Vol. 23, núm. 4 julio-agosto 2022

Las tendencias, perspectivas, áreas y colores de la biotecnología

Raúl Acosta Murillo y Juan Carlos Castañon Baltazar Cita

Resumen

El presente artículo habla de la biotecnología como un área creciente en el mundo moderno, y expone sus tendencias y perspectivas, pasadas y futuras. Esto con el objetivo de dar a conocer las nueve ramas de la biotecnología, que está presente desde la producción de más y mejores alimentos, hasta la creación de vacunas y fármacos. Lo anterior ha mejorado la salud de la población en general, e influye en su día a día, lo que en conjunto contribuye a moldear nuestro futuro.
Palabras clave: Biotecnología, medicina, alimentos, modificación genética, ciencia.

The Trends, Perspectives, Areas and Colors of the Biotecnology

Abstract

This article defines biotechnology as a growing area in the modern world, as well as exposing its past and future trends and perspectives. This, with the aim of making known the different nine branches of biotechnology, which is present from the production of more and better food to the creation of vaccines and drugs. This has improved the health of general population and has had an influence in their day-to-day life, which together contribute to shape our future.
Keywords: Biotechnology, medicine, food, genetic modification, science.

Introducción

En junio de 2003 se llevó a cabo, en Arlington, Virginia, una conferencia sobre biotecnología. La doctora Rita Colwell, directora de la National Science Foundation, dijo: “Si pudiésemos agitar una bandera de la biotecnología, dirían algunos, tendría tres colores: rojo para aplicaciones médicas, verde para agriculturales y blanco para industriales. De hecho, esta bandera podría presentar más colores a través del tiempo ya que la biotecnología ambiental y marina, y otras aplicaciones añaden sus tiras” (ver figura 1).

Tipos de biotecnología según su color

Figura 1. Tipos de biotecnología según su color.
Créditos: Unsplash.

El relevo generacional será quien goce de las bondades de la biotecnología, pero será a su vez el encargado de llevarla a nuevos horizontes. En este documento se presentan nueve ramas de la biotecnología aplicada, mismas a las que se les ha asociado un color para una comprensión más sencilla.

La distribución y clasificación no es estática, ya que varía dependiendo del autor. Desde la metáfora de la doctora Colwell en 2003, se han hecho distintas clasificaciones. En 2005, en el 12° Congreso de Biotecnología Europea, ya se mencionaban cuatro colores: blanco, rojo, verde y azul (DaSilva, 2004). De manera más reciente, Kafarski (2012) propuso una clasificación con siete colores: verde, rojo, blanco, violeta, amarillo, azul y café. A continuación, se presentarán los distintos colores y a qué áreas de aplicación se han relacionado. Se tomaron en cuenta nueve, ya que ésta es la concepción más común de las áreas por distintos autores (Barcelos et al., 2018) (Kafarski, 2012), además de que facilita su estudio.

Blanca

Los productos y procesos industriales que se usan actualmente son, en el mejor de los casos, poco eficientes o generan alta la contaminación. La biotecnología blanca o industrial se enfoca al desarrollo de procesos y productos biotecnológicos de calidad, económicos y sustentables, a través de enzimas, microorganismos y plantas (cals; 2021; Biotechnology Innovation Organization [bio], 2021).

Un ejemplo del potencial de esta rama está encarnado en el coloso español Repsol. Empresa energética que cuenta con su propio equipo de investigación, el Repsol Technology Lab. Cerca de 230 expertos con más de 64 millones de euros detrás buscan, entre otros campos, el desarrollo de bioenergías, para así reducir el daño causado por las fuentes energéticas de hoy día.

Gris

La biorremediación, parte de la biotecnología gris, se define como el uso de organismos vivos para capturar, remover y degradar, con el objetivo de detoxificar el medio ambiente. Áreas como el cometabolismo, el cual se describe como la transformación de un compuesto (pudiendo ser hidrocarburos) necesitando otros sustratos para degradarse (García, 2008); La cinética de biotransformación, mostrando como un compuesto químico dañino puede ser degradado por un microorganismo (Universidad de Granada, 2022). El biotratamiento permitiendo la transformación de distintos químicos en elementos y materiales inocuos para la salud (Dinámica ambiental, 2022) y; la modelación biogeoquímica que indica cómo el medio natural reacciona ante elementos químicos (Sánchez, 2020) son áreas que están siendo investigadas actualmente con el objetivo de lograr solucionar problemas ambientales.

Recolección de muestras

Figura 2. Recolección de muestras (Vidal et al., 2022)

Un estudio publicado en la revista npj Biofilms and Microbiomes encontró la presencia de cepas de bacterias capaces de degradar hidrocarburos en los depósitos de combustibles de autos (Vidal et al., 2022). Sin duda, de poder hacer uso de éstos, o versiones genéticamente mejoradas, podríamos utilizarlos para limpiar derrames de petróleo se reduciría el nivel de polución causada por los combustibles fósiles.

Sin embargo, su liberación podría representar un riesgo a la bioseguridad, a partir de mecanismos como la transferencia horizontal de genes (transferencia de material genética de una especie a otra, sin ser descendiente de la primera). Ello conlleva a la transformación indeseada de organismos o incluso la pérdida de la variedad genética en el ambiente.

Violeta

La bioseguridad, o biotecnología violeta, se puede describir como los mecanismos y protocolos para establecer y mantener seguridad sobre distintos elementos peligrosos. Microorganismos, patógenos, toxinas y recursos relevantes de un laboratorio tienen que ser protegidos y regulados; debe de existir contabilidad de material y reactivos, para prevenir cualquier acceso no autorizado, pérdida o liberación (Kumar, 2015).

Existen debates, conferencias y consejos de bioseguridad con el objetivo de evitar problemas. Uno de ellos, por ejemplo, sería el bioterrorismo, que busca usar organismos infecciosos, toxinas, virus, hongos o agentes biológicas para atacar a las personas, animales o plantas (Poste, 2002). Podría sonar aburrido pasar el día aprobando leyes y normativas, pero es una de las áreas más nobles de la biotecnología. No implica sólo prevenir cualquier uso negativo de dicho conocimiento, también consiste en regular patentes y registros de propiedad intelectual.

Azul

En 2020 tuvo lugar, en Bogotá, la Conversación en el marco de la Semana de la Biotecnología azul. En ella, Vaneza Paola Lorett Velásquez definió a la biotecnología azul, o marina, como “las aplicaciones de la biotecnología cuya fuente es la amplia biodiversidad de organismos marinos y sus derivados, empleando métodos moleculares y biológicos” (Banrepcultural, 2021; ver video 1).



Video 1. Conferencia “¿Qué es la biotecnología azul? ¿Para qué sirve?” de la especialista Vaneza Paola Lorett Velásquez (Banrepcultural, 2021).


El lecho marino es un espacio prístino, lleno de oportunidades que pocos se atreven a explotar. Una biofarmacéutica que sí lo hace es PharmaMar, nacida en 1986. Como su nombre deja en evidencia, toman inspiración de organismos marinos para el desarrollo de fármacos. Cuentan ya con 3 medicinas aprobadas para el tratamiento del cáncer: Trabectedina (Yondelis ®), Lurbinectedina (Zepzelca ®) y Plitidepsina (Aplidin ®). Las dos primeras cuentan con aprobación de la FDA mientras que la tercera tiene aprobación de la STA para su venta en Australia, Nueva Zelanda y varios países del sudeste asiático.

No obstante, son varios los desafíos por superar: accesibilidad (física y legal), sustentabilidad, entendimiento de especies marinas, métodos moleculares aplicables a ellas, infraestructura integrada, e iniciativas políticas que incentiven el desarrollo económico de la biotecnología marina por la industria (Allen y Jaspars, 2009). Aún con ello, es inspirador pensar que las respuestas a cualquier problema se podrían encontrar en el fondo de nuestros océanos.

Verde

La biotecnología agrícola o verde tiene tres principales objetivos. El primero es aumentar la resistencia de los cultivos a diferentes condiciones, disminuyendo así la cantidad de alimento que se pierde. El segundo es incrementar los contenidos nutricionales de los cultivos, para aumentar su calidad. El último es hacer que crezcan más rápido. Éstos tres objetivos buscan satisfacer las necesidades y falta de alimentos (Rivera, 2006).

Los retos para la biotecnología agrícola son muchos. Desde facilitar procesos de experimentación y aprobación para salir al mercado, hasta concebir más facilidades para el desarrollo de nuevos alimentos genéticamente modificados. Por si fuera poco, el miedo o fobia social hacia los organismos genéticamente modificados también tiene un impacto en su progreso (Altman, 1999; Kossman, 2012). Muchos países consideran la biotecnología agrícola como solución a algunos de sus problemas. Estados Unidos, por ejemplo, se halla cultivando grandes cantidades de algodón genéticamente modificado (ChileBio, 2021). Este no solo será usado para textiles, sino que sus semillas son comestibles. Ello ya que poseen bajas cantidades de gosipol, químico tóxico si se consume (Figura 3).

Semillas de algodón

Figura 3. Semillas de algodón con gosipol (izquierda) y semilla de algodón modificado con poco gosipol (derecha).
https://cutt.ly/vKQ9QqP

Amarilla

La biotecnología amarilla puede definirse como el uso de organismos vivos, o partes de ellos, para producir comida o productos alimenticios, desarrollar procesos y proveer servicios (Falk et al., 2002). Un ejemplo sería el proceso necesario para obtener queso (ver video 2).



Video 2. ¿Por qué el queso parmesano es tan caro? Y otros datos curiosos sobre el queso. (GENIAL, 2019).


La primera vez en que la palabra biotecnología fue usada puede ser rastreada con un par de búsquedas bibliográficas; en cambio, datar el origen de la biotecnología amarilla no es tarea fácil. Los humanos siempre han necesitado aumentar sus fuentes alimenticias.

Año con año crece la demanda alimenticia y junto a ella las barreras que suponen satisfacer dicha demanda. Los factores, tanto bióticos como abióticos, que retrasan el avance pueden ser minimizados gracias a esta rama de la biotecnología. Por ejemplo, la primera hamburguesa hecha con carne in vitro fue cocinada y degustada en una conferencia de noticias en Londres en el año 2013. Los críticos culinarios que tuvieron la fortuna de degustarla afirmaron que sabía exactamente igual que cualquier otra hamburguesa. Seca, pero completamente disfrutable.

Dorada

Comprende a la bioinformática y a la nanobiotecnología. Se entiende a la bioinformática como el uso de la informática para procesar grandes cúmulos de información, de forma rápida y entendible. La nanobiotecnología, por otro lado, se encarga de organismos pequeños, en escala nanométrica (10-9), y materiales usados para la industria (Steiner, 2020). Puede resultar fantasiosa la idea de que dos áreas que, a primera vista, pertenecen a mundos distintos puedan dar origen a toda una rama de la biotecnología. Pero no es así.

La información que se obtiene de organismos vivos es abrumadora. La secuencia de nucleótidos de una persona puede ocupar hasta 300 terabytes. Doblar una pequeña proteína le tomaría seis meses a una computadora de 1 petaflop (1000 billones de operaciones matemáticas por segundo) (Butte, 2001). Afortunadamente ha habido avances en el campo. La computadora más poderosa conocida, la supercomputadora Fugaku, cuenta con una capacidad de 442,010 teraflops (442,010 billones de operaciones matemáticas por segundos). Hace 20 años la computadora más poderosa tan sólo poseía 12 teraflops de capacidad.



Video 3. Bioinformática para la genómica y proteómica, explicado por Juan Carlos Oliveros (CNB–CSIC, 2017).


Roja

Padecer de una enfermedad causada por bacterias, virus, hongos o toxinas en el siglo xv, cuando se tenía una esperanza de vida de 30 años, era una sentencia de muerte (@Alvy, 2007). El desarrollo de la ciencia, específicamente el de la biotecnología médica o roja, ha logrado que la esperanza de vida aumente hasta a más de 70 años hoy (onu, 2019). Esta área se describe como la rama de la medicina que usa células con el objetivo de investigar, producir y diagnosticar, y que está enfocada en la salud humana.

El futuro de la biotecnología médica es muy prometedor. Con los avances de la ingeniería genética, terapia génica y biología sintética se podrán desarrollar mejores diagnósticos moleculares y tratamientos de enfermedades congénitas (Evora, 2018). Uno de los avances más notables es la capacidad de producir insulina en biorreactores. Antes, se extraía del riñón de cerdos, con lo cual se sacrificaban muchísimos de estos animales para la obtención del agente. Además, gracias a la ingeniería genética se han logrado producir vacunas, factores de coagulación y antibióticos, de manera rápida y eficiente (Biolyse, 2021).

Café

Tomando como base las plantas genéticamente modificadas, la biotecnología café se encarga de la investigación en plantas resistentes a sequías (Steiner, 2020). Hoy en día, esta área ha dado un vistazo a cómo se verán los métodos para aminorar los estragos del calentamiento global.

Uno de los sujetos de estudio prometedores de esta área son las plantas “de resurrección”, por ejemplo, la Rosa de Jaricó (ver video 4). Ellas cuentan con un mecanismo curioso: aparentan estar secas la mayor parte del tiempo, pero “reviven” en cuanto reciben un poco de agua en muy poco tiempo. Un equipo de investigadores de la Universidad de Cape Town se ha encargado de estudiar dicho mecanismo, buscando replicarlo en otro tipo de cultivos (Farrant, 2000).



Video 4. Life cycle, Rose of Jericho resurrection plant time lapse (Neil Bromhall, 2013).


Conclusión

Se mencionaron las nueve áreas de la biotecnología: blanca (industrial), gris (ambiental), violeta (bioseguridad), azul (marina), verde (agrícola), amarilla (alimentos), dorada (bioinformática), roja (médica) y café (suelo). La biotecnología roja, por ejemplo, ha sido capaz de aumentar el promedio de vida a nivel global, así como desarrollar métodos alternos para la producción de fármacos. Por otro lado, la biotecnología dorada brinda formas sencillas y eficaces de manejar la enorme cantidad de datos con los que se cuentan de distintos organismos.

Todas y cada una de esas áreas se enfrentan a diversos retos, y es gracias al deseo de superarlos que en los últimos años su visibilidad ha ido en aumento. No hay un área más importante que otra, y el hecho de interesarse más por una no implica cerrarse sólo a ella. Aunque la biotecnología pareciera la clave para resolver todos los problemas mundiales, todavía se requiere una gran cantidad de científicos jóvenes y motivados que desarrollen estas áreas, para generar empresas y grandes investigaciones de por medio.

Referencias



Recepción: 18/08/2021. Aprobación: 17/05/2022.

Vol. 23, núm. 4 julio-agosto 2022

Pinzas y trampas ópticas: el fenómeno del atrapamiento óptico

Edgar Tonatiuh Santiago Lobato, Héctor Hugo Cerecedo Núñez y Patricia Padilla Sosa Cita

Resumen

La presión de radiación consiste en el intercambio de energía de la luz al interactuar con la materia. Si bien esto produce una fuerza sumamente débil, a escalas muy pequeñas aún se nota. Las pinzas y trampas ópticas usan este principio para poder llevar a cabo el fenómeno conocido como atrapamiento óptico y así manipular partículas. Una pinza óptica no es lo mismo que una trampa óptica, se diferencian en que las pinzas se pueden mover con el objeto y las trampas sólo lo capturan, por lo que tienen diferentes aplicaciones en la investigación científica; en este artículo conoceremos acerca de estos instrumentos.
Palabras clave: pinzas ópticas, trampas ópticas, atrapamiento óptico, presión de radiación, óptica aplicada.

Optical Tweezers and Optical Traps: The Optical Entrapment Phenomenon

Abstract

Radiation pressure consists of the exchange of light energy when interacting with matter. Although this produces an extremely weak force, at very small scales it is still noticeable. Optical tweezers and traps use this principle to carry out the phenomenon known as optical entrapment, and thus manipulate particles. Optical tweezers are not the same as optical traps, they differ in that the tweezers can move with the object and the traps only capture it; therefor, they have different applications in scientific research; in this article we will learn about these instruments.
Keywords: optical tweezers, optical traps, optical entrapment, radiation pressure, applied optics.

Introducción

Actualmente tal vez sea demasiado tarde para aventurarse a explorar nuestro mundo, pero también demasiado temprano para explorar otros mundos. Sin embargo, con los conocimientos científicos existentes se ha podido experimentar y manipular los componentes más fundamentales del universo, llevándolos a límites nunca imaginados.

La tecnología actual nos ha permitido estudiar y controlar propiedades sumamente interesantes de la luz; por ejemplo, podemos manipular su trayectoria, usarla como medio de trasporte de información e incluso se ha logrado la fusión termonuclear. Entre otras aplicaciones, la luz se ha podido usar para manipular la materia a escalas diminutas. Esto se puede llevar a cabo mediante las trampas y pinzas ópticas, pero ¿cómo esto es posible?, ¿cuál es la diferencia entre ellas?, ¿es una mejor que la otra?

La presión de radiación

La luz es algo que se ha venido estudiando desde hace siglos. Existió cierta discusión en cuanto a si está formada por partículas o si es una onda. Grandes científicos defendieron ambas posturas, pero si había algo en lo que coincidían era en que la luz trasmitía energía. En la actualidad se sabe que la luz tiene las siguientes propiedades: presenta un comportamiento dual de onda y partícula, transmite energía y está formada por fotones (partículas o paquetes minúsculos de luz).

Los fotones son un caso muy interesante, pues carecen de masa, ya que son pura energía; sin embargo, sí cuentan con momento P, que es una cantidad física que indica la cantidad de movimiento de un objeto. Mientras más momento tenga un objeto, más difícil será detenerlo. El que los fotones cuenten con momento parece imposible si lo vemos desde el punto de vista de la mecánica clásica, a velocidades cotidianas, pues es bien conocido que el momento lineal o cantidad de movimiento de un objeto, se calcula con el producto de la masa con la velocidad (P = mv) (Serway, Jewett y Cervantes, 2015). Pero a velocidades muy altas, cercanas a la velocidad de la luz c (aproximadamente igual a 300 mil kilómetros por segundo), es necesario usar la teoría de la relatividad especial. Bajo esta teoría, el momento lineal obtiene un término relacionado a la energía del objeto y su ecuación se presenta de la siguiente manera:

P2 = R2 / C2 m2 c2

Considerando que los fotones no cuentan con masa (Ford, Fredman y Young, 2018), el momento para una partícula de luz se representa por P = E / c, donde E es la energía del fotón y c la velocidad de la luz. Como se mencionó, la velocidad de la luz es aproximadamente 300 mil kilómetros por segundo, lo cual provoca que el momento de los fotones sea muy pequeño.

Así, cuando la luz interactúa con la materia, existe un intercambio de momento lineal, porque se refleja en el objeto en cuestión; entonces se experimenta una fuerza que podría desplazar el objeto en la dirección opuesta a la del impulso que recibe el haz; es simplemente la tercera ley de Newton, que indica que a toda acción le corresponde una reacción, y sucede cuando los fotones chocan y rebotan en alguna superficie. A este efecto de intercambio de momento por parte de la luz se le conoce como presión de radiación. Debido a la diminuta magnitud del momento, la presión de radiación también lo será. Un ejemplo de esto, a tamaño macroscópico, son las velas solares en el espacio exterior, que consisten en gigantescas superficies super ligeras, capaces de reflejar la mayor parte de la luz del sol y así moverse en el espacio (Cubillos, 2014). A tamaños extremadamente pequeños resulta que la presión de radiación es capaz de manipular los objetos, a través de lo que se conoce como el atrapamiento óptico.

El atrapamiento óptico

Para comprender el atrapamiento óptico primero hay que entender dos conceptos: la fuerza de esparcimiento y la fuerza gradiente. La primera hace referencia a la fuerza que actúa en la dirección de propagación de la luz y su magnitud es proporcional a la intensidad del haz incidente. La fuerza gradiente se presenta en la dirección de mayor intensidad de la luz, por lo que su magnitud es proporcional al gradiente de la intensidad, es decir, es proporcional a los cambios de la intensidad de la luz, correspondientes a la sección transversal del haz láser (Ritort, 2018; ver figura 1). Un solo láser no puede realizar el atrapamiento óptico porque la fuerza neta es muy débil y esparce las partículas a capturar. Para mejorar esto, se necesita focalizar un haz, así que se suele colocar un objetivo de microscopio, ya que mediante este sistema se consigue tener una serie de lentes capaces de generar el efecto deseado. Cabe destacar que el sistema debe poseer una apertura numérica1 útil para el trabajo. Así, el espécimen a mover debe colocarse a una distancia de separación de la lente, alrededor de la distancia focal.2 El evento no termina ahí, el espécimen a mover con la fuerza de la luz necesita poseer un índice de refracción3 adecuado, este debe ser mayor al del medio en el que se encuentran.

Fuerzas involucradas en el atrapamiento óptico

Figura 1. Fuerzas involucradas en el atrapamiento óptico. a) Esquema óptico de atrapamiento; se muestra el haz laser enfocado y las regiones donde operan la fuerza de gradiente y la presión de radiación. Todo ello permite atraer y atrapar a cierto tipo de partículas hacia la región de mayor intensidad. b) Esquema de la fuerza de esparcimiento. Crédito: elaboración propia.

La variación de la intensidad de la luz en el foco produce la fuerza gradiente y permite compensar la fuerza de esparcimiento, de tal manera que se logra “agarrar” o atrapar a las partículas con luz (ver figura 2a). Sin embargo, la fuerza de gradiente puede ser muy débil y ahí es donde juega un papel importante el índice de refracción; ya que este nos indica qué tanto se puede desviar (refractar) la luz en diferentes medios; por lo cual, si el índice de refracción del espécimen es mayor al del medio donde se encuentra la luz que pasa por él, la luz se desviará más y eso aumentará la fuerza de esparcimiento (ver figura 1b).

Un objeto atrapado exitosamente

Figura 2. Un objeto atrapado exitosamente. a) Concepto de la trampa óptica. Esquema óptico de atrapamiento óptico de micropartículas. En este concepto, tanto el haz como la partícula se encuentran confinadas en una región del espacio. b) Concepto de la pinza óptica. Esquema óptico del movimiento de las micropartículas al mover el láser que las mantiene atrapadas. En el concepto de pinza óptica, al mover el haz láser, se mueve también la micropartícula. Crédito: elaboración propia.

Trampas y pinzas ópticas

En los años 70, Arthur Ashkin, en los Bell Labs (New Jersey), demostró experimentalmente la posibilidad de atrapar ópticamente partículas dieléctricas en aire o agua mediante los principios ya mencionados (Chu, 2020). Desde entonces, científicos de todo el mundo han contribuido al desarrollo de aparatos y técnicas con las cuales lograrlo. El resultado son las actuales pinzas y trampas ópticas, que aunque se sustentan en el mismo principio y en muchas ocasiones se usan como sinónimos, tienen sutiles diferencias.

Trampas ópticas

Las trampas ópticas se crearon primero, incluso en los primeros experimentos realizados por Arthur Ashkin —ganador de parte del premio Nobel de Física, 2018, precisamente por sus estudios en este campo— él ya las usaba (Ashkin, 2006). Los elementos esenciales para las trampas ópticas son: un láser de captura, un sistema para dirigir y expandir el láser, un objetivo de microscopio, una cámara digital y algunos medios para contener micropartículas (ver figuras 3 y 2a). Las trampas ópticas se construyen con mayor frecuencia modificando un microscopio invertido (ver figura 3), para que en él se pueda introducir un haz láser en la trayectoria óptica, por abajo del objetivo de microscopio. Aunque este es la manera más común de hacerlas, puede haber modificaciones dependiendo de lo que se espere estudiar con ellas (Neuman y Block, 2004).

Esquema de una trampa óptica

Figura 3. Esquema de una trampa óptica.
Crédito: adaptado al español de Ququ, 2007.

En el concepto de trampa óptica, el sistema óptico que se elabora es fijo, el haz con el que se atrapan las micropartículas esta fijo, no se mueve; ahí, las partículas propiamente caen o son llevadas a esa “trampa de luz” (ver figura 2a). En muchos aspectos, esta configuración es muy útil, pues se pueden estudiar especímenes confinados en una región determinada.

Pinzas ópticas

Si lo que se busca es manipular o mover a una partícula, más que sólo confinarla en una región determinada, entonces, se recurre a las pinzas ópticas. Para esto se necesitan piezas adicionales como un control dinámico de la posición y dirección del láser. Con esto es posible transportar la partícula atrapada, de un punto a otro, lo cual es la diferencia sutil con una trampa óptica: la capacidad de mover un objeto en el espacio. El principio de operación de la pinza óptica se explica gráficamente en la figura 2b, lo cual se puede comparar con el principio de operación de una trampa óptica. Como ejemplo animado para comprender la diferencia de operación entre una trampa y una pinza óptica, se presenta el video 1.



Video 1. En los primeros segundos, se muestran los elementos básicos (láser, lente y micropartícula), para lograr el atrapamiento de una micropartícula. Se observa como al acercar una partícula hacia el haz enfocado, ésta queda atrapada por unos instantes (la trampa óptica). Inmediatamente después se mueve el sistema (laser-lente) por el espacio, y con ello nos encontramos con el concepto de pinza óptica; lo cual implica el movimiento de la micropartícula, en una región del espacio. Al final del video se detiene el movimiento del sistema, con lo cual regresamos al concepto de trampa óptica; y finalmente “apagamos el láser”; con lo cual vemos que la trampa óptica deja de operar y la micropartícula cae por gravedad (Lab. de Óptica Aplicada, Facultad de Física, uv, 2021).

Análisis de diferencias

A primera vista las pinzas ópticas parecen ser la mejor de las trampas ópticas, debido a su capacidad para moverse con lo atrapado. Pero en el campo de batalla de la investigación científica, se suelen usar ambas. Como un ejemplo real, logrado en laboratorio, sobre una aplicación simultánea de una trampa y una pinza, se presenta el video 2.



Video 2. Experimento en en laboratorio de atrapamiento óptico y pinzas ópticas. Al inicio se muestran a seis micropartículas de sílice (oxido de silicio) previamente atrapadas, empleando simultáneamente seis trampas individuales, bajo una configuración pentagonal, y con una de ellas en el centro. Alrededor de esa configuración se observan otras micropartículas que no se encuentran atrapadas, incluso se observa una de ellas muy cerca de la configuración. Después de ese inicio, en segundos posteriores, el conjunto de trampas se mueve simultáneamente en el espacio, incluso lo alejamos de aquella micropartícula no atrapada, con lo cual ahora nos encontramos con el concepto de pinza óptica, ya que estamos moviendo espacialmente a las seis micropartículas. Casi al final de esta breve demostración, se detiene el movimiento de traslación del conjunto de micropartículas, con lo cual dejamos el concepto de pinza óptica y volvemos al concepto de trampa óptica, en el cual, las micropartículas estas “ancladas” de nuevo en el espacio.


Las trampas ópticas permiten retener tanto a partículas inorgánicas (por ejemplo, microesferas de sílice), como a partículas orgánicas (por ejemplo, células y bacterias). En 1994 se logró demostrar que se podían atrapar nanopartículas metálicas con un láser especial. Pero también son útiles en situaciones en las que se busque el atrapamiento de átomos, esto porque con la pura presión de radiación ya es suficiente para desplazarlos. En este último caso, el experimento consistió en detectar átomos de Cesio-133, usando una trampa óptica para mantenerlos en una zona de enfriamiento (hasta congelarlos); después se hacían levitar con luz, para llevarlos a otra zona, donde al descongelarse obtenían más energía y así se podían estudiar el cambio en sus estados (López, et al., 2001). También se han construido trampas ópticas mediante técnicas de holografía computarizada, logrando actuar como un conjunto de trampas tridimensionales para objetos pequeños. Esto es muy útil para modelar la cristalización de partículas coloidales y, en general, para modificar las transiciones de fase y la dinámica de dichas dispersiones (Grier y Roichman, 2006).

En cambio, las pinzas ópticas han brillado en el campo de la biofísica. La manipulación de micromoléculas individuales con pinzas ópticas permite estudiar sus propiedades físicas y químicas, así como la función biológica en células. Se ha logrado manipular un motor molecular, y hasta desdoblar una cadena de adn (Ritort, 2018). Experimentos como los mencionados requieren de una extrema precisión. Solo la luz aplicada como herramienta para manipular objetos es capaz de realizar tal hazaña.

No se puede decir que un mecanismo es mejor que otro, que sea emplee una trampa o una pinza dependerá de la aplicación o estudio. El desarrollo de ambos conceptos ha logrado llevarnos a manipular moléculas, medir fuerzas y distancias en la escala nanométrica, entre muchas otras aplicaciones microscópicas. Aumentar la precisión que se tiene, al estudiar lo más fundamental de la naturaleza, nos permite ampliar nuestro conocimiento.

Referencias

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Recepción: 24/08/2021. Aprobación: 17/05/2022.

Vol. 23, núm. 4 julio-agosto 2022

¿Qué podemos hacer para afrontar el cambio climático en la zona costera?

Arely Anahy Paredes Chi, Laura Vidal Hernández, Diana de Yta Castillo, Alfonso Cuevas Jiménez e Isis Coral Hernández Herrera Cita

Resumen

Mucho se ha hablado del cambio climático y las terribles afectaciones que ocasiona, principalmente en las zonas costeras del mundo y de nuestro país. En las costas de Yucatán, nos ha afectado de diversas formas: aumento en la temperatura ambiental; más días calientes a lo largo del año; lluvias más intensas; incremento en períodos de sequía a lo largo del verano, seguidos del riesgo de inundaciones en temporada de lluvias; elevación del nivel del mar, e incremento en la intensidad y frecuencia de ciclones tropicales. En este artículo, con información obtenida a través de encuestas en línea, presentamos cómo los estudiantes de esas zonas costeras perciben el cambio climático y qué hacen para afrontarlo.
Palabras clave: Cambio climático, zona costera, acciones estudiantiles.

What can we do to face climate change in the coastal zone?

Abstract

Much has been said about climate change and the terrible effects that it causes, mainly in the coastal areas of the world and of our country. On the coasts of Yucatán, it has affected us in various ways: increase in environmental temperature; more hot days throughout the year; more intense rains; increase in drought periods throughout the summer, followed by the risk of flooding in the rainy season; rise in sea level, and increase in the intensity and frequency of tropical cyclones. In this article, with information obtained through online surveys, we present how students in these coastal areas perceive climate change and what they do to deal with it.
Keywords: Climate change, coastal zone, student actions.

¿Qué es y cómo nos afecta el cambio climático en la zona costera?

En estos días, seguimos preocupados por la pandemia por la covid-19, sin embargo, otro problema aún más preocupante es el cambio climático (CC) (ver figura 1).

Dimensión del cambio climático

Figura 1. Dimensión del cambio climático comparado con otros problemas.
Crédito: Luis de Jesús García Martínez.

El CC es un fenómeno complejo, esto quiere decir que cuando nos referimos a él no sólo estamos hablando del clima sino también de otros cambios interconectados que nos afectan a los seres humanos y a todos los seres vivos que habitamos el planeta tierra. Además de cambios acelerados en el clima (más frío o más calor) también se refiere a cambios en:

  1. Los ciclos hidrológicos. Sequías más prolongadas o lluvias más intensas que afectan las cosechas y encarece los productos.
  2. El promedio mundial del nivel del mar y, con ello, la desaparición de playas.
  3. La actividad ciclónica. Huracanes más fuertes, más frecuentes o fuera de temporada que afectan la actividad turística y ponen en mayor riesgo a los habitantes de la costa.
  4. La floración de algunas especies vegetales. O sea, la anticipación o el atraso que desacopla la presencia de flores con la de sus polinizadores lo que afecta su reproducción.
  5. La extensión e intensificación de enfermedades transmitidas por vectores. Esto es porque los vectores (como los mosquitos) tienen mejores condiciones y más tiempo para reproducirse. Algunos estudios sugieren que la covid-19 podría haberse originado como consecuencia indirecta del CC. Las zoonosis,1 entre las que se encuentran ébola, la gripe aviar y la covid-19, han aumentado su dispersión entre los humanos debido a los cambios en factores ambientales asociados a la deforestación, el cambio de uso de suelo, el comercio ilegal de la vida silvestre y el cambio climático, siendo este último el que favorece la amplia dispersión de vectores (pnuma, 2019). Para mayor información de este tema, sugerimos leer el este enlace (en inglés).
  6. Los modos de vida humana para adaptarse al CC. Los seres humanos somos los principales causantes del CC al generar gases de efecto invernadero que se acumulan en la atmósfera como: dióxido de carbono, metano, óxidos de nitrógeno, vapor de agua, clorofluorocarbonos y el ozono troposférico (ver video 1).


Video 1. Video Ganador Concurso Cambio Climático, World Wildlife Fund. Elaborado por Thai Khan Ramírez Viga. (Vicente Ferreyra, 2010).


En la región de la Península de Yucatán (PY), ubicada en el Atlántico noroeste, los efectos del CC han sido evidentes: hemos tenido aumento en la temperatura ambiental y más días calientes a lo largo del año; lluvias más intensas; incremento en períodos de sequía a lo largo del verano, seguidos del riesgo de inundaciones en temporada de huracanes; aumento de nivel del mar, e incremento de intensidad y frecuencia de ciclones tropicales (cepal-Universidad de Cantabria. Instituto de Hidráulica Ambiental, 2015; Bárcena et al., 2020). También ha causado pérdidas materiales importantes en la infraestructura de las comunidades y en las ganancias de los sectores agrícola, ganadero, apícola y pesquero (Anthony et al., 2009; Borja-Vega y de la Fuente, 2013; ipcc, 2021). Las proyecciones para 2045 indican una vulnerabilidad constante y alta para la PY (Borja-Vega y de la Fuente, 2013).

Al considerar la ubicación estratégica costera de nuestro centro de trabajo, así como el papel fundamental que se le ha otorgado a la educación formal como área de aprendizaje para adquirir información, conocimientos y habilidades, y para comprender la realidad (Säljö, 1979), decidimos realizar una investigación con estudiantes de sexto grado de primaria que viven y estudian en tres puertos yucatecos: Progreso, Sisal y San Felipe. El objetivo fue conocer sus percepciones sobre el CC y qué hacen para afrontarlo.

En general, descubrimos que aún hay algunos estudiantes que piensan que el CC no existe y tampoco están conscientes de sus efectos y riesgos. Quienes expresaron que el CC sí existe y se preocupan por él no emprenden acciones efectivas para afrontarlo, esto principalmente debido a que no saben qué hacer o consideran que no pueden hacer nada como estudiantes. En este artículo de divulgación compartiremos más detalle de esos resultados y sobre todo presentaremos ideas y recomendaciones sobre qué podemos hacer como estudiantes ante el CC en la zona costera.

Percepciones sobre el cambio climático

Para conocer las percepciones de los y las estudiantes, les pedimos que contestaran una encuesta en línea con preguntas abiertas y cerradas. Debido a la pandemia por covid-19 y las restricciones para salir a trabajo de campo, los instrumentos de investigación fueron digitalizados en la plataforma LimeSurvey. Considerando a las posibles limitantes para contestar cuestionarios en línea, no se determinó una muestra inicial, sino que se decidió convocar a las estudiantes de las 18 escuelas primarias que se encuentran en los tres puertos de estudio, para obtener el mayor número de instrumentos respondidos. En total se obtuvieron 83 cuestionarios contestados por estudiantes.

Primero se les preguntó si creían que existía el cambio climático; la mayoría contestó que sí (98%). Luego se les preguntó si ellos o sus familias estaban actualmente en riesgo por el CC; un poco más de la mitad (57%) indicó que no se encontraban en riesgo. Quienes respondieron que sí explicaron que se debe a que los huracanes e inundaciones ahora son más frecuentes. También expresaron su preocupación por los incendios y las nuevas enfermedades que afectan la salud de los habitantes de la costa (ver figura 2).

Tipos de riesgos percibidos por alumnos

Figura 2. Tipos de riesgos percibidos por alumnos de puertos de Yucatán ante el cambio climático.
Crédito: elaboración propia.

Quienes comentaron que no están en riesgo explicaron que no tienen ningún problema con la situación actual porque tienen viviendas fuertes y no hay riesgos en su localidad. De forma similar, se les preguntó si su futuro o el de su familia está en riesgo; un poco más de la mitad (53%) respondió que sí. Cuando se les pidió explicar por qué consideran esto, destacaron nuevamente que se debe a la presencia de huracanes e inundaciones más frecuentes o fuertes. También les preocupan los incendios; la escasez de recursos (como pulpo, peces o langostas), lo que puede afectar las actividades de las que sus familias se sostienen (como la pesca); y las enfermedades que afecten su salud (varios estudiantes mencionaron sufrir de alergias) (ver figura 3).

Riesgos percibidos por los estudiantes para el futuro de su familia

Figura 3. Riesgos percibidos por los estudiantes para el futuro de su familia debido al cambio climático.
Crédito: elaboración propia.

Luego se les cuestionó si el futuro del puerto donde vivían se encontraba en riesgo; 7 de cada 10 estudiantes respondieron que sí. Quienes dijeron que sí, explicaron algunas razones, entre las que destacan: amenaza de huracanes, inundaciones, incendios y la escasez de trabajo refiriéndose a la disminución de la pesca y escasez de recursos vitales como el agua (ver figura 4). Entre los que dijeron que no ven riesgos a futuro, mencionan que desde su perspectiva no son afectados de ninguna manera y que se sienten acostumbrados al cambio del clima.

Riesgos percibidos por los estudiantes para el futuro de su localidad

Figura 4. Riesgos percibidos por los estudiantes para el futuro de su localidad a consecuencia del cambio climático.
Crédito: elaboración propia.

Acciones ante el cambio climático

Otra pregunta que se les hizo fue si realizan alguna actividad para solucionar los efectos ocasionados por el CC; 7 de cada 10 respondieron que no. Quienes dijeron que sí realizan alguna actividad, mencionaron las siguientes: no contaminar las calles, al no tirar basura o quemarla; separar y recoger la basura; reciclar, y no desperdiciar la luz y el agua. Otros mencionaron que reforestan y ayudan a cuidar el ambiente o que colaboran para reducir el CC, sin especificar cómo lo hacen. Los que no realizan alguna actividad explicaron que este tipo de tareas “son para los adultos”, que “están chicos para hacerlo”; o dijeron: “no entiendo de qué me hablas”, “no me preocupa”, “donde vivo no hay actividades de este tipo”.

Aunque la mayoría de los y las estudiantes no realizan actividades para afrontar o disminuir las consecuencias del CC, dieron ejemplos de actividades que conocen y consideran que podrían ayudar a disminuir sus efectos. Entre las de mayor mención se encuentran: no tirar basura o químicos en calles y ecosistemas como el mar y el manglar, evitar la quema de basura, dejar de consumir “moda rápida”, o cosas que perjudiquen el ambiente, cuidar la luz y el agua, desconectar algunos equipos electrónicos cuando no se usen, acciones relacionadas con las tres Rs (reducir, reciclar y reutilizar) y campañas de concientización para que la gente tome en serio las cuestiones climáticas. Otras propuestas parecían no tener sentido, como hacer papel picado, aunque parecen referirse a reutilizar papel para adornar, como decoración en festividades (ver figura 5).

Formas que los estudiantes conocen para disminuir el cambio climático

Figura 5. Formas que los estudiantes conocen para disminuir los efectos del cambio climático.
Crédito: elaboración propia.

¿Qué podemos hacer como estudiantes para afrontar el cambio climático en la zona costera?

Lo primero que nos gustaría decir es que afrontar y disminuir los efectos del CC es una tarea que necesitamos hacer entre todos y todas, estudiantes, docentes, madres y padres de familia, científicos (as), políticos, tomadores (as) de decisiones, choferes, panaderos, pescadores, etcétera. Todos y todas necesitamos poner nuestro granito de arena para crear un mundo más sostenible.

A continuación, daremos algunas ideas de qué podemos hacer como estudiantes:

  1. Ser responsable de mi aprendizaje y tratar de entender a mayor profundidad qué es el CC y cómo mis acciones contribuyen a generarlo. Para ello puedo buscar información confiable y leer sobre este tema.
  2. Explicar a mis familiares, amigos y vecinos qué es el CC, cómo nos afecta y de qué manera podemos afrontarlo y disminuir sus efectos.
  3. Disminuir la generación de gases de efecto invernadero. Para ello puedes hacer composta en casa, no quemar basura, evitar el uso de aerosoles, quema innecesaria de combustibles e incendios, usar fertilizantes naturales, entre otras acciones.
  4. Preservar los manglares y no contaminarlos, ya que son una barrera protectora ante nortes y huracanes. Estos ecosistemas además atrapan contaminantes, protegen a la costa de la erosión, de las mareas y vientos fuertes, y absorben CO2. El manglar es nuestro principal aliado. Te invito a disfrutar un dibujo que realizó un niño de la costa yucateca, donde se realza el valor del manglar (ver figura 4).
  5. Elaborar un plan de acción familiar y comunitario para estar preparados ante huracanes, inundaciones u otro evento climático que podría causar afectaciones.
  6. Apoyarse entre familiares y amigos para estar protegidos ante los efectos del CC, así como informados sobre diversas acciones que puedes realizar a nivel individual, familiar y comunitario.
  7. ¿Qué otra idea propones?

Te invitamos a ser un educador ambiental en tu casa y comunidad para contribuir a disminuir los efectos del CC y adaptarnos a este fenómeno climático ¿Y tú qué estás haciendo para combatir los efectos del CC?

Conclusiones

Aunque existen datos científicos de que las zonas costeras de la PY están en riesgo por los efectos del CC, la mayoría de los estudiantes no sienten que ellos o su familia están en riesgo. Además, la mayoría tampoco está realizando acciones para estar protegidos o disminuir sus efectos. Esto señala una importante área de oportunidad de la educación ambiental para el cambio climático, en la cual tanto la academia como las autoridades educativas podrían contribuir, al incluir el cambio climático en líneas de investigación y temas prioritarios de política pública.

El manglar es nuestro mejor aliado en la costa

Figura 6. El manglar es nuestro mejor aliado en la costa. Crédito: Jesús Alejandro Córdoba Bojórquez, niño de 13 años, México.
Fuente. Mangrove Art Calendar 2020.

Sitios de interés

Referencias

  • Anthony, A., Atwood, J., August, P., Byron, C., Cobb, S., Foster, C., Fry, C., Gold, A., Hagos, K., Heffner, L., Kellogg, D. Q., Lellis-Dibble, K., Opaluch, J. J., Oviatt, C., Pfeiffer-Herbert, A., Rohr, N., Smith, L., Smythe, T., Swift, J., y Vinhateiro, N. (2009). Coastal lagoons and climate change: ecological and social ramifications in U.S. Atlantic and Gulf coast ecosystems. Ecology and Society 14(1), 8. https://www.ecologyandsociety.org/vol14/iss1/art8/.
  • Bauerfeind, et. al. (2016). Zoonoses. infectious diseases transmissible between animals and humans. Fourth Edition. Canada: ASM Press
  • Borja-Vega, C., y de la Fuente, A. (2013). Municipal Vulnerability to Climate Change and Climate-Related Events in Mexico. Policy Research Working Paper, (6417), 1-45. https://doi.org/10.1596/1813-9450-6417.
  • cepal-Universidad de Cantabria. Instituto de Hidráulica Ambiental. (2015). Efectos del cambio climático en la costa de América Latina y el Caribe. Dinámicas, tendencias y variabilidad climática. cepal. https://cutt.ly/6KsFtJ8.
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  • Intergovernmental Panel on Climate Change (ipcc). (2021). AR6 Synthesis Report Climate Change 2022. https://www.ipcc.ch/report/sixth-assessment-report-cycle/.
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  • pnuma. (2019). Fronteras 2018/19. Nuevos temas de interés ambiental. Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente. https://cutt.ly/FKsGUGH.
  • Saljo. R. (1979). Learning in the learner’s perspective: Some common-sense Conceptions No. 76. Reports from the Institute of Education, University of Gothenburg. https://eric.ed.gov/?id=ED173369.
  • Vicente Ferreyra. (2010, 18 de noviembre). wwf, Video Ganador Concurso Cambio Climático- Thai Khan Ramírez Viga [Video]. YouTube. https://youtu.be/e0sMHSk6Wfw.


Recepción: 10/11/2021. Aprobación: 18/05/2022.

Vol. 23, núm. 4 julio-agosto 2022

Edulcorantes no calóricos: ¿son recomendables?

María Guadalupe López Velázquez, Nicolás Camacho Calderón, Liliana Olalde Mendoza, César Antonio Campos Ramírez y Ma. Elena Villagrán Herrera Cita

Resumen

Los edulcorantes no calóricos son sustancias químicas que dan un sabor dulce a las bebidas y alimentos, y debido a ello son aprovechados por la industria alimentaria como aditivos. No proporcionan calorías o energía, sólo el dulzor; por lo tanto, no elevan el azúcar en la sangre, condición que los hace ideales para las personas que presentan alguna enfermedad como diabetes, sobrepeso y obesidad. Los edulcorantes no calóricos se pueden conseguir en forma comercial en sobres, para agregar a las bebidas caseras o en los productos que tienen la leyenda “Contiene edulcorantes”. Es importante que aprendamos a consumirlos adecuadamente sin que afecte nuestra salud.
Palabras clave: edulcorantes no calóricos, bebidas light, alimentación saludable.

Non-caloric sweeteners: are they recommended?

Abstract

Non-caloric sweeteners are chemical substances that give a sweet taste to beverages and foods, and that are used by the food industry as additives because of these characteristics. They do not provide calories or energy, only sweetness; therefore, they do not rise blood sugar, a condition that makes them ideal for people with diseases such as diabetes, overweight and obesity. Non-caloric sweeteners can be obtained commercially in sachets to add to homemade drinks or in products that have the legend “Contains sweeteners”. It is important that we learn to consume them properly without affecting our health.
Keywords: Non-caloric sweeteners, drinks with sweeteners, healthy eating.

Introducción

En México, como en otros países, se ha observado un incremento, en las últimas décadas, de sobrepeso y obesidad, desde la infancia hasta la adultez, lo que ocasiona enfermedades como diabetes, hipertensión arterial y la muerte por infartos al corazón. El principal factor que provoca que las personas desarrollen estas enfermedades es el tipo de alimentación. Dentro de los cientos de ingredientes que se utilizan en el país para la preparación de alimentos, hay uno que es ampliamente utilizado en la fabricación de alimentos a nivel industrial: el azúcar.

Se sabe que un alto consumo de azúcar es malo para la salud, ya que contribuye al desarrollo de las enfermedades ya mencionadas; es por esto que la industria alimentaria ha buscado nuevas alternativas para sustituir el azúcar por ingredientes que proporcionen el mismo dulzor, pero que sean más “saludables” o más “recomendables”. Ejemplo de ello son los edulcorantes no calóricos (enc), de los que se ha incrementado drásticamente su consumo. Sin embargo, su uso ha traído una importante pregunta: ¿en realidad son recomendables? El objetivo de este texto es explicar aspectos importantes para responder esta pregunta.

Alimentación saludable y consumo de azúcar

En México, se estima que 7 de cada 10 personas mayores de 20 años tienen sobrepeso u obesidad. Incluso la Organización Mundial de la Salud (oms) ha establecido a esta situación como pandemia. Una de las causas principales de este problema es una alimentación inadecuada, que puede estar caracterizada por el consumo exagerado de alimentos procesados.

De acuerdo con la Encuesta Nacional de Salud y Nutrición (ensanut, 2018), los alimentos más consumidos cotidianamente son las bebidas no lácteas endulzadas; es decir, refrescos, jugos, tés fríos y rehidratantes deportivos (Instituto Nacional de Salud Pública [insp], 2019), las cuales generalmente se endulzan con azúcar. Una bebida de este tipo, de 350 ml, en promedio contiene 35 gramos de azúcar. Esto es relevante porque la oms (2015) recomienda un consumo máximo de 25 gramos al día para los adultos; así que si una persona toma cualquiera de estos productos de 350 ml al día, sobrepasa esta recomendación (ver figura 1).

Comparación de la cantidad de azúcar recomendada

Figura 1. Comparación de la cantidad de azúcar recomendada por la Organización Mundial de la Salud en un día y el contenido de azúcar en bebidas comerciales.
Crédito: elaboración propia.

Los carbohidratos

Ahora te hablaremos un poco de estos nutrimentos dentro de los cuales se encuentran los azúcares. Los carbohidratos se dividen en simples, como el azúcar, el jarabe de maíz y la fructosa, los cuales generalmente se usan como ingredientes en la industria alimentaria para la elaboración de una amplia variedad de productos; y en complejos, como el almidón, que se encuentra en alimentos naturales o tradicionales como frutas, verduras, pan, tortilla de maíz o avena.

La función principal de los carbohidratos en la dieta es aportar energía al organismo para realizar nuestras actividades diarias; es decir, son nuestra fuente de energía para movernos, así como para pensar y aprender (Pedrogo et al., 2018). Por lo tanto, su consumo es importante y necesario, pero lo ideal es que esta energía provenga de alimentos que contienen carbohidratos complejos, porque también aportan a nuestra dieta fibra, vitaminas y minerales.

¿Pero, entonces, qué sucede con los carbohidratos simples como el azúcar? Bueno, aunque no los necesitamos en nuestra alimentación, los podrías incluir siempre y cuando no excedas en cantidad su recomendación de consumo al día (Campos-Ramírez et al., 2020). Recuerda que una de las principales causas de la obesidad es consumir más calorías de las que gastamos (ver figura 2). Por lo tanto, la tendencia actual es consumir menos calorías y sentirse con energía, y una opción accesible es el consumo de los denominados productos “light o “bajos en calorías”; en muchos de ellos, se sustituye el azúcar con enc (Aldrete-Velasco et al., 2017).

Desarrollo de obesidad por consumir más calorías

Figura 2. Desarrollo de obesidad por consumir más calorías de las que necesitamos.
Crédito: elaboración propia.

Edulcorantes no calóricos

Desde su descubrimiento, los enc se han introducido a la dieta de las personas, sobre todo en aquellos que padecen obesidad o diabetes, ya que su consumo se asoció con disminución de peso corporal, y a que no hace que se eleven los niveles de azúcar (glucosa) en la sangre (Van Opstal et al., 2019). Actualmente en México, los productos que contienen enc llevan la leyenda “Contiene edulcorantes” y están disponibles para todos, pues se encuentran al alcance en cualquier tienda departamental o en la miscelánea de tu colonia.

En la población mexicana, el enc más consumido es el acesulfame K,1 seguido por la sucralosa, el aspartame y la estevia (Bulman et al., 2018). Las características de éstos enc las puedes comparar en la tabla 1.

Edulcorantes no calóricos de mayor consumo

Tabla 1. Edulcorantes no calóricos de mayor consumo.

En este punto te preguntarás ¿entonces, los debo consumir o no? ¿Cómo los debo de consumir? ¿Son buenos o malos? Te comentamos que una de las teorías es que los enc pueden promover el aumento de peso por una disminución de las señales cerebrales de saciedad. ¿Cómo es esto? Verás, este efecto se refiere a que una vez que consumes alguna bebida o alimento con enc, éstos provocan que vuelvas a sentir hambre en poco tiempo y, en consecuencia, consumas más alimentos o bebidas durante el día (Contreras-Rodríguez, Solanas, y Escorihuela, 2022).

Por ejemplo, en un estudio clínico en mujeres estudiantes jóvenes, se evaluó si el consumo de bebidas con enc aumentaba la sensación de hambre y el consumo de alimentos durante el día. A las estudiantes se les dio como bebida agua mezclada con algún tipo de enc y la consumieron con un sándwich de pan integral con jamón de pavo y queso panela, una manzana y zanahoria. ¿Ya te diste cuenta que estos alimentos están incluidos en los tres grupos de alimentos del Plato del bien comer? Éste es una guía alimentaria para la población mexicana, que nos orienta de cómo combinar los alimentos de cada uno de los grupos de alimentos. En el estudio se observó que al ingerir la bebida con enc a la par de alimentos saludables no hubo ningún efecto ni en la sensación de hambre ni en un mayor consumo de alimentos durante el día (López-Velázquez, 2021), por lo que se puede sugerir que ésta es una buena forma de consumir enc (ver figura 3).

Consumo sugerido de bebidas ENC

Figura 3. Consumo sugerido de bebidas ENC. a) Bebidas con ENC: se recomienda consumir máximo tres sobrecitos al día con una frecuencia de dos a tres veces por semana. b) Se recomienda acompañar las bebidas con alimentos saludables, que cumplan con los tres grupos del plato del bien comer.
Crédito: elaboración propia.

¡Así que ésta es una buena noticia! Cuando tomas alguna bebida con enc acompañadas de alimentos nutritivos, ¡el efecto en la sensación de hambre antes de tiempo no se presenta! Por lo tanto, si se toman bebidas con enc, parece que éstas pueden ser una opción para disminuir el consumo de calorías en la dieta, siempre y cuando vayan acompañadas de alimentos nutritivos y saludables; ya sabes, verduras, frutas, cereales integrales, leguminosas y carne sin grasa. Sin embargo, también es nuestra responsabilidad decirte que hay otros estudios que sí han encontrado efectos adversos en nuestro cuerpo cuando consumimos enc de forma regular.

En el caso de los endulzantes de mesa con enc, si bien no son necesarios para nuestra alimentación, se pueden consumir al igual que el azúcar; es decir, máximo 3 sobrecitos al día para endulzar las bebidas, y de manera ocasional de 2 a 3 veces por semana para mantener un consumo recomendable de estos productos. Algo muy importante es que las bebidas vayan acompañadas de alimentos sanos y nutritivos.

Conclusión

El consumo de enc es una buena opción para disminuir el consumo de calorías, pero debes de tener cuidado en el número de sobres y veces a la semana que los consumes; es decir, máximo 3 sobrecitos al día o 250 ml de bebidas comerciales, y con una frecuencia de 2 a 3 veces por semana. También es importante mencionar que estas recomendaciones son temporales, es decir, consumir enc para ayudarnos a evitar el consumo de azúcar, pero también eventualmente disminuir y evitar el consumo de enc, porque recuerda que hay investigaciones que han encontrado efectos adversos para nuestra salud si se consumen por mucho tiempo o en cantidad excesiva.

Debemos recordar que los enc, al igual que el azúcar procesada, no son necesarios en nuestra alimentación, además de que para prevenir la obesidad, diabetes o alguna otra enfermedad no se trata de sólo de disminuir el consumo de calorías o azúcar. Lo anterior sí es muy importante, pero hay otros factores que intervienen en dichas condiciones, como la genética o la actividad física que realizamos.

Finalmente es necesario aclarar que el consumo de enc no es para todos: existen leyes que pueden cambiar de país a país que dictan que no se deben consumir en lo absoluto en los recién nacidos, los niños en edad escolar y las mujeres embarazadas. Además, hay que tener en cuenta que la única bebida totalmente recomendable para todas las personas es el agua natural.

Referencias

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Recepción: 24/08/2021. Aprobación: 18/05/2022.

Vol. 23, núm. 4 julio-agosto 2022

El palo de rosa: la tala ilegal y su comercio

Euler Pedraza Ortega, Leticia Julio Catarino, Esteban Martínez Salas y Solange Sotuyo Cita

Resumen

El género Dalbergia se conforma por especies leñosas que habitan gran variedad de ecosistemas tropicales en todo el mundo. Estimaciones conservadoras mencionan que podría tener alrededor de 250 especies. Dentro de este género, el palo de rosa o granadillo es un grupo de especies que se encuentra en riesgo de extinción, como consecuencia de su tala ilegal, que continuamente alimenta al mercado de maderas duras tropicales. Esto conlleva al decremento de sus poblaciones, la destrucción de su hábitat y el modo de vida de las personas que dependen de estos bosques para su subsistencia.
Palabras clave: Dalbergia, granadillo, palo de rosa, tala ilegal.

Rosewood wood: illegal logging and its trade

Abstract

The Dalbergia genus of woody species inhabits a variety of tropical ecosystems worldwide. The rosewood or granadillo is a group of species at risk of extinction result of illegal logging, which continually feeds the tropical hardwood market. This leads to a decrease in their populations, the destruction of their habitat and the way of life of the people who depend on these forests for their subsistence.
Keywords: Dalbergia, granadillo, rosewood, illegal logging.

Taxonomía e historia natural del género Dalbergia

Los granadillos o palo de rosa, como se les conoce de manera coloquial a las especies del género Dalbergia, pertenecen a la familia de las leguminosas, una de las más grandes y diversas a nivel mundial (Lewis et al., 2005). Entre ellas encontramos árboles, arbustos y trepadoras leñosas, que crecen en las regiones tropicales de todo el mundo. Poseen flores pequeñas, no mayores los 2 cm de longitud, fragantes y de color blanco o amarillo. Su fruto es una vaina, que puede ser leñosa y gruesa, o bien delgada y ligera como un papel, y albergan casi siempre una sola semilla (ver figura 1).

Distribución en México y Centroamérica de las especies de Dalbergia

Figura 1. Distribución en México y Centroamérica de las especies de Dalbergia. También se muestran las flores, frutos y madera de algunas de las especies de México.

Se estima que en el mundo existen alrededor de 250 especies de palo de rosa (Lewis et al., 2005). En México están presentes 25, (11 endémicas) pero sabemos muy poco acerca de ellas. Esto es preocupante puesto que se encuentran en riesgo de extinción, como consecuencia de su tala ilegal, que abastece al mercado de maderas duras tropicales. Un mejor conocimiento de ellas nos ayudará a reforzar las actuales medidas que regulan su comercio, a la elaboración planes de manejo y, con ello, a contribuir en su conservación (Linares y Sousa 2007). El objetivo de este escrito es el de comprender la problemática de los granadillos o palos de rosa en México y el mundo.

Usos y características de la madera de palo de rosa

De esta madera se aprovecha el duramen, o la porción central del tronco, el cual es muy denso, no poroso, homogéneo, de textura fina y con un buen comportamiento ante la flexión (Karlinasari et al., 2012). Presenta tonalidades que varían desde el color palo de rosa hasta el púrpura casi negro. Estas características, aunadas a su dureza y durabilidad, la hacen adecuada para el tallado, por lo cual se emplea en ebanistería y en la elaboración de muebles finos (Winfield et al., 2016). La madera es fragante cuando se encuentra fresca, y en algunas especies como D. nigra, D. latifolia y D. odorifera persiste el aroma al secar, lo que la hace más solicitadas (Richter et al., 1996; Qin et al., 2022). Asimismo, los metabolitos secundarios que le profieren su gran durabilidad hacen que sea utilizada en medicina tradicional, en la que se emplea para tratar afecciones cardiovasculares, diabetes, dolores reumáticos, trastornos sanguíneos, entre otros (Lee et al. 2013; Wang et al. 2014). Actualmente diversos estudios están explorando sus aplicaciones en las industrias farmacéutica (Zhao et al., 2020) y alimenticia (Gutiérrez-Zúñiga et al., 2014).

Otro uso común para esta madera es la confección instrumentos musicales. Por ejemplo, Dalbergia melanoxylon se usa para elaborar instrumentos de viento, D. stevensonii, en marimbas, y D. granadillo y D. palo-escrito, para la elaboración de guitarras (Karlinasari et al., 2012; Pérez et al., 2002), como las famosas de Paracho en Michoacán. En México, su uso se remonta a tiempos prehispánicos, donde se le empleaba en la elaboración de teponaztli, un instrumento musical y ceremonial de aquella época (Herrera-Castro et al., 2019).

Problemática de las maderas duras tropicales

Los ecosistemas tropicales son conocidos por sus altos niveles de diversidad biológica (Cardoso et al., 2017), pero poco se sabe sobre su importancia como almacenes de carbono y de su papel en la regulación global del clima (Bonan, 2008). Pese a esto, dichos ecosistemas se encuentran entre los más amenazados y concentran hasta 32% de la cobertura forestal perdida a nivel global, en una tendencia que va en aumento (Hansen et al., 2013). Lo anterior no únicamente repercute en el clima global, también afecta debido a la desertificación, por el aumento en la intensidad de los huracanes, así como por el incremento de enfermedades zoonóticas1 debidas a la ruptura de puentes biológicos.

La amenaza a estos ecosistemas se ha acentuado por la expansión y crecimiento económico de la región Asia-Pacífico, en particular por el incremento en la demanda de maderas duras tropicales, de las cuales China es el principal consumidor. Este mercado se alimenta por la extracción y comercio ilegal de numerosas especies, entre ellas los granadillos o palo de rosa.

En este mercado se estima que se comercian cerca de 90 millones de metros cúbicos al año, y que la mayor parte de la producción proviene de la extracción directa de las poblaciones naturales, en un aprovechamiento a todas luces insostenible, que coloca a estas especies bajo un elevado riesgo de extinción (De Camino y Morales, 2013; Jenkins et al., 2012). La dinámica anterior conduce a una crisis en este mercado, la cual sólo podrá enfrentarse mediante el establecimiento de plantaciones o por la extracción controlada de bosques (De Camino y Morales, 2013). Ambas situaciones representan enormes retos. En el primer caso porque las especies tropicales, a diferencia de las de climas templados, no se han logrado cultivar de manera extensiva, y, cuando lo han hecho, las características de la madera obtenida no tienen la calidad requerida por el mercado (Jenkins et al., 2012). En el segundo caso, debido a las complejidades administrativas y técnicas que se necesitan para manejar el bosque de manera sustentable.

La madera de las especies de Dalbergia ha sido objeto de comercio internacional desde, por lo menos, hace 300 años (Richter et al., 1996). Su valor es tan elevado que el monto de sus incautaciones globales supera por mucho a los decomisos en conjunto de marfil, cuerno de rinoceronte y grandes felinos (Zhu, 2020; ver figura 2). Actualmente su comercio se encuentra prohibido; no obstante, en la práctica es difícil controlarlo, como lo demuestran los anuncios de su venta publicados en redes sociales y sitios de comercio electrónico (ej. Amazon, Ebay, Facebook), ya sea de tablones o diversos objetos elaborados con esta madera, tales como artesanías, instrumentos musicales o joyería (ver figura 3).

Número de especies de Dalbergia por región geográfica

Figura 2. Número de especies de Dalbergia por región geográfica: especies más traficadas, volumen de exportación y costo en el mercado en caso de que este reportado. Los datos son oficiales, pero los consideramos conservadores (cites, s.f.)..

El mercado del palo de rosa en los países asiáticos

En la cultura china se tiene gran aprecio por muebles artesanales confeccionados mediante el tallado de maderas duras tropicales, a los que se conoce como hong mu, en mandarín 红 木, lo cual literalmente quiere decir madera roja (Qin et al., 2022). La tradición por este tipo de mobiliario es antigua y se remonta a las dinastías Ming y Quing en el siglo xv. En aquellos tiempos estos productos solamente eran asequibles para la familia real y la nobleza, por lo que representaban un símbolo de riqueza y suntuosidad (Zhu, 2020; Qin et al., 2022). Durante la revolución cultural se prescribió la venta de estos productos, pese a ello actualmente su comercio se estima en 26 mil millones de dólares anuales (Zhu, 2020).

Venta de insumos hechos con madera de palo de rosa

Figura 3. Venta de diversos insumos hechos con madera de palo de rosa.

Los registros comerciales de China de esta madera, en el período 2000-2014, muestran que las importaciones fueron constantes hasta 2010, con los países del sudeste asiático como los principales proveedores. A partir de ese año, existe un incremento exponencial de las importaciones, y los países de África y Centroamérica tienen cada vez un papel más relevante en proveer esta madera (Basik Treanor, 2015). En la actualidad, este mobiliario se produce y consume casi exclusivamente en China, pero la madera proviene de todos los rincones del mundo (Basik Treanor, 2015, ver figura 2).

La razón del aumento de esta demanda no es del todo clara. Por un lado, se piensa que se debe al crecimiento de la clase media en China, donde una élite en ascenso mantiene un consumo constante de estos bienes (Winfield et al., 2016). Por otro lado, se propone que es el resultado de promover el consumo de bienes culturales como alternativas de plusvalía, que ayuden a solucionar el problema de sobreacumulación de capital en China (Zhu, 2020). En ambos casos, dichas hipótesis están ligadas al crecimiento económico que ha experimentado el país asiático en tiempos recientes.

El comercio del palo de rosa en China es tan importante que se elaboró una normatividad para especificar las especies, características de la madera y procesos de fabricación implicados en la elaboración de muebles hong mu. En la normativa se listan 29 especies tropicales, casi todas amenazadas. De ellas, la mayoría son leguminosas; 15 especies del género Dalbergia, seis de Pterocarpus, dos de Millettia y una de Senna (Mark et al., 2014; Zhu, 2020; Qin et al., 2022). Debido a la calidad de su madera, calificada como coleccionable, los géneros Dalbergia y Pterocarpus son los más afectados, al alcanzar las mayores cotizaciones en el mercado (Winfield et al., 2016; Basik Treanor, 2015).

Entre las especies que más altos precios alcanzan se encuentran: una de África (Dalbergia melanoxylon), tres asiáticas (D. latifolia, D. odorifera y D. sissoo), una de Brasil (D. nigra) y dos mesoamericanas (D. retusa y D. stevensonii) (Richter et al., 1996; Cervantes Maldonado, 2016; Qin et al., 2022; ver figura 2).

La venta ilegal de madera de granadillo y otras especies de palo de rosa en México

Debido al aumento en la demanda por parte de China, las exportaciones de madera de granadillo en México se han incrementado de modo alarmante. En nuestro país, la tala ilegal representa 8% de las causas de la deforestación, lo cual equivale a 30% del volumen total extraído legalmente en el país.

En México, existen al menos 15 especies maderables de palo de rosa, que se comercializan de manera indistinta, dada la dificultad de su determinación taxonómica, en aduanas a partir de la madera en rollo (ej. D. granadillo y D. retusa). Por lo anterior, se desconocen los volúmenes reales de explotación para cada especie en el país. Las especies mexicanas exportadas a los países asiáticos de acuerdo con datos de la Procuraduría Federal de Protección al Ambiente (profepa) y cites son Dalbergia congestiflora, D. granadillo y D. retusa. Los puertos principales de salida de madera son el de Manzanillo en Colima, Lázaro Cárdenas en Michoacán, el de Veracruz en Veracruz y Progreso en Yucatán. En el Pacífico mexicano se han reportado diversos decomisos de madera de D. granadillo y D. congestiflora (Del Castillo, 2013, Enciso, 2014). De acuerdo con la profepa un contenedor de 20 m3 de madera de Dalbergia se cotiza en $46,000 dólares. Lo anterior ha incentivado que organizaciones criminales se involucren en su comercio, pues operan en zonas de difícil acceso.

La creciente demanda internacional de maderas tropicales y las dificultades para prevenir la tala ilegal han aumentado la presión sobre los países de origen para asegurar un comercio de madera legal y sostenible.

En la actualidad existen dos tipos de certificación internacional con los cuales se identifican los productos maderables desde su origen, la certificación asegura que las materias primas de origen forestal provienen de bosques gestionados de manera responsable y sostenible.

Todo lo anterior impone una serie de retos no sólo para el sistema judicial de todos los gobiernos, sino también para los científicos, que deben de jugar un papel crucial en la generación de herramientas moleculares o anatómicas de la madera que permitan no solo la identificación confiable y rápida de las especies comercializadas, si no la procedencia legal de las mismas.

Referencias

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Recepción: 03/09/2021. Aprobación: 19/05/2022.

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Revista Digital Universitaria Publicación bimestral Vol. 18, Núm. 6julio-agosto 2017 ISSN: 1607 - 6079