Trabajan
profesores investigadores
con hongos y nanotubos de carbono
LA INVESTIGACIÓN SOBRE degradación de contaminantes
ambientales tiene en nuestra Universidad a una de las instituciones
más activas en la obtención de procesos limpios y eficaces
aplicables a la biorremediación de suelos, uno de los elementos
más afectados por las actividades económicas e industriales.
En esa búsqueda, profesores-investigadores del Departamento de
Ciencias Básicas de nuestra Casa de estudios comprobaron por
primera vez que la cepa clasificada como ATCC 34540 del hongo Phanerochaete
chrysosporium es capaz de remover el DDT de los suelos mexicanos, utilizando
al olote de maíz (desecho agrícola) como sustrato de crecimiento
para el microorganismo.
Otro grupo de académicos del mismo departamento inició
estudios para contribuir al desarrollo de nanobaterías de litio,
diseñadas a partir de nanotubos de carbono, con lo que se pretende
que sean más eficientes y económicas. Las baterías
de litio son utilizadas en calculadoras y relojes de cuarzo, entre otros
artículos.
Se trata de un proyecto que muestra cómo la aplicación
de la Nanotecnología —la Ciencia de lo muy pequeño,
del mundo que existe a escala molecular, atómica y subatómica—
es una realidad en nuestra Institución.
El interés radica en que la Nanotecnología tiene el potencial
de generar nuevos desarrollos en una multiplicidad de campos como la
Medicina, la Biología, la Electrónica, la Informática,
los alimentos y en el suministro de energía, entre otros, precisamente
por la posibilidad de hacer las cosas millones y millones de veces más
pequeñas.
Estos dos proyectos de investigación fueron difundidos durante
la “XVI Semana de la Docencia e Investigación Química”
organizada por el Área de Química de la Unidad Azcapotzalco,
del 24 al 28 de noviembre, en el marco de la celebración por
del Día del Químico (primero de diciembre).
Alta efectividad
El hongo Phanerochaete chrysosporium, causante de la pudrición
de la madera y que se aprecia a simple vista ya que es de color blanco,
es un buen candidato para ser utilizado en los procesos de degradación
de contaminantes ambientales, ya que tiene un sistema de enzimas que
ataca a sustratos insolubles y no específicos, lo cual le permite
eliminar sustancias, como el DDT, que posee una composición parecida
a la madera, cuyos componentes principales son la lignina y la celulosa.
Al respecto, la maestra María del Rocío Cruz Colín
informó que, de acuerdo con los estudios de laboratorio, este
hongo tiene una efectividad de 76 por ciento en la remoción del
plaguicida.
Procedimiento experimental
Sobre el procedimiento experimental, explicó que consistió
en tres etapas, en la primera se efectuó el muestreo en un campo
de cultivo de trigo, en suelo aledaño a pistas de avionetas fumigadoras
y en un terreno testigo (en el que no había probabilidad de localizar
elementos contaminantes). El sitio de estudio fue el Valle Agrícola
del Yaquí, en Sonora.
En la segunda etapa se determinaron las características físico-químicas
de los suelos —aspecto importante para lograr la degradación—
como son la humedad, el pH, la textura y su capacidad de intercambio
catiónico que, junto con la cantidad de materia orgánica,
son los factores que determinan la adsorción de los campos contaminados.
En la tercera etapa se contaminaron los tres tipos de suelo con DDT
y se agregó el olote molido, el cual previamente se esterilizó.
Se le añadió una suspensión de esporas maduras
del hongo y se incubó la mezcla a temperaturas entre 25 y 39
grados centígrados durante 60 días. Después de
este tiempo se extrajo el DDT con hexano (solvente orgánico)
y se determinó su concentración en los suelos por la técnica
de cromatografía de gases.
Textura y cantidad
Los investigadores concluyeron que no es recomendable utilizar la temperatura
de 39 grados, que es la reportada como óptima para el hongo en
cultivo líquido, ya que el DDT presentó evaporación
en los tres suelos. Añadió que a 25 grados, el campo cultivado
tuvo el mayor grado de remoción, 76 por ciento, lo que está
relacionado con las características de textura y de cantidad
de materia orgánica; el terreno cercano a las pistas de avionetas
obtuvo un porcentaje menor y en el testigo, el DDT se evaporó.
La maestra Cruz Colín señaló que estudiaron la
degradación del DDT porque es un plaguicida que ha sido empleado
desde las décadas de los cuarenta y cincuenta en el ámbito
internacional y en 1972 fue prohibido en Estados Unidos y Europa por
ser un compuesto persistente, tóxico y bioacumulable. “Se
sabe que la mayoría de los organismos han sido alcanzados por
el DDT, debido a su amplia utilización y a su factor de bioacumulación
(grado en que se disuelve en el tejido adiposo de los seres vivos)”.
Luego de precisar que aunque está prohibido para el uso agrícola,
se utiliza todavía en el control del mosquito Anopheles, agente
vector de la malaria o paludismo. Informó que este hongo no necesita
un periodo de adaptación hacia el contaminante, como es el caso
de las bacterias, porque su sistema enzimático es extracelular.
Nanotubos
El doctor Salvador Arrellano Peraza, académico del Área
de Física Atómica Molecular Aplicada informó
que los nanotubos de carbono (en un cabello humano caben 10
mil) han mostrado ser buenos conductores o semiconductores eléctricos,
de ahí el interés de la industria electrónica
y automotriz por utilizarlos.
Resaltó que estos nanotubos han sido sometidos a apruebas,
por medio de las cuales se ha establecido que pueden tener una
dureza 100 veces mayor a la del mejor acero. “Propiedad
que debe explotarse para el diseño de chalecos blindados”.
Indicó que con el apoyo del doctor Jaime Ortiz, del Laboratorio
de Física Avanzada de la Escuela Superior de Físico-Matemáticas
del Instituto Politécnico Nacional (IPN), se logró
en la UAM la síntesis y caracterización (elaboración)
de nanotubos de carbono a partir de la técnica de arco
eléctrico, por lo que ahora es posible someterlos a pruebas
para estudiar sus propiedades eléctricas y magnéticas,
entre otras, y eventualmente su aplicación en nanobaterías,
nanotransistores o nanosensores.
Agregó que también inició el estudio del
efecto catalítico del litio —mediante simulación
computacional— para lograr que con su incorporación
a los nanotubos, se obtenga una mayor absorción y almacenamiento
del hidrógeno, ya que actualmente una de las formas de
depósito es en contenedores de gruesas paredes metálicas,
las cuales son muy costosas y pesadas, lo que impide su movilidad.
Aclaró que es prometedora la utilización del hidrógeno,
ya que podría sustituir la quema de combustibles fósiles,
por ejemplo, para el sector transporte. “Con esta medida,
México destinaría el petróleo para la fabricación
de productos finales que tengan mayor valor agregado”.
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La
enseñanza de la Química
LA ENSEÑANZA DE la Química en el plano internacional
manifiesta una fragmentación en cuanto a contenidos y una escasa
participación del alumno en la construcción y reestructuración
de sus propios conocimientos y habilidades. Además, los estudiantes
de los troncos generales de asignaturas perciben la materia como un
incómodo requisito en su formación académica.
Esto quedó de manifiesto durante la “XVI Semana de la Docencia
e Investigación Química”, realizada en la Unidad
Azcapotzalco de esta Universidad. El encuentro fue inaugurado por el
maestro Víctor Sosa Godínez, rector de la Unidad, y en
él se dieron cita profesores de nuestro país y del extranjero,
quienes hablaron sobre la problemática de la enseñanza
de la disciplina.
La maestra Isabel Raygoza Maceda, profesora-investigadora del Área
de Química y miembro del comité organizador de esta semana
académica, indicó que en la Unidad ya se aplican medidas
para disminuir la deserción y reprobación en el tronco
general de las ingenierías, básicamente para apoyar las
unidades de enseñanza-aprendizaje relacionadas con la Química.
Traba en el camino
En entrevista, la maestra Raygoza Maceda subrayó que en el tronco
general se imparten los fundamentos de la Química a estudiantes
de las 10 licenciaturas en Ingeniería de la División de
Ciencias Básicas e Ingeniería. Explicó que representa
un serio problema el hecho de que los alumnos piensen que la asignatura
no les servirá para el desarrollo de sus licenciaturas. “Algunos
estudiantes consideran incluso que constituye una traba en su camino
y que les quita el tiempo, por lo que los conocimientos los aprenden
sólo para pasar los exámenes”.
Estimó que este problema ha sido atendido por los maestros que
imparten las materias respectivas, por medio de ejemplos en los que
muestran la relación de la vida cotidiana y esta Ciencia, o bien
ilustran su aplicación en los siguientes cursos o en la trayectoria
profesional de los alumnos.
Informó que en la Unidad existe un grupo de enseñanza
de la Química —en funciones desde hace tres años—
integrado por 12 profesores, quienes participan en la reestructuración
de los contenidos del tronco general en la nueva versión y en
preparar herramientas de apoyo para la enseñanza. Por ejemplo,
han realizado dos manuales de laboratorio para las unidades de enseñanza
aprendizaje de Reacciones y enlaces químicos y Estructura de
los materiales. Además publicaron un Problemario para que los
alumnos resuelvan diversos ejercicios.
Estilos de aprendizaje
La bióloga Soledad Chino Vargas —académica del Área
de Modelos Físicoquímicos de la Facultad de Estudios Superiores
Iztacala de la UNAM— sostuvo que entre los factores determinantes
en el desempeño de los estudiantes de las llamadas ciencias “duras”
deben considerarse los estilos de enseñanza de los profesores,
la percepción que tienen acerca de su práctica y de los
alumnos sobre las asignaturas consideradas difíciles, el entorno
social en el que desarrollan su actividad académica, así
como su idea sobre el fracaso.
Durante la conferencia “Dificultades en la enseñanza de
la Ciencia” afirmó que un mayor conocimiento “de
los sujetos educativos” conduciría a mejorar, tanto la
planeación de una enseñanza más efectiva como a
inducir un aprendizaje de mayor calidad, pues alumnos y maestros estarían
en condiciones de construir personal o colectivamente estrategias de
enseñanza-aprendizaje alternativas a las que actualmente se utilizan.
Señaló que a partir de un estudio realizado con los alumnos
del Módulo de Modelos Físicoquímicos en la FES
Iztacala —en el cual se presentan altos índices de reprobación—
un equipo multidisciplinario de profesores, entre los cuales figuraron
dos físicos, tres psicólgos y una química farmacéutica
bióloga, encontraron que aquella enseñanza que, además
de las demandas cognitivas del contenido del programa de estudio y el
conocimiento previo del alumno, tome en cuenta los estilos de aprendizaje
(sintético, imaginativo, práctico o analítico)
tendrá mayor posibilidad de éxito. / Rosario Valdez Camargo,
Teresa Cedillo Nolasco
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