pesca era resultadode la propia explotación. Por tanto, cadavez que un recurso pesquero disminuíaen abundancia se sacaba en conclusiónque había sido explotado más de la cuen-ta. No obstante, resulta que las varia-ciones que induce el ambiente en suscambios naturales (y seguramente tam-bién en los cambios antropogénicos)influyen mucho más de lo que habíamossupuesto. La consecuencia clara de estehecho es que si no sabemos cómo influ-yen estos cambios y, más aún, si no po-demos llegar a predecirlos, no podremos


Efecto invernadero, proceso por el que la atmósfera terrestre absorbe calor

administrar adecuadamente nuestros re-cursos.

C: ¿En su opinión cuál es el escenario enlos próximos años, décadas y siglos encuanto al calentamiento global de laTierra?

DLB: Si tomamos únicamente el calen-tamiento global (consecuencia de laacumulación de gases con efecto de in-vernadero), el IPCC ha venido elaborandocada cinco años escenarios probables decambio; en el informe publicado más re-cientemente (2001) propone que habrá un

incremento de 1.5 oC hasta el 2050 y dealrededor de 3 a 5.8 oC en el 2100 enpromedio global; asimismo, sugiere queel nivel medio del mar se incrementará enunos 20 cm hacia el 2050 y unos 50 cm al2100, tomando los valores medios del in-tervalo. Sin embargo, hay que recordarque el calentamiento no es uniforme, yque la mayor parte del mismo ocurrirá,según pronósticos, en las regiones fríasdel planeta. Los cambios esperables paraMéxico son relativamente menores, aun-que no por ellos menos importantes.

Indudablemente habría que esperarcambios intensos y frecuentes de los pa-trones de vientos, de lluvia y de otros,que obligarán a las sociedades, particular-mente de los países menos desarrollados,a invertir cada vez más de sus escasos re-cursos en reconstrucción y alivio dedamnificados.

C: Ante los daños que ha ocasionado lahumanidad al clima del planeta, ¿hay al-gunos visos de solución, en su opinión?DLB: Debo pecar de optimista, mas creohonestamente que las generacionesnuevas tendrán la capacidad de afrontarla amenaza. Antes que nada, es indis-pensable saber más y suponer menos; losgobiernos deben comprender que partede su responsabilidad es comprender quépasa y saber cómo evitarlo y mitigar susefectos. Los investigadores deberán gra-dualmente ir abandonando extremosdogmáticos de alarmismo o conformismopara entrar de lleno al estudio de lasvariaciones natural y antropogénica y susinterrelaciones. Pero nada de esto es algoque no puedan hacer nuestras nuevas ge-neraciones, más conscientes y prepa-radas que nosotros.

Creo que hay que confiar, pero traba-jando.

NOTAS1En <http://ivanova.gsfc.nasa.gov/out-reach/EOSDIS_CD-03/docs/enso_effect.htm>2Daniel Lluch Belda et al., World-wide Fluctu-ations of Sardine and Anchovy Stocks: TheRegime Problem, S. Afr. J. Mar. Sci. núm. 8,1989, pp. 195-205.3En <http://www.ipcc.ch/pub/wg2SPMfinal.pdf>


Con el calentamiento elevado de la temperatura del mar se reduce la productividad marina, esto ocasiona quehaya menos alimento y, por ejemplo, las focas tienen que emigrar grandes distancias para alimentarse

Durante el fenómeno de El Niño de 1997-1998, algunos lobos finos de la Isla Galápagos recorrieron 2 200 kmhasta las costas mexicanas en búsqueda de alimentos

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*Alumno de la maestría en ciencias en desarrollo deproductos bióticos del Ceprobi del IPN. km 8.5, carr.Yautepec Jojutla, Col. San Isidro, Yautepec, 62731,Morelos, México. Tel.: 5729 6000, ext.: 82520**Investigadores del Laboratorio de Cultivo de CélulasVegetales del Departamento de Biotecnología delCeprobi, Morelos. Tel.: 5729 6000, ext.: 82520 y82528.*** Investigadores del Centro de Investigación Bio-médica del Sur (Cibis) del Instituto Mexicano del Se-guro Social. Argentina núm. 1, Xochitepec, 62790,Morelos, México****Investigador del Laboratorio de Cultivo de CélulasVegetales del Departamento de Biotecnología delCeprobi. C. e.: <[email protected]>

Ilustración: Lorena E. Quintana O.


EL ALACRANISMO, PROBLEMA DE SALUD

PÚBLICA

Éste es un problema de salud públicamundial, sobre todo en regiones tropi-cales y subtropicales.4 Tal es el caso deMéxico, que reporta anualmente pocomás de 250 000 casos;5 mientras que laOrganización Mundial de la Salud (OMS)estima que en nuestro país se presentananualmente cerca de trescientos mil ca-sos, y entre mil y dos mil muertes atri-buidas al género de Centruroides.6 Esteproblema resalta por su gran incidencia

en algunos estados de la República, co-mo Jalisco, Morelos, Michoacán, Guana-juato y Guerrero (véase mapa). La mayortasa anual de incidencia la tiene Morelos,con aproximadamente dos casos por ca-da cien habitantes, debido a que una delas especies más tóxicas de alacranes enMéxico, el Centruroides limpidus limpidus,presenta una amplia distribución en estaentidad.7

Se conocen más de 1 500 especies dealacranes clasificadas en nueve familiasdistribuidas en todo el mundo. De las

nueve familias, la Buthidae es la únicaque tiene especies capaces de ocasionarintoxicaciones de importancia clínica.Las especies más peligrosas se localizanen la India, en el norte de África, en elMediterráneo, en Brasil y en México.8 EnMéxico se han identificado siete familias,incluyendo 23 géneros y 221 especies ysubespecies,9 sin embargo, sólo ocho es-pecies resultan peligrosas al ser humano,todas ellas pertenecen al género Cen-truroides (familia Buthidae), y se distribu-yen en la región de la Sierra Madre Occi-

éxico destaca en el mundo por su gran biodiversidad. Posee alrede-dor de 26 000 especies vegetales, de las que poco más de cuatro milse utilizan con fines medicinales, por esto ocupa el segundo lugar eneste rubro.1 Por otra parte se estima que 90 por ciento de la población

mexicana usa cotidiana o esporádicamente plantas medicinales ya que nopuede adquirir medicamentos de patente, y por ello la herbolaria se convierte ensu única alternativa.2 Estos datos nos hacen reflexionar sobre la necesidad deestudiar las plantas medicinales mexicanas de manera que la investigaciónaplicada se enfoque a satisfacer necesidades médicas propias de nuestro país,como el envenenamiento por picadura de animales ponzoñosos.3

M

Alejandro Mora Izquierdo,*

Elsa Ventura Zapata,**

Silvia Evangelista Lozano,**

Martha Arenas Ocampo,**

Adrián Quintero Gutiérrez,**

Crescencio Bazaldúa Muñoz,**

Lidia Osuna Torres,***

Enrique Jiménez Ferrer***

y Antonio Jiménez Aparicio****

(Aristolochia elegans Mast.): remedioherbolario popular

contra la picadura de alacrán

Guaco


dental y en sus colindancias, lo que in-volucra once estados de la República.10

Generalmente la población más afectadason los menores de edad, sin distinciónpor sexo, y las picaduras son más fre-cuentes en los miembros inferiores,11

ocurren principalmente durante la noche,lo que demuestra sus hábitos nocturnos,ya que durante el día se esconden.12 Cabeagregar que las picaduras son más fre-cuentes durante la época primavera-verano(marzo-julio), que coincide con la etapade su reproducción.13

EL VENENO Y SUS EFECTOS

Pero, ¿por qué el veneno del alacrán estan tóxico al hombre? El veneno delalacrán se produce en glándulas muy es-pecializadas localizadas en la cola delinsecto (véase esquema); al suceder el pi-quete, las toxinas son inyectadas víasubcutánea y rápidamente se propagan aotras partes del cuerpo a través del sis-tema circulatorio.14 El veneno es unamezcla compleja de diferentes sustanciasentre las que se encuentran péptidos debajo peso molecular, enzimas y aminasactivas.15 Los principales responsablesde la toxicidad del veneno son los pépti-

dos que se denominan neurotoxinas; porejemplo, en el veneno del género Cen-truroides se encuentran péptidos decadena larga que afectan los canales ióni-cos de sodio de membranas excitables—principalmente de tejidos nervioso ymuscular— y péptidos de cadena cortaque bloquean los canales de potasio. Launión de estas toxinas a los canales ióni-cos causa la mayoría de los síntomastoxicológicos del envenenamiento.16

El veneno contiene además otras sus-tancias como la hialuronidasa que facilita

la absorción y la 5-hidroxitriptamina queprovoca dolor y la formación de un edemaen el sitio de la picadura. La toxicidad delveneno depende en gran medida de la es-pecie del alacrán y de la cepa del animal deexperimentación —generalmente rato-nes—; por ejemplo, C. limpidus limpidus po-see una dosis letal necesaria para reducir en50 por ciento la población de animales deexperimentación (parámetro conocido co-mo DL50), de entre 0.61 a 3.31 mg de venenopor kg de peso corporal (promedio 2 mg/kg). Otras especies, como la C. noxius, tie-nen un parámetro DL50 de 0.26 mg/kg, enotras palabras, es casi diez veces más letal.17

No obstante, se puede presentar unavariación considerable en los efectos delenvenenamiento ya que depende devarios factores como son: la especie delalacrán, la condición de la glándula ve-nenosa al momento de la picadura, la rutade inyección, el número de picaduras, laparte del cuerpo que sufrió la picadura, lacantidad de veneno inyectado y la épocadel año, además de factores propios de lavíctima como: edad, peso, estado nutri-cional y estado de salud.18 Las manifes-taciones de envenenamiento menosseveras impilican malestar generalizado,comezón y eritema en el sitio de la pica-dura, entumecimiento, salivación exce-siva, sensación de hormigueo nasal, pal-pitaciones e inquietud. El cuadro severose presenta con fiebre, distensión abdo-minal, movimientos oculares rápidos yvisión borrosa, también se acompañan devómito, sudoración profusa, insuficienciacardiaca, edema pulmonar y shock ner-vioso. Este cuadro puede acompañarse deconvulsiones e incluso pude desembocaren la muerte.19

Hasta el momento, el único medica-mento empleado oficialmente para eltratamiento del envenenamiento es elSuero equino antiveneno de alacrán que seobtiene por un procedimiento complejo ycostoso, además, por sus características

C. suffusus suffususC. limpidus tecomonus

C. limpidus limpidus

C. sculpturatus y pollidiceps

C. noxius

C. elegans

C. infamatus infamatus

Distribución geográfica de las especies de alacranes peligrosos al hombre(todas pertenecientes al género Centruroides)

Fuente: D.M Dehesa et al., “Clinical Toxicology of Scorpion Sting”, Clinical Toxicology of Animal Venoms and Poisons,Jürg Meir Julian White Ed., EE UU., CRC Press, 1995

patas

esternón

opérculo genital

mandíbulas

pinza

requiere de condiciones especiales detransporte y de almacenamiento, lo quehace muy difícil su distribución y con-servación en algunas zonas de la Re-pública. Otra peculiaridad adversa esque su administración puede provocarreacciones alergénicas.20

POBLACIÓN MÁS AFECTA POR LA PICADURA

DE ALACRÁN Y SU SITUACIÓN

Se considera que 90 por ciento de los ca-sos de picadura de alacrán se presentanen personas de bajos recursos —princi-palmente en zonas rurales—, por lotanto les es casi imposible pagar el cos-to del tratamiento con el antídoto espe-cífico que se cotiza entre quinientos ymil pesos en consultorio particular.21 Enmuchas ocasiones esta problemática sevuelve aún más crítica si se toma encuenta que la ayuda médica no está fá-cilmente disponible o es escasa y no siem-pre se tiene disponible el suero antiala-cránico, por lo que los remedios caseros opopulares siempre han tenido un impactoimportante en el tratamiento de la into-xicación por piquete de alacrán, princi-palmente utilizando plantas de acuerdocon el conocimiento etnobotánico lo-cal.22 Al respecto, durante los años1983-1985 se realizó una encuesta na-cional en unidades médicas rurales conel objetivo de conocer las plantas em-pleadas con mayor frecuencia por loscuranderos, para ello se entrevistaron acerca de 15 000 curanderos en 2 242 comu-nidades. De los resultados obtenidos, en18 delegaciones —aproximadamente 50por ciento del total— se mencionó al gua-co como planta con actividad anti-ponzo-ñosa.23 Lo anterior es una evidencia de laimportancia de la medicina herbolaria ennuestro país en el tratamiento del enve-nenamiento por picadura de alacrán.

GUACO: REMEDIO HERBOLARIO POPULAR

Enseguida nos enfocaremos al guaco,nombre común de diversas especies deplantas del género Aristolochia habi-tantes en México (véase cuadro). A casitodas ellas se les atribuye la capacidadde contrarrestar los efectos de la picadu-ra de alacrán y de la mordedura deserpiente venenosa.24

La etimología griega del términoAristolochia podría ser aristotokeia, es de-

cir, “que da a luz los mejores hijos”. Unode sus principales empleos es favorecerel parto y contribuir a la expulsión de laplacenta. Las referencias más antiguasdel uso medicinal de plantas de Aris-tolochia se remontan al siglo IV–III a. de C.en la obra de Teofrasto y posteriormenteen la de Dioscórides. Y más tarde Plinioel Viejo y Celso en el siglo I de nuestraera y Galeno en el siglo II. En el libro III,capítulo 4, Dioscórides dice:

…la aristoloquia se llamó así porparecer que a las mujeres soco-rría en el parto. Hay tres dife-rentes: la redonda, la luenga y laclematitis. La redonda tiene vir-tud contra todas las ponzoñas; laluenga resiste el daño de la ser-piente y cualquier veneno mor-tífero si se bebe con vino —bebi-da con pimienta y mirra expele elmenstruo, los pares y la criaturadel vientre, lo mismo hace meti-da en la naturaleza de la mujer—;la redonda tiene la misma fuerza,y bebida con agua es muy útil alasma, al sollipo, a los tembloresparoxísticos, al bazo crecido, a lasrupturas, a los espasmos de ner-vios y al dolor de costado; tam-bién purifica las llagas sucias,limpia las encías y los dientes.25

Asimismo, Rojas menciona que enlengua náhuatl estas plantas se conocencomo tlacopatli, “vara o junquillo medici-nal”, prescribiéndola contra el piquete dealacrán de la siguiente forma: “… la raízfresca o seca (10 g) se remoja en un cuarto delitro de alcohol durante 20 días, este alcohol seunta en el piquete 2 o 3 veces”.26 Tambiénse recomienda la ingestión de infusión ode tintura como lo describe Cabrera:

Tlacopatle. Remedio: tomar unoo dos gramos de polvo de la raíz,o hacer una infusión con 20 gr dela misma en un litro de agua ytomar una tacita. También puedeprepararse una tintura con 50 grde la raíz machacada en 200 grde alcohol de caña puro, que sedejan reposar durante una sema-na. Tomar una cucharadita cadahora, con un poco de agua.27


aguijón

cola

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Esquema en posición ventral

Centruroides sp. de JaliscoFoto: Rick C. West

Centruroides limpidus.Foto: Dave Gaban

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EL PAPEL DE LA BIOTECNOLOGÍA VEGETAL:INVESTIGACIÓN CONJUNTA ENTRE EL

CENTRO DE INVESTIGACIÓN BIOMÉDICA

DEL SUR DEL IMSS Y EL LABORATORIO

DE CULTIVO DE CÉLULAS VEGETALES DEL

CEPROBI

Como hemos visto, la Aristolochia ha sidoempleada cotidianamente para contra-rrestar los efectos de la picadura de ala-crán, así como otras enfermedades ypadecimientos. Se ha comprobado en la-boratorio que la especie A. elegans Mast.

(véase figura 1) tiene gran actividad,28 loque representa una característica inte-resante para el desarrollo de nuevos pro-ductos.

Este tipo de tratamiento constituyeuna alternativa de solución a este proble-ma de salud por su efectividad, porque esfácil obtener, transportar, almacenar y ad-ministrar y, por consiguiente, económico.Sin embargo, la explotación excesiva deeste recurso biótico ha disminuido laspoblaciones silvestres, dado que se uti-lizan principalmente las raíces. Esta si-tuación parece contraponer los esfuerzospor continuar atendiendo nuestra cul-tura etnobotánica y la conservación denuestra riqueza biológica, lo cual nos con-duce a cuestionarnos: ¿Qué desarrollotecnológico puede contribuir a preservar

A. elegans Mast.

A. mexicanaA. pentandra Jacq.

A. foetida H.B.K.A. odoratissima L.

A. grandiflora SwartA. uhdeana Duch.A. pilosa H.B.K.

Tlacopatli

GuacoChan-wah-koh

Raíz del indioTlacopatle

Flor de patoPehuame, guaco de MichoacánCurarina

Antialacrán, antiofídicos

AntiponzoñosoTónico, antirreumático

Antiséptico, antidiarreicoAntiespasmódico, abortivo

Antirreumático, antiponzoñosoAbortivo, facilita el partoAntialacrán, antiséptico

Nombre científico Nombre vulgar Usos

Uso herbolario popular del género Aristolochia en México

Fuente: Adaptado de M. Martínez, Las plantas medicinales de México, Ediciones Botas, 1959

Figura 1. Flor de Aristolochia elegans Mast.,conocida en México como guaco o tlacopatli

Proceso de aclimatación de plantas de Aristolochia elegans de 0 a 2 meses Inducción de brotación múltiple en explantes de Aristolochia elegans(segmentos de tallo de 1 cm) que incluían la yema axilar (nudo)


el uso tradicional de este recurso vegetaly, a su vez, también contribuir a evitar ladesaparición de esta especie en su estadosilvestre? La respuesta posiblemente estéen la biotecnología vegetal. Esta disci-plina emplea una serie de técnicas con lasque fragmentos de hojas, tallos, raíces,órganos completos o células de plantaspueden cultivarse para obtener una nue-va planta o, bien, para producirse bajocondiciones controladas diversas sustan-cias de interés económico, conocidascomo metabolitos secundarios. Entre es-tas técnicas, la micropropagación o la

propagación in vitro se presenta como unaalternativa importante, ya que puede pro-porcionar un suministro continuo y ho-mogéneo de material vegetal en óptimascondiciones fisiológicas, con lo cual sepuede contribuir a la conservación de lasespecies en su hábitat natural.

El Laboratorio de Cultivo de Tejidos yel Centro de Investigación Biomédica delSur (Cibis) han llevado a cabo esfuerzosconjuntos a través de un proyecto de in-vestigación dirigido tanto a lograr la mi-cropropagación de esta especie como aproducir metabolitos secundarios de in-

terés farmacológico, especialmente aqué-llos que son útiles contra el piquete dealacrán. El proyecto se viene realizandoen diferentes etapas (véase diagrama).Las dos etapas principales son la micro-propagación de las plantas realizada enlas instalaciones del Ceprobi y las prue-bas de actividad biológica efectuadas enlas instalaciones del Cibis.

Los avances del proyecto incluyen laobtención de plantas micropropagadas yenraizadas, su aclimatación ex vitro y sutraslado a condiciones de invernadero enlas instalaciones del Ceprobi. Para la acli-matación se utilizó un sistema desarrolla-do por Ventura,29 basado en un sistemahidropónico. Después de este proceso, lasplantas se transfirieron al invernadero enmacetas que contenían como sustrato peat-moss, agrolita y vermiculita, y en cada unade ellas se colocó un “tutor”que sirvió deguía a la planta. Posteriormente, se realiza-ron extracciones (con hexano y metanol) departes aéreas y de raíces de las plantas cu-ltivadas. En los extractos, en el Cibis se lle-varon a cabo las pruebas farmacológicascon tejidos de intestino de cobayo. Prime-ramente se obtuvo el veneno de los alacra-nes (C. limpidus limpidus) a través de unatécnica de “ordeño” con impulsos eléctri-cos aplicados al telson del insecto; el ve-neno fue clarificado y liofilizado. Para losbioensayos se utilizaron cobayos machos,los que se sacrificaron y se les extirpó elíleon, el que se conservó en una soluciónisotónica de Tyrode.

Semillas de A. elegans

Prueba farmacológicaen íleon de cobayo

Desinfección Germinación Plántulasasépticas

Micropropagacióny enraizamientoAclimatación

Cultivoen invernadero

Cosecha Obtenciónde extractos

Diagrama de las diferentes etapas de la investigación

Incidencias de la picadura de alacrán en México (los cinco estados con el mayor número de reportes)

Boletín Epidemiológico (semanal, SSA)www.dgepi.salud.gob.mx/boletin/boletin.htm

Caso

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Posteriormente se cuantificó lacontracción inducida por el ve-neno de alacrán y la relajación queocasionaron los extractos de lasplantas cultivadas. Los resultadosde los diferentes extractos han sidomuy satisfactorios, ya que se hanobtenido porcentajes de relajaciónhasta de 85 por ciento, dependien-do de la concentración y tipo deextracto. Esta relajación se da gra-cias a los compuestos bioactivos delos extractos que contrarrestan lacontracción inducida por el ve-neno.30 No obstante, todavía sedesconocen los compuestos res-ponsables de la actividad anti-veneno de alacrán, así como sumodo de acción; temas que seránabordados en otras investigaciones con-juntas futuras.

NOTAS

1Comisión Nacional para el Cono-cimiento y Uso de la Biodiversidad(Conabio), La diversidad biológica de Mé-xico: estudio del país, México, 1998, p. 127.2B.G. Taddei et al., “Aceptación y uso deherbolaria en medicina familiar”, SaludPública Mexicana núm. 41, 1999, pp. 216-220, y en P. Castellanos, “La herbolariamexicana, un proyecto ambicioso. En-trevista con el Dr. Erick Estrada Lugo”,Herbolaria Universal núm. 37, 2002, pp.60-62.3B. Baytelman, Acerca de plantas y de cu-randeros, México, INAH, 1992 (ColecciónDivulgación).4M.J. Hutt y P.J. Houghton, “A Surveyfrom the Literature of Plants Used toTreat Scorpion Stings”, Journal ofEthnopharmacology núm. 60, 1998, pp. 97-110, y en B.V. Granja et al., “Alacra-nismo”, Alergia, Asma e InmunologíaPediátrica núm. 4, 1999a, pp. 109-112.5Secretaría de Salud, Boletín Epidemio-lógico Semanal de la SSA (en línea), 2004,en: <www.dgepi.salud.gob.mx/bo-letín/boletín.htm>.6M.J. Hutt y P.J. Houghton, op. cit.7F.E. Jiménez, Evaluación farmacológicade especies vegetales utilizadas en lamedicina tradicional mexicana contra la

picadura de alacrán (tesis de doctora-do), Universidad Autónoma Metropo-litana, Unidad Ixtapalapa, División deCiencias Biológicas, México, 2004, y enSecretaría de Salud, op. cit.8H. Rangel y H. Gómez, “El alacrán cráncrán... Ayyy te va a picar”, Salvia núm.15, 1997, pp. 1-2, y en M.J. Hutt y P.J.Houghton, op. cit.9R.N. Osnaya et al., “Clinical SymtomsObserved in Children Envenomated byScorpion Stings, at the Children´s Hos-pital from State of Morelos, México”,Toxicon núm. 39, 2001, pp. 781-785.10C.M.A. Montoya, “Alacranismo”, Ga-ceta Médica Mexicana núm. 132, 1996, pp.645-648, y en H. Rangel y H. Gómez,op. cit.11H. Rangel y H. Gómez, op. cit.12C.M.A. Montoya, op. cit.13R.N. Osnaya et al., op. cit.14H. Rangel y H. Gómez, op cit.15R.N. Osnaya et al., op. cit., y en De laP.V.M. Rojas, Validación de actividadbiológica y caracterización de compo-nentes del género Aristolochia (tesis demaestría), México, UNAM, Facultad deQuímica, 2002, p 67.16L.D. Possani et al., “Scorpion ToxinsSpecific for Na+-channels”, EuropeanJournal of Pharmacology núm. 264, 1999,pp. 287-300, y en R.N. Osnaya et al.,op. cit.17D.M., Dehesa et al., “Clinical Toxicolo-gy of Scorpion Sting” Clinical Toxicology

of Animal Venoms and Poisons,Jürg Meir Julian White Ed. CRCPress, EE. UU, 1995, pp. 221-238.18H. Rangel y H. Gómez, op. cit.,y en M.J. Hutt y P.J. Houghton,op. cit.19H. Rangel y H. Gómez, op cit.1997.20De la P.V.M. Rojas, tesis citada.21B.V Granja et al., “Tratamientodel alacranismo y costos”, Aler-gia, Asma e Inmunología Pediá-trica núm. 4, 1999b, pp. 113-117.22G.X. Romero et al., “Regiona-lización en salud: un instru-mento para la planeación juris-diccional”, Salud Pública Mexica-na núm. 34, 1992, pp. 506-517;

en B. Baytelman, op. cit., y en M.J. Hutt yP.J. Houghton, op. cit.23X. Lozoya, “Encuesta sobre el uso ac-tual de plantas de la medicina tradi-cional mexicana”, Revista Médica del IMSS

núm. 25, 1987, pp. 283-290.24M. Martínez, Las plantas medicinales deMéxico, Ediciones Botas, 1959, pp. 268-276.25U.D. Camacho, Estudio químico deAristolochia littoralis (tesis de maestría),México, UNAM, Facultad de Química,1990.26A.M. Rojas, Etimología náhuatl y usos delas plantas medicinales en Xoxocotla, More-los, México, Thahui, 1998.27M.L. Cabrera, Remedios caseros con lasyerbas y plantas curativas de México, 5ª ed.México, Editores Mexicanos Unidos,1996, pp. 26-27. 28F.E. Jiménez, tesis citada.29Z.E Ventura, Propagación in vitro y acli-matación de plantas de cúrcuma (Curcumalonga L.) en un sistema hidropónico (me-moria de investigación), IPN, Ceprobi,2001, pp. 34-42.30I.A. Mora, Extractos de plantas micro-propagadas de Aristolochia elegans Mast.con actividad relajante en la contracción in-ducida por veneno de alacrán (Cen-truroides limpidus limpidus Kash) eníleon aislado de cobayo (reporte), México,IPN, Ceprobi, 2004.

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Enteromorpha prolifera


Valor biológico de la proteína

del aallggaa mmaarriinnaa Enteromorpha spp.

(Chlorophyta: Ulotrichales)Martha E. Aguilera Morales,*

Margarita Casas-Valdez,**Silvia Carrillo Domínguez,***

y María E. Carranco Jáuregui***

n términos nutricionales, las proteínas son importantes yaque: a) constituyen 80 por ciento del peso seco de las célu-las y son componentes del material genético, b) intervienenen el proceso inmunológico debido a que los anticuerpos

son proteínas, y c) las enzimas y algunas hormonas son de natu-raleza proteica.1 Este nutrimento es de vital importancia para elcrecimiento, durante la gestación y la lactancia, y para los an-cianos.2 De las algas marinas con mayor demanda para consumohumano se encuentran las del género Enteromorpha, en países co-mo China, Japón, Francia, Estados Unidos y Chile.3

E

*Investigadora en el Laboratorio de Macroalgas, del Centro Interdisciplinario de CienciasMarinas. Ave. Instituto Politécnico Nacional s/n, Col. Playa Palo de Santa Rita, La Paz, Baja

California Sur, México. C. P. 23090. Tel.: 612 12 2 53 44, ext. 82411. Fax 612 12 2 53 22. **Investigadora en el Laboratorio de Macroalga. Becaria de la COFAA Y de EDI.

C. e.: <[email protected]> ***Investigadora en el Departamento de Nutrición Animal, del Instituto Nacional de

Ciencias Médicas y Nutrición “Salvador Zubirán”. Vasco de Quiroga núm.15, México, D. F.


Algunos de los trabajos realizados para evaluar la composi-ción química de especies del género Enteromorpha dan a conocerel siguiente contenido: proteína, 10-36 por ciento; grasa, 0.5-2.2por ciento; fibra cruda, 5-33 por ciento; carbohidratos, 20-61 porciento; cenizas,12-33 por ciento; sodio, 2.2-9.2 por ciento; calcio,1.5-5.5 por ciento; fósforo, 0.4-3.5 por ciento; magnesio, 0.71-3.3por ciento; potasio, 1.8-2.2 por ciento, zinc, 0.02-0.04 por ciento,cobre, 0.61 por ciento, hierro, 0.67 por ciento, cloro, 2 por ciento.4

Diversidad de métodos se han utilizado para determinar lacalidad de los alimentos proteínicos y las combinaciones ali-mentarias. El más común y sencillo se efectúa con ratas, estudioen el que se determina la relación de eficiencia proteica(protein efficiency ratio, PER), la utilización neta de la proteína (netprotein utilization, NPU) y la digestibilidad aparente (DA) de laproteína.5

MÉTODOS DE ANÁLISIS

QUÍMICO DE LOS MATE-RIALES COMPONENTES

DE UNA MUESTRA DE EN-TEROMORPHA

Para este estudio setomó una muestra re-presentativa de los mantos de Enteromorpha del malecón de LaPaz, B.C.S., México. La cual estuvo constituida por E. clathrata(60 por ciento), por E. intestinalis (30 por ciento), por E. prolifera(5 por ciento) y por E. flexuosa (5 por ciento). Las algas fueronrecolectadas manualmente en aguas someras durante el inviernode 1998, fueron lavadas con agua dulce, se secaron al sol durantedos días y se molieron en un molino de cuchillas con una aber-tura de la malla de 1 milímetro.

El análisis químico aproximado en cuanto a humedad, pro-teína cruda, extracto etéreo y cenizas, se hizo se-gún los métodos descritos por la Association of OficialAnalytical Chemists (AOAC),6 el extracto no nitrogena-do se obtuvo por diferencia. La energía se midió através de una bomba calorimétrica modelo Parr. Laproteína verdadera se calculó por diferencia entre el

Enteromorpha intestinalis

Enteromorpha flexuosa

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Algunas enzimas y hormonas de las algas son nutrimentos vitales para el crecimiento de seres vivos

El poder devastador del mar sólo es comparable con los innu-merables beneficios extraídos de su manto


nitrógeno total y el nitrógenono proteico.7 La digestibili-dad in vitro de la proteína serealizó mediante un métodomultienzimático que utilizaun sistema de tres enzimas

(tripsina, quimotripsina, peptidasa).8 El perfilde aminoácidos de la proteína se determinópor cromatografía líquida de alta eficiencia(high performance liquid chromatography, HPLC),

utilizando un detector fluorescente (Waters modelo 470) y de-rivación con carbamato en fase reversa con una columnaACCQ-Tac. Las muestras fueron analizadas por triplicado.

TRABAJO EXPERIMENTAL

El ensayo se efectuó en 32 ratas blancas machos cepa Wistar, de

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Enteromorpha clathrata

Exposición de las algas a los rayos del sol para su secado

El proceso de fabricación de alginatos permite obtener pro-teínas para la industria de alta calidad


21 días de edad, recién des-tetadas y con un peso deentre 30-40 gramos.

Las ratas se colocaronen jaulas individuales, yfueron asignadas aleato-riamente en tres grupos(diez ratas en cada uno):dieta estándar, dieta testi-go y dieta experimental. Elexperimento tuvo una du-ración de 21 días. Las ratasse alimentaron ad libitum yse les permitió el libre ac-

ceso al agua. Se controló la temperatura del cuarto (23-25 °C) yuna humedad entre 55-67 por ciento, los periodos de ilumi-nación fueron de un ciclo de doce horas luz-oscuridad.

En adición al grupo testigo se mantuvo el grupo estándar dereferencia de ratas alimentadas con una dieta consistente en unaración basal con caseína con la siguiente composición porcen-tual: caseína (libre de vitaminas), 10 por ciento; mezcla de vita-minas, 1 por ciento; mezcla de minerales, 5 por ciento; grasa, 20por ciento; celulosa, 4 por ciento, y carbohidratos, 60 por ciento.La dieta testigo se elaboró basándose en la dieta estándar, susti-tuyendo la fuente de proteína (caseína) por soya. La dietaexperimental incluyó, además de la soya, 15 por ciento del algaEnteromorpha spp., las dietas testigo y experimental fueronisoprotéicas e isocalóricas (véase cuadro 1) y se elaboraron con-siderando las necesidades nutrimentales para ratas en creci-miento establecidas por la National Research Council (NRC).9

Durante el periodo de estudio se pesó a las ratas y se midióel consumo diario de alimento. A partir del octavo día de expe-rimentación se colectaron las heces de las ratas —cada tercerdía— y se secaron en una estufa de aire a 60 °C, para determinarel nitrógeno total por el método de Kjeldhal.10 Al final del ex-

perimento, las ratas fueron sacrificadas en una cámara con CO2,después se abrieron longitudinalmente dejando expuestas lasvísceras y éstas se secaron en una estufa de aire a 60 °C durante24 horas, posteriormente se molieron individualmente en li-cuadora para determinarles el nitrógeno total por el método deKjeldhal.11 El manejo de los animales hasta su sacrificio fueaprobado por el Comité de Investigación en Animales del Insti-tuto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición “SalvadorZubirán”.

Relación de eficiencia proteica (PER)12

PER = PG/PC

Donde: PG = peso corporal final – peso corporal inicial, PC = (g consumidos de la dieta) x (% de proteína de la dieta) / 100.

Se pesó diariamente el alimento consumido y rechazado porcada rata y por diferencia se calculó el consumo. El peso inicialde las ratas se registró el primer día del experimento y el peso fi-nal el último día. A los datos obtenidos de la PER se les aplicó elsiguiente factor de corrección con respecto a la caseína:

PER corregido = PER x 25/PER obtenido en la caseína dereferencia

Utilización neta de la proteína (NPU)13

NPU = NTCf(g) – NTCi(g) / NTI(g) x 100Donde: NTCf(g) = nitrógeno total corporal final (N de la rata pro-blema),

NTCi(g) = nitrógeno total corporal inicial ( N de las ratastestigo),

NTI(g) = nitrógeno total ingerido = g de dieta consumida.El primer día del experimento, del total de 32 ratas se

tomaron dos ratas, se sacrificaron en una cámara con CO2, paradeterminar el NTCi, se secaron en una estufa de aire a 60 °C/24horas, se molieron en una licuadora convencional y se les deter-minó el nitrógeno total por el método de Kjeldahl.14 Paradeterminar el NTCf se siguió el procedimiento descrito anterior-mente, el último día del experimento.

Digestibilidad aparente (DA) de la proteína15

DA = NI – NF/NI

Donde: NI = nitrógeno ingerido, NF = nitrógeno fecal,

El dato de NI se obtuvo a partir de la determinación del ni-trógeno total de cada dieta. Para el NF, las heces de cada rata secolectaron cada tercer día —a partir del octavo día de experi-mentación—, éstas se secaron en una estufa de aire a 60 °C /24horas, se molieron en licuadora y se les determinó el nitrógenototal por el método de Kjeldahl.16

ANÁLISIS ESTADÍSTICO

Los datos se analizaron estadísticamente empleando la pruebade t de Student para comparar el grupo testigo contra el grupoexperimental, con una significancia de 0.05.17

RESULTADOS

La composición química aproximada del alga Enteromporha spp.y de la harina de soya se presentan en el cuadro 2; los princi-

Ingrediente Testigo Experimental

Cuadro 1. Composición de las dietas (%)

Harina de soyaEnteromorpha spp. Aceite de maízCelulosa*GlucosaSacarosaVitaminas*Minerales*

Total

ProteínaGrasaFibra

31.50

14.03.2

22.622.61.05.0

100.0

10.020.04.0

10.020.04.0

2715

14.02.6

17.717.71.05.0

100.0

Aporte calculado

*Datos tomados del laboratorio Teklad Inc., USA

La nutrición de tres grupos de ratas Wistarfueron la base del experimento


pales constituyentes de las algas fueron las cenizas (sodio, fós-foro y calcio) y la digestibilidad proteica, mientras que los de laharina de soya fueron la proteína y el extracto etéreo.

El perfil de aminoácidos se muestra en el cuadro 3, para En-teromorpha spp., las mayores concentraciones fueron de ácidoglutámico, prolina y ácido aspártico, su contenido de metioninaresultó superior al de la soya; mientras que la soya tiene un buenbalance de aminoácidos, excepto por la metionina, por lo que sela considera como una excelente fuente de proteína de origenvegetal para la alimentación humana y animal.

Los resultados obtenidos en cuanto a sobrevivencia, a alimen-to consumido, a proteína consumida y a peso ganado (PG) sepresentan en el cuadro 4, donde se observa una mayor PG (P<0.05)y sobrevivencia con la dieta experimental que con la testigo. LaPER, la NPU y la DA de la proteína también mostraron mejores re-sultados con la dieta experimental (P<0.05) que con la testigo.

DISCUSIÓN

Comúnmente los mantos de Enteromorpha están constituidos poruna mezcla de especies de este género,18 dichas especies varíandependiendo de la localidad geográfica. En virtud de que unode los objetivos del presente estudio es aportar información quepermita promover el aprovechamiento de este recurso para laalimentación humana, se trabajó con la mezcla que normal-mente se encuentra en la localidad de estudio: Enteromorphaclathrata, E. intestinalis, E. prolifera y E. flexuosa.

El valor de DA de la proteína obtenido proporciona una ideadel porcentaje de proteína del alga que puede aprovecharse porlos monogástricos que la consuman.19 La DA de la proteína deEnteromorpha spp. (85 por ciento) es buena si se considera que ladigestibilidad in vitro de la proteína de caseína es de 93 por cien-to, además se encuentra dentro del intervalo reportado paraalgas verdes y para vegetales en general (72-85 por ciento).20

El perfil de aminoácidos muestra que los aminoácidos esen-ciales están presentes en esta alga, y que es elevado el contenido deleucina, valina, fenilalanina, treonina, histidina, arginina, isoleuci-na, lisina y metionina, aminoácidos cuyas concentraciones re-sultaron superiores a las del patrón de la FAO;21 valores similares en-contraron Aguilera y colegas para Enteromorpha spp.22 Estoconcuerda con lo señalado por Jiménez-Escrig y por Goñi,23 en elsentido de que en las algas utilizadas como alimento para humanoscomo Nori, Kombu, Hiziki y Wakame, la valina, isoleucina y leuci-na se encuentran en elevadas concentraciones.

Con respecto al ensayo, los porcentajes de sobrevivencia ma-yores se obtuvieron en la dieta de soya+Enteromporha, esto indica

que el consumo de algas no fue causa demortalidad en las ratas, sino que el grado deaceptación o rechazo de algún alimento esinherente en cada rata. La dieta elaboradacon soya+Enteromorpha tuvo una buenaaceptación, lo que se reflejó en un mayorconsumo de alimento y de la proteína.

Abrams considera que el PG es un indi-cador sencillo para juzgar la PER o tasa decrecimiento en ratas.24 El mayor PG se ob-servó en la dieta de soya+Enteromorpha,esto es un reflejo de lo observado en el con-sumo de proteína.

Componente Soya EEnntteerroommoorrpphhaa spp.

Cuadro 2. Composición química de la soya y del alga Enteromorpha spp.

HumedadCenizas Proteína (Nx6.25)Extracto etéreoCarbohidratosEnergía bruta kcal/gProteína verdaderaDigestibilidad proteica

12.05.5

40.025.017.5

——

6.70 ± 0.6832.64 ± 0.6514.10 ± 0.852.20 ± 0.41

51.062.39 ± 0.84

13.6085.00 ± 0.05

Se presenta media y desviación estándar

Aminoácido

Esenciales

Soya FAO/OMS

(1980)EEnntteerroommoorrpphhaa spp.

Cuadro 3. Perfil de aminoácidos (g/100g de proteína)

HistidinaArgininaTreoninaValinaMetioninaLisinaIsoleucinaLeucinaFenilalanina

ProlinaCisteínaTirosinaGlicinaÁcido aspárticoSerinaÁcido glutámicoAlanina

2.86.64.15.21.66.34.77.55.1

5.31.64.04.3

11.45.5

18.44.5

3.143.093.694.002.832.852.914.273.72

5.104.202.942.374.912.737.554.84

1.6

0.91.31.71.61.31.9

––––––––

No esenciales

Ingrediente

Cuadro 4. Variables obtenidas en las tres dietas de las ratas

Alimento consumido (g)Proteína consumida (g)Peso ganado (g)Sobrevivencia (%)PER

NPU

DA

163.0±13.726.0±1.180.0±5.7

702.5±0.2

17.4±0.998.6±0.7

79.0±15.8a

5.5±0.6a

11.4±6.5a

900.9±0.1a

5.2±1.2a

96.4±0.8a

84.0±9.4b

7.5±0.6b

12.9±6.2b

1001.4±0.1b

11.2±1.4b

98.1±0.8b

Dieta estándar

(con caseína)

Dieta testigo(con soya)

Dieta experimental

(con Soya+Enteromorpha)

Se presenta media y desviación estándara y b: en cada renglón, literales distintas indican diferencia significativa (P<0.05)

2.34

–

–


El mayor índice de la PER se obtuvo con la dieta que con-tenía algas marinas, lo que indica que con esta dieta hubo unamayor digestión y absorción de la proteína con respecto a ladieta que únicamente contenía soya, y es significativa estadiferencia (P< 0.05). La PER fue superior a la que obtuvieronManzano y Rosales con algas marinas café mezcladas congarbanzo (1.01) y a la del garbanzo puro (0.95).25

La NPU revela que las ratas alimentadas con Enteromorphaspp. usaron mejor el nitrógeno proteico que las alimentadasúnicamente con soya. Estos valores fueron superiores, entre13 y 20 por ciento, respecto a los obtenidos por Manzano ypor Rosales que incorporaron algas café a la dieta con gar-banzo y garbanzo puro.26

Los valores de la DA de la proteína obtenidos en el ensayoapuntan que la digestibilidad fue mejor en la dieta desoya+Enteromorpha, lo que sugiere, desde luego, que la com-binación de la soya con esta alga marina permite una mejordigestibilidad. Pak y Araya obtuvieron una DA de la proteínade 74 por ciento en la proteína de Ulva lactuca, de 78 por cien-to en Porphyra columbina y de 84 por ciento en el salvado de

trigo,27 nótese que tales resultados son superiores a los va-lores obtenidos en este estudio.

Los resultados señalan que la calidad de la proteína deEnteromorpha spp. es buena, pues presenta buen perfil deaminoácidos y elevado porcentaje de digestibilidad de suproteína. Asimismo, autores como Aguilera y colegas infor-man que factores como alcaloides, glúcidos cianogénicos,saponinas y ácido tánico se encuentran en concentraciones deescasas a nulas en Enteromorpha spp. recolectadas en elmalecón de La Paz, también que en el estudio microbiológicono se encontró Salmonella y además que los mesófilos aero-bios y coliformes fecales no excedieron la norma. Lo quepermite plantear que se promueva la ingesta de proteínas debuena calidad, así como de otros nutrimentos (minerales), através del consumo de algas marinas como parte de unadieta saludable.

NOTAS

1L.K. Mahan y M.T. Arlin, Nutrición y dietoterapia, 8ª edic., México, In-teramérica, McGraw-Hill, 1995.2J. Milward, “Requirements and Role in Diet of Protein”, en M.J.Sadler et al. [eds.], Encyclopedia of Human Nutrition vol. 3, Gran Bre-taña, Academic Press, 1999, pp. 1661-1668. 3A. Jiménez-Escrig y C.I. Goñi, “Evaluación nutricional y efectos fi-siológicos de macroalgas marinas comestibles”, Archivos Lati-

noamericanos de Nutrición núm. 49, vol. 2, 1999, pp. 114-120.4A. Jiménez-Escrig y C.I. Goñi, op. cit., en S. Carrillo et al., “Algasmarinas de Baja California Sur, México: valor nutrimental”, Archivos

Latinoamericanos de Nutrición. núm. 52, vol. 4, 2002, pp. 400-405, y en

M. Aguilera et al., Chemical Composition and Microbiological Assays

of Marine Algae Enteromorpha spp. as a Potential Food Source. J. Food

Comp. Anal. (en prensa).5Peter L. Pellet y Vernon R. Young [eds.], Evaluación nutricional dealimentos proteínicos. Programa Mundial contra el Hambre, de la

Universidad de las Naciones Unidas, Washington, D. C., Universi-

dad de las Naciones Unidas, 1980.6Association of Official Agricultural Chemists (AOAC). “Official

Methods of Analysis”, 15th., Association of Official AnalyticalChemists, Washington, D. C., 1999.7H.I. Tejeda, Manual de laboratorio para análisis de ingredientes en la ali-mentación animal. Patronato de Apoyo a la Investigación y Ex-

perimentación Pecuaria en México/INIF/SARH, 1985, p. 714. 8H.M Hsu et al., “Multienzyme Technique for Estimating Protein Di-gestibility”, J. Food Sci. núm. 42, 1977, pp. 1269-1273.9National Research Council (NRC), Nutrient Requirements of Animals ofLaboratory, National Academy Press Washington, D. C., 1995.10AOAC, op. cit.11idem.12Peter L. Pellet y Vernon R. Young [eds.], op. cit.13idem.14AOAC, op. cit.15Peter L. Pellet y Vernon R. Young [eds.], op. cit.16AOAC, op. cit.17R. Steel y J. Torrie, Bioestadística. Principios y Procedimientos, México,McGraw Hill, 1985.18M.B.Cruz-Ayala y Ortega-García, Temporal and Spatial, 1998.19A. Bhutta, “Digestion and Bioavailability of Protein”, en M.J.Sadler et al. [eds.], Encyclopedia of Human Nutrition vol. 3, Gran Bre-

taña, Academic Press, 1999, pp. 1654-1661.20S. Carrillo et al., op. cit.21Peter L. Pellet y Vernon R. Young [eds.], op. cit.22M. Aguilera et al., op. cit.23A. Jiménez-Escrig, y C.I. Goñi, op. cit.24J.T. Abrams, Avances en nutrición animal: algunos aspectos de la nutri-ción de la rata de laboratorio en crecimiento, España, Universidad de

Cambridge, Editorial Acribia, 1968.25M.R. Manzano y G.E. Rosales, Aprovechamiento de las algas marinasMacrocystis pyrifera y Sargassum sinicola en la alimentación humana

y animal (tesis), México, Universidad La Salle, Fac. de Química, 1989.26idem.27N. Pak, y H. Araya, “Macroalgas marinas comestibles de Chile co-mo fuente de fibra dietética: efecto en la digestibilidad aparente de

proteínas, fibra y energía y peso de deposiciones en ratas” Archivos

Latinoamericanos de Nutrición núm. 46, vol. 1, 1996, pp. 42-46.

El consumo dealgas marinasp roporc ionanutrientes debuena calidad

Maestría y doctorado en tecnología avanzada

Jorge Rubio Galindo*

*Periodista científico de Conversus

con ersusv Junio-Julio 200538

PPaaiiddeeiiaa

La investigadora Jaime Fonseca verifíca las especificaciones de una pieza enel taller mecánico con el señor Rafael Salinas


El Centro de Investigación en CienciaAplicada y Tecnología Avanzada(CICATA), Unidad Legaria, formainvestigadores de alto nivel con

carácter multidisciplinario capacitados paraparticipar con éxito en la innovación y en eldesarrollo científico y tecnológico del paísen las áreas de física aplicada, de tecnologíade alimentos y de ingeniería y procesamien-to de materiales. La maestra en tecnologíaavanzada, con especialidad en alimentos,Mónica Rosalía Jaime Fonseca, autora delproyecto “Estudio de un nuevo proceso denixtamalización fraccionada de maíz en laelaboración de harina instantánea y detortillas” —quien obtuvo el primer lugar a laMejor Tesis de Maestría en el IPN en 2003—es un buen ejemplo de los recursos humanosformados en el CICATA.

Creado en 1996 por el IPN, el CICATA, Unidad Legaria, es un centro que impulsa el de-sarrollo de investigaciones científicas y tecnológicas de frontera de impacto en lossectores social, productivo público y privado. El Centro está ubicado en la avenidaLegaria 694, colonia Irrigación, en la ciudad de México, en el antiguo edificio delInstituto Mexicano de Investigaciones Tecnológicas (IMIT), dependiente del BancoNacional de Comercio Exterior (Bancomext). El IMIT realizaba investigaciones a peti-ción de los industriales del país bajo un esquema de financiamiento en el que lasempresas recibían sus investigaciones subsidiadas y poco a poco debían incrementar elpago hasta alcanzar un precio razonable. Desafortunadamente este esquema no resultóatractivo para los industriales, así, con el tiempo el IMIT se descapitalizó y se convirtióen una carga para el erario público. Finalmente, el gobierno terminó por liquidarlo yrematar sus equipos y maquinaria a algunas empresas. El IPN adquirió el inmueble conalgunos equipos que fueron reparando, como centrífugas, molinos, secadores al vacío,de rodillos y de atomización, que actualmente utilizan profesores y estudiantes paralos proyectos de investigación.


Disciplinada y segura de haber elegido la investi-gación como su proyecto de vida, la maestra JaimeFonseca ha obtenido las mejores calificaciones durantetoda su vida académica. Desde que inició su carreraprofesional se interesó por estudiar la ingeniería enalimentos; área en la que el CICATA cuenta con exce-lentes investigadores. “Cuando llegué a este Centropensaba que ya estaba dicho todo sobre la nixtama-lización, pero ahora considero que todavía existenmuchos secretos por descubrir en torno a este proce-so.” Sobre todo, después de que comenzó a participar,en el transcurso de la maestría, con el doctor EduardoSan Martín Martínez y otros investigadores del CICATA

en un proyecto innovador: un prototipo que realiza lanixtmalización en un proceso de extrusión sin des-perdicio de agua y de energía, con una tecnologíalimpia, de fácil manejo para los operarios. Esto tieneun gran impacto social y económico para la industria,ya que actualmente el proceso de producción de masay de harina para tortillas se realiza en una proporciónde dos cantidades de agua por una de granos de maíz,con un consumo considerable de energía y de agua,agua que termina desechándose contaminada.

La maestra JaimeFonseca describe elfuncionamiento de unprototipo desarrolladoen el CICATA

El doctor EduardoSan Martín Martínez

y la tesista demaestría YadiraYáñez Gómez,

director y autora delproyecto “Procesode nixtamalización

del maíz porextrusión”

PROYECTOS Y RECONOCIMIENTOS

Al partir del conocimiento de que una de las principales fuentesde calcio en México y en Centroamérica es el que contienen losproductos de maíz nixtamalizado, Alma Valor Red, en ese mo-mento alumna del posgrado en tecnología avanzada del CICATA,Unidad Legaria, y primer graduada (diciembre de 2002), de-mostró en su tesis doctoral que el calcio se fija principalmente enel germen y lo hace a través de la reacción de saponificación delas grasas presentes en el grano, dando lugar a sales de calcio deácidos carboxílicos alifáticos. Este trabajo, de trascendencia so-cial, le valió para recibir el Premio Nacional a la MejorInvestigación en 2004 en La Habana, Cuba, lugar de procedenciade dicha alumna.

En ese mismo año, el doctor José Antonio Calderón Arenas,investigador del área de física aplicada y coordinador del pos-grado del CICATA, recibió el premio Primer Lugar a la MejorInvestigación en el IPN en 2003, mediante un trabajo de investi-gación constituido por tres casos de aplicación de las novedosastécnicas fototérmicas y técnicas de análisis microestructural aproblemas de particular importancia en la ciencia, en la tec-nología y en sus aplicaciones. En el primer caso se estudia lacompatibilidad térmica entre el tejido óseo, la hidroxiapatita ymetales de uso biomédico. Se demuestra la conveniencia de uti-lizar la hidroxiapatita como sustituto del hueso debido a sunotable compatibilidad térmica con el mismo; en implantes seapoya el uso de recubrimientos de hidroxiapatita sobre el metal.Aparte de lo anterior, se demuestra la inconveniencia del uso demetales no recubiertos como implantes. Las consideraciones delos resultados de este trabajo convienen tomarse en cuenta paraaplicaciones biomédicas y dentales.

El segundo caso trata sobre lacaracterización térmica, la mi-croestructura y el estudio decorrosión en aceros API5L-X52.Trabajo desarrollado en colabo-ración con el doctor Óscar AntonioFlores Macías del InstitutoMexicano de Petróleo (IMP). Elconocimiento resultante de estetrabajo permitirá la realización deestudios de correlación entre ladureza y las propiedades térmicasde este tipo de acero de estratégicaimportancia tecnológica. Los resul-tados contribuyen a mayor confia-bilidad en la búsqueda de unaoptimización en la evaluación delriesgo para la seguridad en ductosempleados en el transporte depetróleo, de gas y de refinados.Cabe mencionar que en México semantienen en operación más de50 000 km de ductos terrestres yalrededor de 2 000 km en zonas sub-marinas, los cuales transportanpetróleo, gas y refinados, y es de

vital importancia social, económica y política garantizar laseguridad e integridad en dichos ductos.

El tercer caso de este proyecto de investigación trata sobre lainfluencia de la microestrtuctura en la conductividad térmica aaltas temperaturas de polvos de óxidos de magnesio. Problemaplanteado al CICATA por la industria Peñoles. Los resultados deeste trabajo son útiles en los criterios de adecuación de losámbitos científico y tecnológico de las características térmicasde los polvos de óxido de magnesio para la aplicación particu-lar requerida. En la industria de calentadores y disipadores decalor doméstico e industrial se presenta la principal aplicación.Vale la pena mencionar que nuestro país es uno de los princi-pales productores de este óxido en el mundo, sin embargo,como materia prima es baratísimo. Los países más avanzadostecnológicamente como Japón llegan en sus barcos, lo comprancasi regalado y en el mismo barco lo procesan y nos lo devuel-ven más caro. Todo esto porque —según Calderón Arenas— nohemos tenido la visión de desarrollar la tecnología para darle elvalor agregado a nuestra materia prima, a pesar que tenemos laciencia necesaria. Esto se refleja en el porcentaje de 0.35 porciento del Producto Interno Bruto (PIB) que el Estado le asigna aldesarrollo de la ciencia y la tecnología en México. Mientras queen otros países es de 1.5 por ciento e, incluso, llega a ser hastade 4 por ciento en Corea. Esta política nos obliga a comprar latecnología a los países que consideran a la ciencia y a la tec-nología una inversión, y no un gasto.

UN CASO DE VINCULACIÓN CON LA INDUSTRIA

En entrevista para Conversus, el coordinador del posgrado delCICATA recuerda que para la indus-tria Peñoles se hicieron trespreproyectos para darle un valoragregado al óxido de magnesio queextraen de sus minas. En el primerose estudiaron las propiedades demicroestructura y propiedades deconductividad térmica del óxido demagnesio, desde temperatura am-biente hasta 1000 grados Celsius (oCentígrados). Para eso se debíanconstruir dos equipos, uno en elCICATA que midiera la conductivi-dad térmica y otro equipo en laplanta para que pudiera monitorearel producto y así saber cuándo estáen los parámetros necesarios,además de capacitar a sus emplea-dos en el manejo de este equipo.

El segundo preproyecto con-sistía en estudiar las propiedadeseléctricas y la composición y canti-dad de las impurezas a agregar alóxido de magnesio para adecuar susparámetros físicos a las necesidadesrequeridas, realizar la optimizacióndel producto basándose en sus


Doctor. José Antonio Calderón Arenas, coordinador delPosgrado del CICATA


características térmicas, eléctricas, de microestructura y de com-posición.

En el último preproyecto se buscaba incrementar la precisiónde los parámetros térmicos del producto mediante la imple-mentación y aplicación de una técnica de alta sensibilidad deflujo de calor llamada flash. Para llevar a cabo esta parte delproyecto se debía construir un equipo de flujo de calor, equipoque en el mercado tiene un valor de más de dos millones depesos; construido por el CICATA costaría alrededor de trescientosmil pesos. Orgulloso el investigador afirma: “en lugar de com-prarlo y gastar ese dinero, mejor lo hacemos, como hemos hechootros sistemas de análisis. Es una de las características quetenemos los investigadores de la física aplicada, podemos con-juntar diversos conocimientos de electrónica, de física, deinstrumentación y de computación, entre otros.”

PROBLEMÁTICA DE LA VINCULACIÓN

Calderón Arenas hace un recuento de sus experiencias enproyectos de vinculación: Aunque nunca se firmó el convenio—por problemas administrativos entre Peñoles y el IPN, por unproyecto anterior— concluimos una parte de la primera etapa deeste preproyecto, sólo nos faltó la instalación del aparato y lacapacitación del personal en las instalaciones de Peñoles. Hastala fecha sigue detenido el resto del proyecto. No obstante, el tra-bajo de investigación de los estudiantes involucrados continuó,así como la redacción de sus tesis y artículos para publicar enrevistas arbitradas.

Un tanto decepcionado Calderón Arenas afirma contun-dente: “es frustrante esta situación, por eso muchos académicosprefieren dedicarse a la investigación básica o aplicada, dejandoa un lado la vinculación con la industria. Administrativamente,el politécnico no está preparado para responder con agilidad alos trámites que implica trabajar con las necesidades de laindustria. El industrial no espera, ‘todo lo quiere para ayer’.Nosotros podemos esperar el tiempo que sea necesario, pero alindustrial le urgen los resultados”. El doctor recuerda algunosejemplos, como el del proyecto del satélite mexicano Satex 1(véase “Satex 1, narración de una historia inconclusa”, Conversusnúm.36, 2004-2005), que durante varios años llegó a reunir, en sumejor momento, a más de 120 investigadores de veinte institu-ciones, y que finalmente se quedó esperando el apoyo para sucolocación en el espacio exterior.

Calderón Arenas está convencido de que el Politécnicodebe considerar con seriedad la necesidad de su autonomía sirealmente quiere vincularse con la industria. también piensaque el IPN debe hacer todo lo necesario para impactar la vincu-lación, y una de las tareas pendientes es la creación de la plazade investigador —que actualmente se cubre con una plaza do-cente y el sobresueldo de las becas—. Desde su fundación, elPolitécnico creó plazas de académicos para que sus profesoresimpartieran clases, pero en cuestión de investigación, no creóla plaza de investigador. Administrativamente no existe.Tenemos los conocimientos, mas administrativamente no esta-mos preparados.

Además, cuando nuestro centro establece un convenio conuna empresa privada o del sector público, al momento querecibimos dinero debemos entregarlo a la Secretaría de Hacienday Crédito Público (SHCP), no se queda en el Politécnico, y siquiere la Secretaría lo regresa. Lo que actualmente gestiona eldirector general del Instituto es que estos recursos no se vayan ala SHCP, sino que nosotros mismos los podamos ejercer, como lohace la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). Seintentó resolver esta situación con la creación de un fideicomiso,un fondo con el dinero que se recibía, pero esto implicó otroproblema. Calderón Arenas expone un ejemplo: “el CICATA

establece un convenio con Peñoles y la empresa deposita ciertacantidad para comenzar a desarrollar el proyecto, mas no pode-mos disponer inmediatamente del dinero porque éste se debedepositar en un fondo.” El Fondo Institucional de InvestigaciónCientífica y Desarrollo Tecnológico (FIICDT) se queda con 13 porciento para el apoyo de becas —lo cual considera Calderóncorrecto—, el resto lo administra el Fondo y poco a poco lo re-gresa en función de sus propios tiempos administrativos, que nocoinciden con los tiempos y las necesidades de la investigación.Así, cuando se establece el convenio con la industria y ésta de-posita inmediatamente los recursos monetarios, el CICATA

requiere iniciar el proyecto de inmediato con una serie de in-sumos que serían adquiridos con el dinero que retiene el Fondo,pero éste tarda varios meses en liberarlo; mientras tanto elindustrial exige resultados de inmediato porque ya dio dinero.

El coordinador del posgrado en tecnología avanzada delCICATA resume: éste es un problema que ya hemos experimenta-do, porque el fideicomiso existe desde antes de estaadministración. Aun así resolvimos muchos problemas con el

El doctor Antonio Calderón declaró aConversus que la función esencial del posgradoes la formación de investigadores de alto nivel

fideicomiso, porque cuando noexistía había peores problemas.

EL CICATA prepara, en el pos-grado en tecnología avanzada,investigadores, maestros y doc-tores líderes en investigaciónaplicada y en tecnología avanzada,porque los desarrollos tecnológi-cos que realizan sus estudiantes yprofesores son de primera línea.Desarrolla ciencia aplicada perotambién tecnología avanzada. Loque ha dejado de hacer un poco elCentro es la vinculación del pos-grado con la industria, ya que lostiempos y necesidades administra-tivas de un proyecto vinculado nocompaginan, en la mayoría de loscasos, con los tiempos académicosde un posgrado. Además, hemosaprendido que para integrar a unestudiante de posgrado en unproyecto vinculado, el alumnodebe conocer el contenido y tener tiempo suficiente para cumplircon los requisitos que garanticen la calidad académica y formati-va del proyecto de tesis del alumno, lo cual no se cumple enmuchos casos.

UN DESARROLLO ENTRAMPADO

Para el investigador este problema es grave porque nuestropaís requiere urgentemente un desarrollo tecnológico paraavanzar, mas insiste que está entrampada la vinculación pormuchas razones. En primer lugar porque el Instituto no cuentacon los medios administrativos que aseguren que podemoscumplir o que podemos ejercer elmonto o que el convenio no tar-dará meses en autorizarse por elárea jurídica. En segundo lugar, alcomprometer al académico conuna empresa, éste tendrá quededicarse prácticamente de tiem-po completo a las necesidades delproyecto, tiempo en el que va adejar de formar recursos humanosy de publicar sus investigacionesen revistas especializadas, con locual perderá sus becas y, en con-secuencia, dejara de percibir elsobresueldo que le permitía con-tar con un ingreso decoroso.

Calderón Arenas valora: “si yome dedicara a desarrollar unproyecto de una empresa— lo queya he experimentado: un año paraelaborarlo, negociarlo y firmarlo, yun año más para realizarlo—, du-

rante ese tiempo dejaría de percibirel monto de las becas y obtendríaun sueldo mensual promedio decatorce mil pesos al mes, ademásde esta caída en mi salario, la em-presa me estaría correteando porlos resultados que no estaría yoseguro de entregar a tiempo, portodos los problemas administra-tivos inherentes.”

¿ALTERNATIVO O SUCEDÁNEO?La experiencia que hemos acumu-lado en el CICATA nos ha enseñadolo difícil de la vinculaciónindustria y posgrado, pues sonactividades que deben conside-rarse por separado, que puedenconectarse en algunos casos, peroque tienen objetivos, necesidadesy compromisos diferentes. En unprincipio y por varios años nosesforzamos por compaginar am-

bas actividades, con algunos éxitos parciales, mas aprendimosla lección.

El Programa del Padrón de Excelencia (PE) del ConsejoNacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) ha sido una tabla desalvación para el posgrado del CICATA que propició el cambiode objetivos y perspectivas. Nos dimos cuenta, por el perfil denuestros estudiantes, que la mayoría de ellos son egresadosde las áreas de ingeniería, que quieren seguir superándose y querequieren becas para poder continuar su preparación.

También no dimos cuenta de que nuestros estudiantes deposgrado sufrían mucho para realizar sus estudios sin recursos

y muchos de ellos desistían deseguir o, incluso, ingresar al pos-grado por falta de apoyoeconómico. De esta manera, sólohabía dos caminos, uno intentaringresar al PE del Consejo y, el otro,quedarnos poco a poco sin estu-diantes y eventualmente llegar a laextinción del posgrado del CICATA.Decidimos que necesitábamosbecas para nuestros estudiantes ynos aplicamos, en 1999, a partici-par en la convocatoria paraingreso al PE. Con los objetivos, laprogramación y la vinculación queteníamos nos reprobaron de in-mediato. Tuvimos que modificarun poco el planteamiento del pos-grado para acercarlo más a lainvestigación aplicada y menos ala vinculación. Así fue comopreparamos la propuesta durante

Un académico, con la plaza más altaen el IPN y sin becas, percibe más omenos catorce mil pesos al mes; encambio, si el investigador tiene una

productividad científica, regularmentebuena, forma recursos humanos y

publica regularmente susinvestigaciones en ciencia básica y

aplicada, percibe, con sueldo y becas,de treinta mil a $35 000 pesos

mensuales (que incluye el estímulootorgado por el Sistema Nacional deInvestigadores <SNI> del Conacyt), yuno de prestigio internacional puederebasar los sesenta mil pesos (quetambién incluye el estímulo del SNI).

El Politécnico proporciona becas delPrograma Institucional de Fomento ala Investigación (PIFI) y también otrasinstitucionales, pero son muy pocas,

alcanzan solamente para unoscuantos estudiantes y sus montos sonreducidos. En cambio, en el Padrón de Excelencia (PE) del Conacyt, unestudiante de maestría percibe unabeca superior a los seis mil pesos

mensuales y uno de doctorado másde ocho mil pesos mensuales, lo cualles permite asegurar su subsistenciapara dedicarse de tiempo completo

a sus estudios.



2000 y 2001, y la presentamos a finales del 2001 para la convoca-toria de la primera versión del Programa Institucional deFomento al Posgrado (Pifop 1.0) del Consejo. Nos entregaron losresultados en 2002, volviéndonos a reprobar el Conacyt. Larespuesta del Consejo fue esencialmente la misma: “No estáclara la congruencia entre la vocación de gestión tecnológica dela dependencia, el desarrollo de proyectos con tiempos y re-querimientos tecnológicos contra los requerimientos deambiente formativos de un posgrado en investigación”.

Para cumplir con los parámetros requeridos por el Conacytnecesitábamos contar con un número mínimo de estudiantes porprofesor. Por ejemplo, en maestría se requiere de cuatro estu-diantes por profesor y de tres en doctorado. Si tenemos diezprofesores, estamos hablando que requerimos de setenta estu-diantes. Durante 2002-2004 trabajamos más intensamente en elCICATA y preparamos una propuesta para el Consejo, modifican-do el posgrado para adaptarnos a los requerimientos queplantea el Conacyt en sus requisitos de ingreso al Pifop. Comoya habíamos graduado un buen número de estudiantes (catorcede maestría y trece de doctorado), teníamos 80 por ciento de pro-fesores en el Sistema Nacional de Investigadores (SNI),contábamos con premios a la investigación y a tesis, numerososartículos de investigación internacionales vinculados con lastesis de los alumnos, proyectos de vinculación con la industria,proyectos de investigación aplicada, patentes y desarrollos tec-nológicos, decidimos intentar nuestro ingreso al Pifop conproductos que mostrar, y así recibimos el apoyo del Consejo alser admitidos al Pifop 2.0 y a partir de enero de este año ya con-tamos con las becas y todos los demás recursos que asigna elConacyt para infraestructura, biblioteca, equipamiento, etcétera.Tenemos estudiantes extranjeros y del interior de nuestro paísque tienen que rentar alojamiento cerca de nuestras instalacionesy que lo pueden hacer gracias a las becas. En cuanto a las necesi-

dades de información de nuestros estudiantes, el CICATA tieneuna biblioteca capaz de conseguir consultar información decualquier lugar.

Por otra parte, la Coordinación General de Posgrado eInvestigación (CGPI) del IPN nos apoya para la adquisición de in-sumos para la investigación, por medio de la participación en laconvocatoria a proyectos de investigación institucionales.Nuestro posgrado cada año solicita el apoyo para diez o doceproyectos de investigación, que es más o menos el número deprofesores que tenemos en el posgrado, debido a que cada pro-fesor requiere de un fondo para reactivos e insumos para losproyectos de tesis de los estudiantes.

Si actualmente analizamos los problemas que tuvimos queenfrentar cuando dependíamos de los ingresos por proyectosvinculados, observamos un abismal avance con la modificaciónde nuestro programa de posgrado y el ingreso al Pifop. Existen,rara vez, grandes proyectos vinculados como los de Pemex, quedejan mucho dinero, pero también muchos problemas, sin em-bargo, la gran mayoría son proyectos modestos, con empresascomo Peñoles, Condumex, Spicer, Bimbo y otras medianas ypequeñas. Para realizar proyectos vinculados como éstos serequiere la participación de dos a tres investigadores y uno o dosauxiliares, enfocados a la negociación del proyecto y a lapreparación de un preproyecto durante un periodo de cuatro aseis meses. Si la empresa no está de acuerdo con montos y tiem-pos, lo cual ocurre a menudo, nos despide, mas se quedan con elpreproyecto, pero si acepta, entramos en un proceso de firma deconvenio con el área jurídica y trámites administrativos queduran de seis a ocho meses. Después de esto sigue el depósito delos recursos por la empresa al IPN y el lento tránsito administra-tivo de dichos recursos hasta que varios meses después sonsuministrados poco a poco al CICATA para que el grupo de inves-tigación desarrolle el proyecto, el que generalmente requiere de

LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN

• Aplicaciones de láseres• Dosimetría de estado sólido• Fenómenos termofísicos• Física de materiales• Nanoestructuras• Películas delgadas• Procesos industriales• Química orgánica• Sistemas de comunicaciones• Técnicas fototérmicas• Tecnología de alimentos

La maestra Jaime Fonseca explica elfuncionamiento del molino secador al vacío,

parte del equipo del CICATAEl ingeniero José Refugio López detecta los niveles de calcioen granos de maíz con un equipo de absorción atómica

El doctor José Luis Herrera (de bata) y el alumno detecnología avanzada, Roberto Vázquez, durante una

práctica en el Laboratorio de Propiedades Ópticas


doce meses más para su conclusión. Así, uno de estos proyec-tos vinculados con la industria requiere la atención del grupode investigación por más de dos años para realizarlo de prin-cipio a fin. Lo más lamentable de todo esto es que las empresasquieren casi regalado el trabajo de los investigadores y es muydifícil conseguir proyectos en los que la empresa esté dispues-ta a pagar más de cuatrocientos mil pesos por la realización deun proyecto en el que el grupo de investigación trabajarádurante dos años. De este recurso, la mitad se va en gastos delproyecto y la otra mitad se puede utilizar para cubrir algunasbecas a estudiantes, infraestructura y otras necesidades delCentro.

En cambio, con las becas del Coanacyt obtenemos estabili-dad de verdad para nuestros estudiantes. En este momentocontamos con más de sesenta estudiantes inscritos, la mitad delos cuales están becados por el Consejo. Esto representa unmonto de alrededor de $2 500 000 pesos anuales exclusiva-mente para becas de nuestros alumnos, aparte de otrosrecursos más que el Conacyt asigna para otros apoyos alposgrado.

De esta manera, hemos aprendido que nuestro posgradono puede depender en su mayoría de la vinculación con la in-dustria, y que necesitamos para sobrevivir de la participaciónen el Pifop y de trabajar arduamente para dirigirnos hacia laconsolidación de nuestro posgrado al ingresar al PadrónNacional de Posgrado (PNP) del Conacyt para finales de 2006.Por supuesto, sin dejar de incentivar y mantener el mayornúmero de enlaces posibles entre el posgrado y la vinculacióncon la industria.

Reconocimientos académicos

1. Primer lugar a la Mejor Investigación en el IPN en 2003, otorgado por la Dirección General del IPN al doctor José Antonio Calderón Arenas.

2. Primer lugar a la Mejor Tesis de Maestría en el IPN

en 2003, otorgado por la Dirección General del IPN

a la M en C Mónica Rosalía Jaime Fonseca y a su director de tesis el doctor Eduardo San Martín Martínez.

3. Premio Nacional a la Mejor Investigación en 2003, otorgado por la Universidad de La Habana, Cuba, a la alumna de doctorado Alma Valor Red.

4. Primer lugar a la Mejor Investigación en el IPN en 2004, otorgado por la Dirección General del IPN al doctor Eduardo San Martín Martínez.

5. Primer lugar a la Mejor Tesis de Maestría en el IPN

en 2004, otorgado por la Dirección General del IPN

al M en C Ángel Guillén Cervantes y a su director de tesis el doctor Máximo López López.

6. Primer lugar a la Mejor Tesis de Doctorado en el IPN en 2004, otorgado por la Dirección General del IPN al doctor Gabriel Peña Rodríguez y a su director de tesis el doctor José Antonio Calderón Arenas.

7. Primer lugar a Tesis de Maestría, otorgado por la Sociedad Mexicana de Ciencia y Tecnología de Superficies y Materiales a la M en C Lucero Gómez Herrera y a su director de tesis el doctor José Luis Herrera Pérez.

La investigadora Jaime Fonseca muestra la máquinadescascaradora de granos de maíz, parte de su proyecto

Nopal (Opuntia ficus-Índica), hábitatde la grana cochinilla (DactylopiusCoccus COSTA) insecto del que se

extrae el colorante ácido carménicoutilizado para la elaboración de

cosméticos y de bebidas de frutas

Cromatógrafo de líquidos de alta resolución empleadoen el análisis de aminoácidos y en separación de mezclasde colorantes para la industria farmacéutica

María AliciaLópezencargada delLaboratorioFísico-químicoprepara unasolución

Silverio Hernández Moreno*

* Maestro en arquitectura, doctorando del Posgrado en Arquitectura, UNAM. Tel.: 015959552634,D. e.: <[email protected]>


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La inteligencia artificial es parte dela ciencia de la computación, rela-tivamente nueva, la cual se ocupade crear máquinas con sistemas

encargados de realizar actividades consi-deradas de inteligencia humana. Estaocupación abarca desde la creación de unprograma educativo hasta el desarrollo desistemas expertos —de gran utilidad enmuchas ciencias aplicadas, en la educacióny en sectores de la industria, que propor-cionan, a su vez, innumerable tecnología alservicio de la humanidad—. En el sector dela construcción y la arquitectura, la in-teligencia artificial cobra relevancia, ya queen todas las tecnologías aplicadas aldesarrollo de proyectos, tanto en el cálculocomo en el diseño, está presente.Asimismo, en el ámbito de la educación secuenta con numerosas aplicaciones y seemplean también tecnologías que se desa-rrollan para determinados fines.

Palabras clave: arquitectura, inteligenciaartificial, sistemas expertos, tecnología,educación.


Apoyos técnicos que ofrece la inteligencia artificial en materia educativa

Entre los apoyos técnicos que directa oindirectamente ofrece la inteligencia arti-ficial están:

• Sistemas expertos• La Internet• Computadoras personales• Software y hardware• Multimedia e hipermedia• Hipertextos• Libros electrónicos• Videos, audio e imágenes• Teleaprendizaje

Apoyos técnicos enfocados a áreas educa-tivas de la inteligencia artificial, tales como:

• Inteligencia artificial y telecomunicaciones.• Colaboración industria-escuela-universidad.• Teléaprendizaje.• Modelos de telecomunicación.• Media.• Redes y programas.• Fundaciones pedagógicas.• Teleconferencias.• Desarrollo en zonas rurales.• Función maestro-alumno.

Cabe comentar que si estos sistemassustituyen al maestro, ello depende deldocente, asunto que también provocapolémica. Ante tal polémica opino que lainteligencia artificial es una herramienta

importante que se requiere saber mane-jarla para aplicarla no sólo en laeducación, sino en cualquier área. Engeneral, el maestro con la ayuda de la in-teligencia artificial, con la actualizaciónen el tema de estudio y con el mejo-ramiento de los planes de estudiosadecuados a los sistemas expertos que semanejen podrá realizar eficazmente sutrabajo y contribuir, a su vez, en el mejo-ramiento de la educación.

Antes de terminar este apartado, seenfatiza en un apoyo técnico que ofrece lainteligencia artificial como opción didác-tica al proceso educativo: los libroselectrónicos, que son de gran ayuda paralos avances que hoy se tienen, además esmuy probable que, en un futuro, el mer-cado de los libros electrónicos entre en

una nueva etapa que cambie el conceptode bibliografía y se desarrolle con la mis-ma importancia que el libro impreso. Acontinuación esquema del proceso deproducción del libro electrónico:

Proceso de producción del libroelectrónico

Especificación del contenido y estructura

Redacción

Producción del texto/ producción de sonido

Producción de dibujo/producción de video

Sincronización e integración

Evaluación y prueba

Masterización

Reproducción

Distribución

Como se puede reparar, los instru-mentos que proporciona la inteligenciaartificial son de gran importancia para eldesarrollo de nuevos sistemas educativos.


INTELIGENCIA ARTIFICIAL Y SU APLICACIÓN EN ARQUITECTURA Y EN

EDUCACIÓN

La tecnología de la arquitectura se refiere a la imple-mentación de técnicas que ayuden a la producción de laarquitectura en sí.

Si se considera que la arquitectura es una actividad en laque se tiene que crear un edificio, esto conlleva un proceso deproducción industrial, en el que la inteligencia artificial inter-viene en las actividades tecnológicas. Mas ¿cómo interviene lainteligencia artificial en la tecnología arquitectónica? Sería lapregunta obligada que plantea, a su vez, la solución tecnológ-ica a problemas de producción, en otras palabras y a través deun ejemplo, un sistema experto de precios unitarios para elmanejo de costos de una obra de edificación constituye unaaplicación. Otro caso sería la creación en serie de elementosprefabricados de concreto y de otros materiales, utilizando unmedio robotizado controlado con el programa de un sistema

experto que permita la producción industrial de dichos ele-mentos prefabricados, que serviría para implementar laproducción de la construcción en forma masiva y la propia in-dustrialización de la arquitectura.

Así como la inteligencia artificial participa directa o indi-rectamente en muchas áreas de la ciencia en general, talescomo industria, transporte, comunicación, análisis de predic-ción, modelos de ingeniería, administración, diseño, medicinay sistemas computacionales, también participa en áreas comoel entretenimiento y, por supuesto, la educación. En la edu-cación es importante señalar el enfoque didáctico planteado enel uso de las computadoras y de los sistemas expertos.

Temas como éste llegan a generar polémica, por ello senecesita saber y reconocer que la inteligencia artificial, de al-guna forma, juega un papel muy importante en la educaciónmundial, ya que trata de implementar herramientas que ayu-den al alumno a aprovechar al máximo los planes de estudio.


UN CASO PARTICULAR DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL EN

ARQUITECTURA

Un ejemplo claro de la aplicación de la inteligencia artificial esmi caso, en el que a través de una coordinación interdisciplinariaestamos estudiando y desarrollando un sistema experto pormedio de lenguajes de programación, referente al área de losmateriales aplicados a la construcción; propiamente el softwareconsistiría en que el sistema evaluaría los materiales adecuadospara determinada edificación o sistema constructivo. Mediantela experiencia del grupo podremos llegar a la elaboración de unsistema experto que basándose en los datos que introdujéramos,obtendríamos información completa para la ejecución deproblemas específicos.

Lo anterior manifiesta que utilizamos cada vez más los pro-cesos de inteligencia artificial y no sólo eso, sino, en la práctica,nos involucramos aún más en los procesos de producción arqui-tectónica, como la industrialización, el diseño por computadora,el cálculo estructural y de instalaciones. Por supuesto que todoesto también ayuda al proceso de aprendizaje y así se ligan demanera directa la educación y la inteligencia artificial.

Otro ejemplo de la aplicación de la inteligencia artificial a losprocesos de producción arquitectónica y también a la educaciónson los edificios inteligentes. En general, los sistemas expertosinteractúan muy bien con los procesos cognoscitivos de muchasáreas de la ciencia ya mencionadas.

LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN PROLOG

Cabe enfatizar que el lenguaje de programación Prolog es unlenguaje declarativo muy útil para la creación de sistemas ex-pertos con inteligencia artificial (véase organigrama), el cual seencarga de presentar los conocimientos en forma de reglas deproducción, tal y como se muestra en la siguiente secuencia:

Organigrama general de funcionamiento de un lenguaje declarativo orientado a los objetos, tal y como trabaja

el Prolog

Los lenguajes de programación influyen de manera básica enel desarrollo de programas y su aplicación en distintas áreas. Engeneral, cada programa se desarrolla acorde a las necesidadesdel usuario. Los sistemas expertos trabajan con distintos lengua-jes de programación, según el caso.

Ejemplo de un sistema experto empleado en la tecnologíaarquitectónica sería uno que controle la producción de unaplanta de elementos prefabricados de concreto o de algún otromaterial, sistema experto que requiere utilizar un lenguajedeclarativo, en este caso el Prolog, ya que necesita de las carac-terísticas de este lenguaje de programación. Por otra parte, endicha planta de producción se requiere de varios programas y desistemas expertos que trabajen en conjunto y que controlen lossistemas internos de producción de la planta.

En cuanto a la ayuda de la Internet, hemos accedido a infor-mación de suma importancia para nuestro tema, el Prolog, comoel ejemplo anterior de la planta de producción que utilizalenguajes apropiados para su buen funcionamiento.

Esto nos muestra que los sistemas expertos, la inteligencia ar-tificial, así como la utilización de las computadoras y el acceso ala Internet, proporcionan herramientas que hacen la educaciónun poco más versátil y activa. En general consideramos que lainteligencia artificial influye de forma directa o indirectamenteen la educación, así como en el desarrollo de tecnologías arqui-tectónicas y, desde luego, en otras áreas. El lenguaje deprogramación Prolog es flexible y versátil, en el sentido de quepuede aplicarse a muchos casos de estudio de las distintas áreasde la ciencia.

A MANERA DE CONCLUSIÓN

Actualmente la inteligencia artificial cobra gran importancia porla diversidad de aplicaciones en muchas áreas del conocimientocientífico y tecnológico; los avances más relevantes en ciencia ytecnología están precisamente en el área de los sistemas de com-putación y, dentro de esta área, el tema de la inteligencia artificialestá muy estudiado, por lo que la materia educativa no se quedaatrás.

REFERENCIAS

COATS, P.K. “Combining an Expert System with Simulation to EnhancePlanning for Banking Networks”. Expert Systems, vol. 54, núm. 6, juniode 1990.SÁNCHEZ GONZÁLEZ, A. Apuntes de la asignatura Didáctica paraarquitectos (de la maestría en arquitectura de la UNAM, 1998).

Datos

Proposición de las hipótesis

Ordenación de las hipótesis

Verificación de las primeras hipótesis

¿Quedan hipótesis?

Sí No Fin o propuesta de solución

Usuario

InterfaseHombre-Máquina

Motor de inferencia

Base dedatos

Base deconocimientos

Experto

Subsistema deadquisición de conocimientos

Inteligencia artificial mediante sistemas expertos e hipertextos.

SSoolluucciioonneess


José Roberto Mandujano*

* Profesor Asociado C de la Escom; Lic. en Matemáticas, UNAM, Tel.: 5729 60 00, ext.: 52027. C. e.:-<[email protected]>.

La animación en matemáticas que utiliza transforma-ciones y software Maple ha despertado el interés dealgunos de los estudiantes que han recibido la clase decálculo conmigo y también de algunos de los maestros

del Departamento de Ciencias Básicas de la Escuela Superior deCómputo que les he mostrado mi trabajo. Debido al impacto detal animación como recurso en el proceso de enseñanza-apren-dizaje de la matemáticas decidí difundir esta herramienta aotros profesores.

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Maple es un software para hacer matemáticas en una com-putadora, con él podemos realizar gráficas, cálculos yanimaciones. Aquí haremos una breve introducción a él, peronuestro énfasis está en la animación. Cuando uno abre el soft-ware las primeras instrucciones que debemos escribir son:

> restart:

> with(plots);

{animate, animate3d, animate curve, arrow, change coords, complexplot. complexplot3d, conformal, conformal3d, contourplot, contourplot3d, cylinderplot, densytiplot, display, display3d, fieldplot, fieldplot3d, gradplot, gradplot3d, implicitplot, implicitplot3d, inequal, listcontplot, listcontplot3d,listdensityplot, listplot, listplot3d, loglogplot, logplot, matrixplot, odeplot, pareto, pointplot, pointplot3d, polarplot, polygonplot, polygontplot3d, polyhedra_supported, polyhedraplot, replot, rootlocus, semilogplot, setoptions, setoptions3d, spacecurve, sparsematrixplot, sphereplot, surfdata,texplot, texplot3d, tubeplot}

> with(plottools);

Warning, the name arrow has been redefined

{arc, arrow, circle, cone, cuboid, curve, cutin. cutout, cylinder, disk, dodecahedron, ellipse, ellipticArc, hemisphere, hexahedron,homothety, hyperbola, icosahedron, line, octahedron, pieslice, point, polygon, project, rectangle, reflect, rotate, scale, semitorus, sphere, stellate, tetrahedron, torus, transform, traslate, vrml}

En rojo aparecen las instrucciones que nosotros escribi-mos; mientras que en azul la respuesta del software. Cuandouna instrucción termina con dos puntos, le indicamos al soft-ware que no ponga en pantalla lo que hace esa instrucción, ycuando termina con punto y coma queremos que sí lo haga.La instrucción restart limpia la memoria de cualquier sesiónque se haya realizado o cierra las paqueterías de instruccionesque se hayan abierto. Por ejemplo, nosotros con las instruc-ciones with(plots) y with(plottools) hemos abierto dospaqueterías de instrucciones; el contenido de estas paque-terías aparecen en azul y básicamente plots es un paquete deinstrucciones para graficar en dos y tres dimensiones fun-ciones; mientras que plottools se utiliza para dibujar figurasgeométricas como rectángulos, polígonos, esferas, cilindros,etcétera.

• Con el paquete plottools, que contiene la instrucciónpolygon, podemos diseñar un cohete, pegando polígonos enforma adecuada. Las instrucciones para hacerlo son:

> c1:=polygon([[-40,0],[-40,-2],[40,- 2],[40,0]],

color=blue):

> c2:=polygon([[-2,3],[2,3],[2,11],[-2,11]],

color=cyan):

> c3:=polygon([[-2,11],[-2,13] ,[2,13],[2,11]],

color=cyan):

> c4:=polygon([[-2,13],[0,19],[2,13]],color=cyan):

> c5:=polygon([[-5,0],[-5,4],[-2,6],[-2,3]],

color=cyan):

> c6:=polygon([[5,0],[5,4],[2,6],[2,3]],

color=cyan):

> c7:=polygon([[-1,3],[1,3],[1.8,0.5],[.8,2],

[0,0.5],[-.8,2],[-1.8,0.5]],color=yellow):

> display({c1,c2,c3,c4,c5,c6,c7},

scaling=unconstrained);

La instrucción c1 sirve para dibujar el suelo, c2 y c3 sonrectángulos para formar el cuerpo del cohete, c4 es un trián-gulo y sirve para dibujar la cabeza del cohete, c5 y c6 son paradibujar las aletas y c7 para dibujar el fuego en amarillo.Observe que para que Maple dibuje el polígono es necesariodar las coordenadas de sus vértices. Como resultado de estasinstrucciones aparece la siguiente figura:

• El siguiente diseño es el de un automóvil. En este casorequerimos los paquetes plots y plottools. Las instruccionesson:

> a1:=rectangle([-10,-2],[10,-3],color=cyan):

> a2:=disk([-5,0],1,color=blue):

> a3:=disk([5,0],1,color=blue):

> a4:=circle([-5,0],2,color=blue):

> a5:=circle([5,0],2,color=blue):

> a6:=plot(sqrt(9-(x+5)^2),x=-8..-5,color=blue):

> a7:=plot(sqrt(9-(x-5)^2),x=5..8,color=blue):

> a8:=plot(sqrt(25-x^2)+3,x=-5..5,color=blue):

> a9:=plot(sqrt(9-x^2)+3,x=-5..5,color=blue):

> a10:=plot([x,3,x=-3..3],color=blue):

> a11:=plot([x,0,x=-3..3],color=blue):

DISEÑO DE OBJETOS EN MAPLE1

15

10

5

-40 -20 0 20 40

Podemos mover los objetos que hemos diseñado utilizando el concepto de transformación, este concepto se define como unafunción T(x,y) = (u,v) , y se entiende que el punto (x,y) lo transforma en el punto (u,v) . Una transformación T al aplicarlasobre un objeto del plano, que es un conjunto de puntos, lo transforma en otro objeto, por ejemplo, trasladándolo, rotándolo,expandiéndolo, etcétera.• Rotaciones. Una transformación con ecuación:


> a12:=plot([x,0,x=-8..-7],color=blue):

> a13:=plot([x,0,x=7..8],color=blue):

> a14:=disk([8,1],.5,color=yellow):

> display({a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9,a10,a11,

a12,a13,a14},scaling=CONSTRAINED,view=

[-10..10,-10..10]);

La instrucción a1 dibuja el suelo, a2 y a3 dibujan lasbalatas con unos discos, a4 y a5 dibujan las llantas conlas ecuaciones de circunferencias, a6 y a7 dibujan las salpi-caderas con las ecuaciones de circunferencias, a8 dibuja eltoldo con la ecuación de una circunferencia, a9 dibuja las ven-tanas con la ecuación de una circunferencia, a10, a11, a12 y a13dibujan con segmentos de recta la parte de abajo y a14 dibujaun faro con un disco. El resultado es el siguiente dibujo:

10

8

6

4

2

-2

-4

-6

-8

-10

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10

TRANSFORMACIONES2

• Traslaciones. Una traslación es una transformacióndel tipo T(x, y)=(x + h, y + k) , aquí se entiende que cadapunto del plano (x,y) es trasladado a otro lugar del planosumando las cantidades h y k a la abscisa y ordenada,respectivamente. Por ejemplo, en la transformaciónT(x,y)=(x,y-3) podemos ver el efecto que tiene sobre unafigura aplicándosela al cuadrado de vértices (0,0),(1,0),

(1,1) y (0,1) . Las instrucciones en Maple para hacer estoson:

> restart:

> with(plots):

> with(plottools):

> T:= transform((x,y) -> [x,y-3]):

> l:=polygon([[0,0],[1,0],[1,1],[0,1]],color=red,

linestyle=1,thickness=2):

> display({l,T(l)});

La figura que se obtiene es:

Aquí observamos que el cuadrado de vértices se trasla-da verticalmente tres unidades hacia abajo.

• Rotaciones. Una transformación con ecuación.R(x, y) = (x cos ( ) - ysen ( ), xsen( ) + ycos( ))

corresponde a una rotación en sentido contrario a las manecil-las del reloj, según el ángulo . Para mostrar esto, aplicaremosla transformación

R(x, y) =

la cual es una rotación de sesenta grados, al cuadrado de vértices (0,0),(1,0),(1,1) y (0,1) . Las instrucciones en Maple son:

> restart:

> with(plottools):

> with(plots):

> u:=Pi/3:

> R:=transform((x,y)->[x*cos(u)-y

1

0

-1

-2

-3

0.4 0.8

( )( )π3x cos -ysen , xsen + ycos ,( )π

3 ( )π3 ( )π

3

ANIMACIÓN3


Para realizar una animación en Maple, tenemos que procederigual que cuando se hace una película. Ésta se hace tomandouna serie de fotografías del objeto en movimiento en difer-entes tiempos, después se pasan a cierta velocidad estasfotografías y entonces veremos como el objeto se mueve.

Mientras más fotografías se tomen del objeto enmovimiento, mejor se verá la simulación. Pero, también hayque tomar en cuenta que demasiadas fotografías le cuestamás tiempo a la máquina hacerlas y pasarlas, y si nuestracomputadora tiene un procesador no muy potente, esto re-dundaría en que el proceso podría tardar mucho tiempo. Porlo general, con cincuenta fotografías es suficiente. En el casode un problema de matemáticas, las fotografías se toman conlas ecuaciones que nos dan la posición del objeto en cualquiertiempo, generalmente son ecuaciones paramétricas

x = f(t)

y = g(t),a ≤ t ≤ b

El camino a seguir para hacer nuestra película en Maplelo explicamos a continuación:

• Cómo hacer una fotografía. Con la instrucción:

display(Objetos en movimiento,scaling = constrained)

se toma una sola fotografía. La instrucción scaling=cons-trained hace que se tome una escala uno a uno sobre los ejesX y Y.

• Cómo sacar n fotografías. Con la instrucción:

seq(display(Objetos en movimiento,scaling =

constrained)i=1..n

se sacan n fotografías. La instrucción seq() genera una suce-sión de n elementos con los objetos que se encuentran dentrode esa instrucción.

• Para darle movimiento a la película. Con la instrucción:

display(seq(display(,scaling=constrained)i=1..n),

insequence = true

hacemos que el software pase con cierta velocidad las fo-tografías una por una. Si a insequence le damos el valor defalse, las fotografías se ponen todas al mismo tiempo en lapantalla.

• Esquema completo de animación. La instrucción com-pleta para realizar una animación en Maple es:

plots[display](display(*),display(seq(display

(**,scaling=constrained),i=1..n+1),insequence=true));

donde en (*) colocamos los objetos que no se mueven en laanimación, por ejemplo el suelo, el cuadro de la fotografía,etcétera. y en (**) van los objetos que se mueven durante laanimación. Lo siguiente que debemos saber es en qué tiem-pos se tomaran las fotografías. Para esto primero obtenemosel intervalo de tiempo en que dura la animación, digamos[a,b] , este intervalo lo dividimos en n partes iguales, donde nes el número de fotografías que se van a tomar. La fórmulapara hacer esta división del intervalo [a,b] es:

t:=[seq(a+(b-a)*i/n,i=0..n)]:

Con esta instrucción se genera una sucesión de puntos,numerados desde

1, [t[1]=a,t[2],t[3],...,t[n-1],t[n+1]=b],

y en esta sucesión de tiempos tomaremos las fotografías.

Animación 1. Supongamos que el cohete que hemos dise-ñado se mueve de acuerdo con las ecuaciones paramétricas:

x = 0

y = t,0 ≤ t ≤ 40

1.2

1

0.8

0.6

0.4

0.2

-0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8

L0 = a L1 L2 L(n-1) L(n)L(n+1) = b

*sin(u),x*sin(u)+y*cos(u)]):

> l:=polygon([[0,0],[1,0],[1,1],[0,1]],

color=blue,thickness=2):

> display({l,R(l)});

Como resultado tenemos la siguiente figura:


las instrucciones para realizar la animación son:

> a:=0:

> b:=40:

> n:=50:

> t:=[seq(a+(b-a)*i/n,i=0..n)]:

> f:=[seq(transform((x,y) -> [x,y+t[i]]),i=1..n)]:

> plots[display](display({c1}),display(seq(display

(f[i](c2),f[i](c3),f[i](c4),f[i](c5),f[i](c6),f[i]

(c7)),i=1..n),scaling=CONSTRAINED,axes=NONE,

insequence=true));

En este ejemplo definimos una sucesión de traslaciones,con la instrucción f:=[seq(transform((x,y)->[x,y+t[i]]),i=1..n)]:, y con ella trasladamos el cohete a su posición en eltiempo t[i]. La siguiente gráfica nos muestra algunas de lasposiciones del cohete cuando se toman cinco fotografías.

Animación 2. Supongamos que las ecuaciones paramétri-cas de la posición del automóvil que diseñamos son:

x=0

y=0,0≤ t ≤100

Las instrucciones para la animación son:

> restart:

> with(plottools):

> with(plots):

Warning, the names arrow and changecoords have been

redefined

> a:=0:

> b:=100:

> n:=5:

> t:=[seq(a+(b-a)*i/n,i=0..n)];

t:= [0,20,40,60,80,100]

> g:=[seq(transform((x,y) -> [x+t[i],y]),i=1..n)]:

> plots[display](display({c}),display(seq(display

(g[i](r1),g[i](r2),g[i](r3),g[i](r4),g[i](r5),g[i]

(r6),g[i](r7),g[i](r8),g[i](r9),g[i](r10),g[i](r11),

g[i](r12)),i=1..n),axes=none,insequence=true,

scaling=CONSTRAINED));

Algunas de las posiciones del automóvil son:

Conclusiones. Algunas conclusiones que quiero señalar a partir de mi expe-riencia, después de haber trabajado por un tiempo con elsoftware Maple, son:

• Las ecuaciones paramétricas nos ayudan a hacer lasanimaciones, al generar la trayectoria que siguen nuestrosobjetos y, por lo tanto, tienen una aplicación. El alumno puedereparar que sirven para algo. Este hecho es uno de los motivospor el que el alumno se interese más por la matemática.

• Los diseños de los objetos se hacen juntando objetosgeométricos, los que son acomodados en un sistema de

coordenadas cartesiano. Igualmente el alumno encuentra unaaplicación del concepto de coordenada.

• También se ve la utilidad del concepto de partición de unintervalo, al darnos los tiempos en que se sacan las fotografíasde nuestros objetos. El concepto de función fue importantepara poder realizar la animación, pues con ella realizamos losmovimientos de los objetos.

• Vinculación entre la teoría y la práctica, ya que el procesode animación sólo se pudo realizar basándose en ecuacionesmatemáticas.

• Por los ejemplos aquí expuestos sería adecuado que, enlos cursos de matemáticas, el maestro utilice algún software


como apoyo al proceso de enseñanza, el uso del software loayuda a presentar mejor sus cursos, pues cuántas veces, unocomo maestro al impartir la clase quiere hacer un dibujo, porejemplo de un sólido de revolución o quiere hacer un cálculocomplicado, como una integral que lleva mucho tiempo sucálculo, y no lo logra. Empieza a ver que sus alumnos sedistraen o no ven lo que el maestro sí. El uso de un softwarenos puede sacar de estas dificultades.

• Aunque este tipo de ejemplos no apoyan al alumno pararazonar cómo resolver un problema, sí lo motivan a interesarseen la matemática. Esto es el inicio para que el alumno, con mástrabajo y apoyo de sus maestros, pueda llegar a comprendermejor como se trabaja en matemáticas.

• El trabajo hasta aquí presentado es una pequeña porciónde las matemáticas, queda todo un trabajo por realizar enmuchas áreas y temas.

• Hacer notas, libros o prácticas utilizando un softwarematemático para su diseño es indispensable para crear unacultura en con este recurso de la enseñanza.

• También es importante que se abran espacios para losmaestros como: cursos intersemestrales, seminarios, confe-rencias, entre otros. Pero sin duda, la autoridadcorrespondiente debe facilitar y gestionar este tipo deactividades que repercuten en beneficio del alumno.

• Involucrar al alumno en problemas en que tenga lanecesidad de utilizar algún software y también que lo utiliceen otros cursos. He encontrado alumnos de ingeniería queresuelven problemas demasiado complicados en sus cálculoscomo: ecuaciones diferenciales, integrales o sistemas deecuaciones . . .¡A mano!

• En otros países esta forma de trabajar la matemática esalgo común; lo que considero muestra una deficiencia denuestro sistema educativo, pues en todos aquellos encuentrosentre países en que se toque el punto saldrá a relucir estepequeño detalle.

• Y lo más importante, durante unos doscientos años creoque no ha habido una transformación sobre la forma en queimpartimos los cursos de matemáticas. Este enfoque es unaalternativa para cambiar.

• Las computadoras que a últimas fechas aparecen pordonde quiera, en la escuela, en nuestra casa, en nuestrotrabajo, etcétera, deben aprovecharse al máximo. Esincongruente que las tengamos a la mano y no las utilicemospara el propósito para el que fueron creadas: ¡hacer la vida delhombre más fácil! Muchos alumnos las emplean para perder eltiempo en la Internet o para jugar, y son pocos los que lasutilizan para hacer sus tareas o comprender mejor sus cursosde matemáticas.

BIBLIOGRAFÍA

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Using Maple. 2002 (ISBN 0-415-29804-0). BETOUNES, D Y M. REDFERN. Mathematical Computing with Maple. 2002 (ISBN 0-387-95331-0).CÓRDOBA, J.L.V. Y SOTO, M.J., M.J. Matemáticas con Maple. 1996 (ISBN 0-201-65397-4).CORLESS, R. Essential Maple 7: an Introduction for Scientific Programmers. 2002 (ISBN 0-387-95352-3).CORLESS, R. Symbolic Recipes: Scientific Computing with Maple. 2002 (ISBN 0-387-94210-6).EDWARDS, C.H. Y D.E. PENNEY. Calculus with Analytic Geometry-Early Transcendentals Version. 6ª edic.,2002 (ISBN 0-137-93076-3).EDWARDS, C.H. Y D.E. PENNEY Single Variable Calculus-Early Transcendentals Version. 6ª edic., 2002(ISBN 0-136-17978-9).EDWARDS, C.H. Y D.E. PENNEY. Single Variable Calculus with Analytic Geometry. 6ª edic., 2002 (ISBN

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Karla Huerta Rosas*

*Estudiante de la maestria en telecomunicaciones de la ESIME, Zacatenco


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Descubrimientos recientes ponen en evidencia el hecho de que los neutrinos (partículaselementales difícilmente detectables) son un factor importante en el Cosmos. Estas

diminutas partículas influyen en la expansión del Universo y son un elemento crucial enel balance de la composición química primordial del que depende nuestra existencia.

CONFIRMADO: LOS NEUTRINOS TIENEN MASA

Científicos del Observatorio de Neutrinos de Sudbury (SNO), Canadá, acaban de presentarlos primeros resultados del enorme detector que confirman lo que se venía intuyendo: losneutrinos tienen masa. Este descubrimiento tiene importantes implicaciones, ya que puederesolver el viejo misterio de la falta de neutrinos solares. Además, estos resultados planteanproblemas al modelo vigente, el modelo estándar de partículas, debido a que éste no con-templa neutrinos con masa.

ALGO DE HISTORIA

El camino que llevó a la aceptación del neutrino como elemento definitivo del Cosmos no fuenada fácil y sin tropiezos. El desarrollo de la teoría del neutrino tomó 42 años desde la de-terminación del espectro de la radiación beta, en 1914, hasta el descubrimiento del neutrino,en 1956. Durante estos años, los científicos que participaron en esta aventura se vieron en-frentados a formidables obstáculos que los llevaron al extremo de considerar el rechazo alprincipio de la conservación de energía.

Los neutrinos son partículas elementales sin carga eléctrica y, al parecer, con poquísimamasa. Debido a que sólo interactúan con el resto de partículas mediante la fuerza nucleardébil y ahora también mediante la aún más débil fuerza gravitatoria, atraviesan la materiacon más facilidad de la que un fotón atraviesa el aire. Aunque hay neutrinos por todaspartes, estas características los convierten en las partículas más difíciles de detectar de to-das las que existen. El Sol produce trillones de neutrinos cada segundo debido a lasreacciones nucleares de fusión que se generan en su núcleo, los cuales pasan a casi la ve-locidad de la luz a través de la Tierra como si ésta no existiera.

Se calcula que de los miles de millones de neutrinos que atraviesan nuestro cuerpocada segundo, únicamente uno o dos de ellos interactúan y continuarán haciéndolo conalguno de nuestros átomos durante toda nuestra vida.

El primero que predijo la existencia del neutrino fue Wolfgang Pauli en diciembrede 1929 al observar que aparentemente no se conservaba la energía en las desinte-graciones radiactivas. Teorizó que ese déficit de energía sería emitido en forma de

una partícula que aún no se había detectado. Pauli se dio cuenta que introducien-do una tercera partícula en la reacción nuclear beta se salvaba el principio de la

conservación de energía y, al mismo tiempo, se explicaba de forma natural suespectro continuo. En este esquema, la energía disponible en la reacción se

distribuye de forma constante entre las tres partículas resultantes: el elec-trón, el neutrino y el protón. Enrico Fermi desarrolló, en 1934, la primera

teoría exitosa del decaimiento radiactivo beta incorporando la partícula

En el Universo el macrocosmos estáfuertemente ligado a la física sub-nuclear. Problemas cosmológicosfundamentales, tales como la materia

oscura y el futuro dinámico del Universo, comien-zan a resolverse gracias a los avances logrados en el

campo de la física de partículas elementales. Por otraparte, laboratorios astronómicos, como el Sol, se usan

para probar las teorías fundamentales de las partículase interacciones.

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Wolfgang Pauli


propuesta por Pauli, a la que bautizó con el nombre de neutrino, pero tuvieron que pasar 22años más para que se obtuviera evidencia experimental de su existencia, cuando en 1956

Clyde Cowan y Frederick Reines consiguieron detectar neutrinos emitidos desde un reactornuclear, lo que en 1958 le valió el Nobel de Física a éste último.

Hoy sabemos que no existe un solo tipo de neutrino, sino tres: el neutrino electrónico, muóni-co y tauónico. Según la teoría, el Sol produce vastas cantidades del neutrino electrónico, mas los

experimentos realizados en los últimos años detectaban muchos menos neutrinos de los que lateoría predecía. Esto significa que o bien están equivocados los modelos teóricos del Sol o bien la for-

ma en que entendemos al neutrino electrónico.

DE NUEVO EL SECRETO ESTÁ EN LA MASA

En el artículo publicado el 18 de junio de 1998 en el Physical Review Letters, los científicos del SNO presentan re-sultados que, combinados con los del experimento del detector japonés Súper-Kamiokande, hechos en elmismo año, confirman que los neutrinos pueden oscilar de un tipo a otro en el trayecto desde el Sol hasta eldetector. Esto explica por qué los experimentos de detección anteriores, que utilizaban detectores sólo sensi-bles al neutrino electrónico, detectaban menor cantidad de la esperada.

La transformación de un tipo de neutrino en otro también implica otra cosa: que tienen masa. Aunque to-davía no se conocen con exactitud sus masas, este experimento acota la suma de las masas de los tres tipos deneutrino entre 0.05 eV (electrovoltio) y 8.4 eV. Como comparación, el electrón tiene una masa de entre 511 000eV, es decir, ¡diez millones de veces superior a la de los neutrinos!

Esto descarta que los neutrinos aporten una cantidad de masa sensible a la materia oscura que falta en elUniverso, como se venía especulando.

Con estos resultados, los teóricos que estudian la física del Sol pueden respirar tranquilos, pues elproblema no está en sus modelos. Sin embargo, los físicos de partículas tendrán que ingeniárselas para in-

troducir neutrinos con masa en una teoría que englobe al modelo estándar de partículas.El detector del SNO, en el que participan científicos de Canadá, de Estados Unidos y

de Reino Unido, es un enorme tanque con 1000 toneladas de agua pesada (un átomo deoxígeno y dos de deuterio, el hidrógeno pesado) muy purificada, situado a 2 000 metrosde profundidad en una antigua mina de níquel canadiense cercana a Sudbury, Ontario.Este experimento es el primero de una serie que se lleva a cabo en el SNO. Cabe men-cionar que se añadió sal al agua pesada para utilizar otra técnica con más sensibilidada los otros dos tipos de neutrino, que proporcionará resultados independientes paraaveriguar más acerca de sus masas y para estudiar otras de sus propiedades.

REFERENCIAS

M. TEGMARK, ET AL. “Latest Cosmological Constraints on the Densities of Hot and Cold Dark Matter”, Physical Review Letters, USA., MacGregor Hill, 1998.

<http://www.ps.uci.edu/physics/news/nuexpt.html>.<http://www.hep.anl.gov/ndk/hypertext/nuindustry.html>.<http://arXiv.org/abs/hep-ph/0008145>.<http://www.sno.phy.queensu.ca/>.

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El detector del SNO, en el que participan científicosde Canadá, de Estados Unidos y de Reino Unido

Conos de luz Cherenkov son emitidos cuando los neutrinos de alta energía chocan contra un núcleo y producen una partícula cargada. Un muón-neutrino (izquierda)decae en un muón, que viaja quizás un metro y proyecta un fino anillo de luz en los detectores. Un electrón, producido por un electrón-neutrino (derecha), genera unapequeña regadera de electrones y positrones, cada uno de los cuales tiene su propio cono de Cherenkov, resultando en un anillo difuso de luz. Los puntos verdes indicanla luz detectada en el mismo breve intervalo de tiempo

Muón NeutrinoElectrón neutrino

Regadera deelectrones

Muón

58 con ersusv Junio-Julio 2005

Fecha: Jueves 16 de junioHora: 12:00 a 14:00 p.m.

Lugar: Sala Azul, de la Dirección de Educación Continua del Instituto Politécnico Nacional

Ponente: Doctor Héctor M Zepeda, coordinador del Laboratorio de Medicina de la Conservación, Escuela Superior de Medicina del Instituto Politécnico Nacional.

En 1999, un extraño y nuevo enemigo emergiódel mundo submicroscópico y se introdujo cualespía en los Estados Unidos. Más tarde seidentificó al virus del Nilo occidental (VON), elcual infectó a humanos, aves, mosquitos, entreotros animales. México y algunos paíseslatinoamericanos están en riesgo potencial depresentar en algún momento brotes del VON.Investigadores politécnicos aíslan el virus yavanzan en el desarrollo de una vacuna para lapoblación nacional.

Para accesar vía internet consultar:www.virtual.ipn.mxwww.decont.ipn.mx

Informes:Subdirección de Divulgación Teléfono:57296000 ext.64827

Correo electrónico:[email protected]

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La institución organizadora es la Academia de Ingeniería, for-mada por los ingenieros más destacados del país de los ámbitosacadémico, científico y productivo, con vocación de coadyuvaral desarrollo equitativo, creciente y sostenible de México, instan-cia civil que convoca a académicos, a investigadores, aempresarios, a funcionarios y a especialistas interesados en eltema.

Previo a este evento, los interesados podrán presentar po-nencias libres y, en caso de que éstas sean aprobadas, seexhibirán en el Coloquio de Especialidades del II CongresoNacional de la Academia de Ingeniería, donde las Comisionesde Especialidad clasificarán y sintetizarán el material recibidopara agrupar las propuestas y formular hasta un máximo de cin-co ponencias maestras por cada comisión, para exponerlasdurante el II Congreso Nacional. El Coloquio tendrá lugar el 18de agosto de las 9:00 a las 18:00 horas, y se realizará en el Palaciode Minería en sesiones simultáneas de Comisiones deEspecialidad. En el Coloquio se presentarán las ponencias libresaprobadas por el Consejo Técnico, así como los documentos dela situación actual y futura de las especialidades previamente re-visados por la comisión especial.

La fecha límite para recepción de las ponencias libres y losdocumentos sobre la situación actual y futura de las especiali-dades será el 9 de junio de 2005.

Cada trabajo explicará los logros de la especialidad, conejemplos relevantes de la presencia de la ingeniería en losgrandes proyectos nacionales, además de que hará un diagnós-

tico de acuerdo con la situación actual del tema que se aborda ypresentará una situación comparativa con respecto a lo similaren otras regiones y aun de otros países.

Por otro lado, las presentaciones abordarán los rasgos de lasociedad a la que aspiramos, y harán recomendacionesfactibles y eficaces, señalando mecanismos, opciones y condi-ciones financieras.

Durante el Congreso se presentarán las siguientes modali-dades: ponencias libres, presentadas en forma individual ocolectiva por los miembros de la Academia de Ingeniería o poringenieros especialistas que aún no sean miembros de laAcademia; documentos sobre la situación actual y futura de ca-da especialidad, escritos por los presidentes y secretarios decada comisión de especialidad; ponencias maestras (con el con-tenido de las ponencias libres que sean presentadas en elColoquio de Especialidades); conferencias magistrales, dic-tadas por personajes distinguidos, nacionales y extranjeros;mesas redondas, con la participación de connotados especia-listas sobre temas específicos que requieran profundizar en suspropuestas; talleres previos al Congreso, y la exhibición decarteles temáticos asociados con el Congreso.

Los temas asociados harán referencia a una o a varias de las21 especialidades de la Academia de Ingeniería: aeronáutica,agronómica, civil, de comunicaciones y electrónica, eléctrica,energética, geofísica, geológica, industrial, de materiales, mecáni-ca, de minas y metalurgia, municipal, naval, nuclear, petrolera,de planeación, química, de sistemas, textil y urbanística.

El II Congreso Nacional de la Academia de Ingeniería —cuyo tema centralserá “La ingeniería en el desarrollo de México”, y donde se expondrán tra-bajos que aporten soluciones a problemas tangibles de nuestro país, comosalud, alimentación, seguridad, vivienda, transporte, combate a la pobreza,

energía, medio ambiente, comunicaciones, investigación y temas asociados a espe-cialidades de ingeniería— se llevará a cabo en el Palacio de Minería de la ciudad deMéxico del 9 al 11 de noviembre de 2005.

José Luis Carrillo Aguado*

*Periodista científico de Conversus

Congreso Nacional de Ingeniería,

vehículo para solución de problemas nacionales

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