Resumen

El presente artículo tiene como objetivo, enunciar y comprender los conceptos básicos, orígenes y evolución de la educación multimodal. En un principio, desglosamos los componentes de la educación multimodal, una vez hecho lo anterior, procederemos a enunciar algunos hechos históricos que expliquen sus orígenes. En un segundo momento, se indagará en los orígenes de la Licenciatura en Educación Artística en Modalidad Virtual de la Facultad de Teatro de la Universidad Veracruzana.
Palabras clave: Educación multimodal, conceptos básicos, orígenes, evolución, Licenciatura en Educación Artística.

Exploring multimodal arts education: Bachelor of Arts Education

Abstract

This article aims to outline and understand the basic concepts, origins, and evolution of multimodal education. First, the components of multimodal education are analyzed, followed by an explanation of the historical events that explain its origins. Furthermore, the origins of the bachelor”s degree in Virtual Modality Art Education at the Faculty of Theater of the University of Veracruz are investigated.
Keywords: Multimodal education, basic concepts, origins, evolution, bachelor”s degree in art education.

Introducción

Todo cambio trascendente en el pensamiento humano ha sido precedido por una crisis. El pensamiento puede evolucionar de tal manera que surjan diversas ideologías que transformen por completo los horizontes de la realidad. Este cambio de mentalidad también provoca una serie de yuxtaposiciones contradictorias entre sí, generando una lucha de intereses derivada de la subjetividad de la mente humana. Todos estos elementos: crisis, nuevas ideologías y diversidad de pensamientos, desencadenan cambios fundamentales en la vida pública, cambios que abren un abanico de nuevos caminos que mejoran la calidad de vida del ser humano. Al final, siempre surge ese sentimiento que alimenta el corazón humano: la esperanza.

El conjunto de nuevas posibilidades que surgen tras una crisis importante se ve precedido por una reflexión y un cuestionamiento de las estructuras y/o sistemas de creencias con los que la sociedad ha venido funcionando. Estas reflexiones impregnan nuevas formas que se traducen en opciones nuevas y mejores para que las personas persigan la nueva esperanza albergada, es decir, los seres humanos crean sus propias oportunidades para alcanzar un mismo objetivo.

Desde hace mucho tiempo, los individuos han buscado nuevas formas que posibiliten y faciliten su instrucción y educación. La búsqueda de nuevas posibilidades de acceso al conocimiento ha evolucionado a medida que avanzan las tecnologías y los métodos que ofrecen una oferta educativa que alberga horizontes prometedores en los sistemas educativos actuales y vigentes.

En este sentido, apreciamos que la búsqueda de nuevos límites para superarse y adquirir conocimiento sobrepasa y aprovecha cualquier crisis que surja en relación con la mediación de intereses y necesidades de los grupos de poder. Los nuevos horizontes trazados marcan directrices que se adaptan a los cambios de las tecnologías emergentes, lo cual resulta en nuevas posibilidades de avance humano, posibilidades que resignifican escenarios y esquemas tradicionales. La educación no es la excepción. A esas opciones que ofrecen y permiten nuevas posibilidades de acceso a las ideas y al conocimiento las llamamos: educación multimodal

La multimodalidad educativa: acceso y flexibilidad

En un mundo cada vez más interconectado, especialmente en la región de América Latina, donde la búsqueda de nuevas oportunidades de crecimiento y superación es una de las aspiraciones más importantes de las personas, es de esperar que la nueva era digital represente una posibilidad de mayor acceso a la educación. Las universidades mexicanas han comprendido esto muy bien. La aparición de Internet ha brindado a las instituciones educativas la oportunidad de ampliar su oferta académica a un público que anhela soluciones a varios de los principales desafíos que enfrentan al estudiar: la falta de tiempo y los limitados espacios de la educación presencial tradicional.

Ante este escenario, las escuelas tienen la oportunidad y la responsabilidad de ofrecer nuevos programas que se adapten a dos realidades: el surgimiento de herramientas innovadoras y desconocidas gracias al uso de la tecnología, y el surgimiento de una nueva matrícula que demanda nuevas opciones. Esa esperanza, esa oportunidad, esa posibilidad de elegir, —estudiante—, u ofertar —institución—es lo que se le denomina: multimodalidad.

En este sentido, Loginow y Roché (2023) señalan que “la característica más destacada de estos sistemas es su gran flexibilidad, ya que permiten actividades tanto sincrónicas como asincrónicas”. Bajo esta premisa, las personas involucradas en múltiples actividades son el público interesado, ya que les permite realizar más tareas sin descuidar sus estudios. De esta manera, la multimodalidad permite la flexibilización de la formación de los estudiantes, creando entornos propicios para su desarrollo profesional (Guerrero et al., 2022).

Es importante aclarar que la multimodalidad no se trata simplemente de elegir y utilizar nuevas herramientas, tecnologías o dispositivos como una estrategia de comercialización disfrazada de innovación educativa, sin considerar a todos los actores involucrados. Por lo tanto, López-Pérez y Bobadilla (2023) concluyen que “se necesita investigación como base para abordar la multimodalidad en las aulas, impulsada por los currículos actuales de enseñanza obligatoria”. La multimodalidad debe adaptarse a las necesidades educativas reales y no a las necesidades institucionales o gubernamentales.

A medida que la comunidad docente reflexione sobre la multimodalidad, se podrán explorar nuevas posibilidades educativas. “El profesorado en formación necesita conocer y desarrollar metodologías que integren los procedimientos y recursos de las nuevas tecnologías” (Rovira et al., 2022).

Lo multimodal: nuevas formas de representación

Una vez definido y explorado el concepto de multimodalidad, surge otro término: “lo multimodal”. En términos sencillos, al hablar de “lo multimodal” (Carpio, 2020), nos referimos a los cambios en los modos de representación del conocimiento y a la aparición de nuevas y múltiples relaciones sociales, ubicuas e interconectadas. Estas palabras, “relaciones sociales”, nos invitan a reflexionar sobre nuevas formas de comunicación e interacción.

Cuando hablamos de educación, que es nuestro enfoque principal, “lo multimodal” representa la aplicación de herramientas disponibles para la modalidad seleccionada y aplicada. En otras palabras, si la modalidad es en línea, “lo multimodal” comprende todas las herramientas que permiten llevar a cabo el proceso de aprendizaje en dicha modalidad. Siguiendo esta premisa, “lo multimodal” es el siguiente paso: es la aplicabilidad fundamentada en la idoneidad basada en las necesidades de aprendizaje del alumno y en las posibilidades de la institución educativa.

Sistema de educación multimodal

Una vez establecidas las bases que han permitido a las instituciones allanar el camino que permita a los alumnos elegir modalidades, procedemos a definir: sistema de educación multimodal. En términos reales, es el conjunto de acciones que permiten integrar distintas modalidades de educación, y, en consecuencia, permiten al alumno la posibilidad de escoger entre ellas la que más le convenga. Es automatizar, definir, procesar y sistematizar, todo un engranaje de elementos de lo multimodal, y ponerlos al servicio del alumnado.

Es importante destacar que adoptar la multimodalidad, especialmente en la educación a distancia, con el uso de tecnologías de la información, no implica que el uso de plataformas digitales sea un proceso fácil que garantice aprendizajes significativos. Por el contrario, requiere un proceso de integración no sólo para los alumnos, sino también para el personal docente y administrativo, quienes deben pasar por una capacitación y adaptación prolongadas a nuevas formas educativas. “La gestión de las narrativas multimodales es una competencia fundamental en la educación” (Alvarez, 2019).

Orígenes de la educación multimodal

La educación multimodal encuentra sus raíces en la educación abierta, que se caracteriza por la separación entre el estudiante y el docente. Esta brecha a menudo se percibe como un obstáculo para un aprendizaje significativo real, ya sea por falta de comprensión del tema o por la falta de evidencia empírica que respalde dichos procesos. Además, la resistencia a la evolución tecnológica en el ámbito educativo ha sido un factor clave en el retraso de los procesos de enseñanza-aprendizaje a distancia. Sin embargo, como ocurre con toda resistencia injustificada, la adopción orgánica de los cambios evolutivos y necesarios es inevitable intrínsecamente, tal como lo demuestra la historia.

Figura 2. Caracterización de la información multimodal.
Crédito: elaboración propia.

En el siglo xviii, específicamente en 1728, encontramos uno de los primeros antecedentes de la educación a distancia. Es ampliamente conocido que se remonta al siglo xviii con un anuncio publicado el 20 de marzo de 1728 en la Gaceta de Boston, que ofrecía un “curso de taquigrafía por correspondencia” (Holmberg et al., 2005).

Es evidente que la aparición de un sistema de correo estable y formal representó un cambio tecnológico que algunos aprovecharon para la transmisión del conocimiento. Si bien algunos remontan la educación a distancia incluso a la Edad Antigua, citando intercambios de epístolas en la biblia (Holmberg et al., 2005), es importante adoptar una mirada más positivista y centrada en el desarrollo más reciente desde una perspectiva científico-técnica.1

Durante todo el siglo xix, surgieron sistemas educativos por correspondencia en Europa, impulsados por la necesidad de formar una fuerza laboral que acelerara los procesos generados por la revolución industrial (Holmberg et al., 2005). Los cambios en los modelos de producción requerían una mayor demanda de productos y servicios, lo que dificultaba la formación de trabajadores en instituciones educativas tradicionales.

Con el inicio del siglo xx, surgieron en Europa ofertas educativas a distancia que se convirtieron en verdaderos sistemas educativos con una complejidad que reflejaba las necesidades aceleradas de las economías emergentes, especialmente en el periodo entre guerras. Un ejemplo fundamental es el caso de la bbc en 1927, que introdujo la radio en el ámbito educativo, abriendo así nuevas posibilidades y vislumbrando la multimodalidad (García, s.f.).

Otro ejemplo importante es el caso de la Unión Soviética, que incluso elevó a rango constitucional el acceso a formas alternativas de educación, incluida la modalidad a distancia (García, s.f.). Esto demuestra que la búsqueda del conocimiento —aunque pueda estar vinculada a modelos de producción que enfatizan la explotación laboral—, puede derribar barreras ideológicas y mostrar resistencia al cambio tecnológico

Antecedentes de la educación multimodal en México en la era digital

Con la llegada de Internet y la apertura hacia nuevos horizontes, el mundo educativo experimentó una aceleración en los procesos de búsqueda y acceso a la información. Esto abrió nuevos caminos y oportunidades para aquellos individuos que —motivados por su curiosidad y, en ocasiones, por necesidad—, se aventuraban en la exploración de un sistema desconocido que representaba la aparición de nuevas fuentes en lo que se conoce como “la red”. Como resultado, la educación y la búsqueda de conocimiento se convirtieron en los principales impulsores del surgimiento de la era digital educativa en México.

La educación multimodal en la Universidad Veracruzana

Una de las instituciones pioneras en la implementación de la multimodalidad fue la Universidad Veracruzana (uv) (uv, 2021). A través de su sistema virtual, la universidad ofrece una amplia gama de licenciaturas y programas de posgrado. Esta oferta brinda a los estudiantes la posibilidad de elegir entre diferentes modalidades, lo que responde a sus necesidades de adaptabilidad. Sin embargo, la construcción de este sistema multimodal implicó una constante búsqueda de innovación y la identificación de lo que realmente funcionaba. En ese sentido, en 2002 surge la Universidad Veracruzana Virtual como una alternativa para desarrollar programas en línea.

Licenciatura en Educación Artística: modelo educativo en la Facultad de Teatro de la UV

En el año 2000, la Dirección General del Área Académica de Artes de la Universidad Veracruzana diseñó e implementó el Programa de Profesionalización Docente: Licenciatura en Educación Artística con perfil en Artes Plásticas, Danza, Música y Teatro (uv, 2021). Esta iniciativa surgió en respuesta a la necesidad de reconocer y respaldar administrativamente a profesores con experiencia en educación artística que carecían de un título universitario, debido a cambios normativos y políticas gubernamentales que afectaban a este sector. La universidad identificó este vacío educativo y administrativo y buscó opciones de profesionalización que valoraran la trayectoria y experiencia de los docentes.

Inicialmente, el programa estaba disponible sólo para los docentes de la institución. De los primeros 33 docentes que ingresaron a la primera generación, 25 completaron con éxito el programa en su modalidad semipresencial. Durante la etapa de evaluación, se identificaron aciertos y áreas de mejora, lo que llevó a considerar la posibilidad de ofrecer el programa de manera virtual para ampliar su alcance a nivel nacional.

En el año 2004, la Facultad de Teatro de la Universidad Veracruzana inició la adaptación del programa a la modalidad virtual. En 2005, con la autorización de la Comisión Técnico-Académica de Ingreso y Escolaridad, se estableció la primera licenciatura en línea de la Universidad Veracruzana (uv, 2021).

En este programa, destaca el papel de los docentes, quienes actúan como facilitadores del aprendizaje, lo cual resalta la naturaleza multimodal de la licenciatura. Los facilitadores brindan apoyo, resuelven dudas y evalúan al alumno de manera sumativa y formativa. El proceso de aprendizaje se traslada al alumno, quien se convierte en un aprendiz autodidacta y responsable de su propia educación superior.

Cada periodo escolar, la Universidad Veracruzana ofrece diferentes experiencias educativas en el programa, cada una con un valor de créditos establecido. Todo el contenido se encuentra en una plataforma interactiva que fomenta el aprendizaje autónomo. Cada experiencia educativa incluye actividades con instrucciones claras y una rúbrica analítica y descriptiva para una evaluación precisa. Para finalizar el programa, los estudiantes deben completar un total de 355 créditos.

Otro aspecto relevante del programa es la posibilidad de acreditar estudios previos. Los estudiantes pueden validar su experiencia artística y estudios anteriores mediante constancias y documentos, lo que demuestra el reconocimiento de la Universidad Veracruzana hacia el trabajo artístico individual.

Conclusiones

La multimodalidad brinda nuevas oportunidades para que las personas continúen superándose, lo que implica aceptar las realidades surgidas de un ritmo de vida más acelerado. En este sentido, el presente permite la aplicación de nuevas tecnologías en la educación, las cuales ofrecen ventajas en el proceso de enseñanza-aprendizaje.

Como resultado, en México han surgido diversas opciones educativas de nivel superior que permiten el acceso a licenciaturas. Estas opciones ofrecen modalidades alternativas a la presencialidad, manteniendo la calidad educativa y brindando una variedad de programas en diferentes áreas del conocimiento.

La Licenciatura en Educación Artística de la Universidad Veracruzana ofrece estudios de nivel superior en modalidad virtual. Esta opción representa una excelente oportunidad de formación profesional para artistas que desean ampliar y enriquecer sus conocimientos en el ámbito de la docencia.

Más allá de lo que el programa representa, un cambio de paradigma en la valoración del docente de artes, esta licenciatura marca un hito en una nueva etapa multimodal ofrecida por la Universidad Veracruzana. En la actualidad, a dieciocho años desde el inicio del programa en línea, se posiciona como una de las mejores opciones en estudios de educación artística a nivel superior.

Nota: El presente trabajo se desarrolló en el marco de los estudios del posgrado: Doctorado en Ambientes y Sistemas Educativos Multimodales del Instituto de Estudios Superiores de la Ciudad de México Rosario Castellanos para la obtención del grado

Para saber más sobre los temas puedes visitar:

• Línea de tiempo con material audiovisual de educación multimodal en el mundo y en México.

Referencias

• Alvarez, D. (2019). La innovación en audiovisuales mediante programas educativos multimodales para la educación primaria. Educación artística: revista de investigación (eari), 10, 210-222. https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=7181278.
• Carpio, C. M. (2020). Análisis del portal educativo Perú Educa desde un enfoque multimodal. Revista peruana de investigación educativa, 12(13), 65–97. https://doi.org/10.34236/rpie.v12i13.236.
• García, Lorenzo. (s.f.). Historia de la Educación a distancia. Universidad Nacional de Educación a distancia. http://62.204.194.45/fez/eserv/bibliuned:20191/historia.pdf.
• Guerrero, L. C., Rodríguez, J. C. R., y Pacheco, M. A. C. (2022). Implementación de un sistema didáctico multimodal en la asignatura de Química para construir la intermodalidad educativa. Transdigital, 3(6), Article 6. https://doi.org/10.56162/transdigital138.
• Holmberg, B., Hrsg. Bernath, y Busch, F. W. (2005). The evolution, principles and practices of distance education, 11. https://n9.cl/lnsza.
• Loginow, S. y Roché, I. (2023). Sistemas de educación multimodal: Una alternativa educativa sostenible. BIU. https://biu.us/sistemas-de-educacion-multimodal/.
• López-Pérez, M. V., y Bobadilla-Pérez, M. (2023). Alfabetización multimodal y plurialfabetización en Educación Primaria a través de la narrativa transmediática El niño, el topo, el zorro y el caballo, de Charlie Mackesy. Texto Livre: Linguagem e Tecnologia, 16, e41879-e41879. https://doi.org/10.1590/1983-3652.2023.41879.
• Rovira, J., Ruiz, M., Gómez, I. M., Ruiz, M. y Gómez, I. M. (2022). Interdisciplinariedad, multimodalidad y TIC en el diseño de constelaciones literarias para la formación lectora. Revista electrónica de investigación educativa, 24. https://doi.org/10.24320/redie.2022.24.e05.4115.
• Universidad Veracruzana (uv). (2021). Historia de la licenciatura en educación artística. https://www.uv.mx/educacionartistica/general/historia-5/.

Recepción: 20/10/2021. Aprobación: 16/05/2023

El ser humano es una especie que biológica y culturalmente ha demostrado su capacidad de adaptación a las cambiantes condiciones de vida. Si bien, muchas de estas situaciones han sido generadas por el propio humano y su veta depredadora de la naturaleza —que se manifiesta en fenómenos como el calentamiento global, las hambrunas o la recién superada pandemia, cuyos efectos se exacerban en un mundo social lleno de desigualdades e inequidades que nos han puesto al borde la extinción como especie—, también es justo saber apreciar y fomentar lo que la humanidad ha creado. Como la música y demás artes, y cada una de las acciones de solidaridad, empatía y amor que de manera cotidiana y en los eventos de mayor tribulación surgen en cada uno de nosotros, nosotras y nosotres, y que es lo que en esencia refleja el espíritu humano y su capacidad transformadora.

La ciencia y la tecnología, como productos del conocimiento y actividad humana, revisten un caso especial, ya que lo mismo han sido empleadas para fines atroces y destructivos de manera consciente e inconsciente, que para las más grandes hazañas y mejoramiento de la humanidad. Los trece artículos que conforman este número de la Revista Digital Universitaria de la unam son una buena estampa de cómo el conocimiento que se genera por medio de la ciencia y la tecnología puede ser usado para propósitos enfocados en el bienestar de las personas y del mundo.

De esta manera, los artículos “Prebióticos orales: alternativa para el tratamiento y prevención de caries”, “¡No lo tires, aprovéchalo, es bioeconomía!” y “¿Algas en mi comida? ¿Es en serio?” son muestra acerca de cómo es que este conocimiento, que se produce desde distintas disciplinas, con diferentes alcances y en una variedad de instituciones y latitudes, puede generar beneficios tangibles, prácticos y cotidianos en la vida de millones de personas.

A la vez, cada uno de los artículos son una invitación a profundizar en las problemáticas que como personas enfrentamos a partir de develar nueva información en torno a, por ejemplo, los efectos del estrés en el embarazo y cómo esto nos afecta desde que nos encontramos en el vientre materno, situación que queda ilustrada en el artículo “Obesidad infantil: influencia de la nutrición y el estrés materno”. O bien, acerca de los avances y nuevos tratamientos de enfermedades que están presentes en los seres humanos desde hace siglos como es el caso de los distintos tipos de cáncer, los padecimientos autoinmunes o la enfermedad de Parkinson, y que se abordan en los textos “Explotando el código dulce: aplicaciones biomédicas de las lectinas” y “¿Qué hay de nuevo en la búsqueda para tratar a la enfermedad de Parkinson?”.

Los beneficios que la ciencia y la tecnología ha traído no se restringen a la vida humana, ni se traducen únicamente en formas utilitarias o prácticas del conocimiento. Así, en los artículos “La tecnología y la conservación de especies: el poder de las cámaras-trampa”, “Historias de un viejo lobo de mar”, “Los hidroides: pequeños grandes viajeros” y “Los carábidos: un vistazo a los escarabajos de suelo” se da cuenta de cómo la ciencia y la tecnología ayudan a comprender los efectos de la acción humana sobre otras especies y en el ambiente. Lo que estos cuatro textos encierran es un llamado a la acción para tomar conciencia de que no somos los únicos que tenemos derechos sobre este mundo y que las consecuencias de lo que hagamos repercuten para mal o para bien en los ecosistemas y en la vida de los otros habitantes de la tierra.

Por su parte, el artículo “Aceites esenciales al rescate en las prácticas agrícolas” nos interpela en torno a cómo las consecuencias de nuestras acciones también nos afectan en nuestra salud y vida. Asimismo, el texto “Alcaloides en la cultura: plantas y hongos alucinógenos mexicanos” nos invita a reflexionar acerca de la manera en que, como sociedad, procesamos nuestros miedos y hasta qué punto hemos perdido la espiritualidad o la cosmovisión que en muchas culturas originarias en México persiste y les permite vivir en equilibrio con la naturaleza y el mundo que han construido.

Como cierre del número, y en lo que ya se ha vuelto una tradición de la rdu, se nos presenta en la sección Universidades el artículo titulado “Explorando la educación multimodal en artes: Licenciatura en Educación Artística”, que explora las posibilidades de la educación multimodal en la enseñanza y aprendizaje en el campo de la educación artística, para trascender los límites espaciales y temporales que constriñen la acción educativa humana. Con este cierre de número volvemos al punto de origen de esta editorial: el lugar que ocupa la ciencia y tecnología como un catalizador de cambios y mejoras.

Así, cada uno de los textos que, a través de una cuidadosa selección y un esmerado trabajo de edición, conforman este número de la rdu es una oportunidad para pensarnos en nuestra cotidianidad de una manera diferente. De reconocer en nosotros, nosotras y nosotres la responsabilidad que, como representantes de la especie humana, tenemos para hacer de este un mundo mejor para todas las especies que lo habitan y con ello darnos una nueva vida.

Resumen

En las últimas décadas, el consumo de fructosa en México se ha incrementado dramáticamente. Este azúcar se utiliza como endulzante en refrescos, jugos embotellados, cereales, panadería, lácteos y caramelos. Su consumo diario está asociado con el desarrollo de síndrome metabólico, diabetes, obesidad y con efectos dañinos en el cerebro, que alteran el apetito, el ciclo sueño-vigilia, la neurogénesis, el aprendizaje y la memoria. El objetivo de este artículo es describir la gran variedad de efectos nocivos para la salud generados por el consumo excesivo de fructosa.
Palabras clave: fructosa, síndrome metabólico, cerebro, aprendizaje, memoria.

Fructose, that sweet enemy

Abstract

In the last decades, fructose consumption in Mexico has increased dramatically. This sugar is used as a sweetener in soft drinks, bottled juices, cereals, bakery, dairy and candies. Its daily consumption is associated with the development of metabolic syndrome, diabetes, obesity and with harmful effects on the brain that modify appetite, the sleep-wake cycle, neurogenesis, learning and memory. The aim of this article is to describe the wide variety of harmful effects on health generated by the excessive consumption of fructose.
Keywords: fructose, metabolic syndrome, brain, learning, memory.

Introducción

La fructosa, también llamada “azúcar de la fruta”, fue descubierta en 1847 por el químico francés Augustin-Pierre Dubrunfaut. Posteriormente, entre 1884 y 1894, el químico alemán Emil Fischer realizó varios ensayos para poder sintetizar fructosa de manera artificial. Gracias a sus estudios se pudo conocer la estructura química de diversos azúcares, también llamados monosacáridos. Por todas estas investigaciones, en 1902, Fischer fue galardonado con el Premio Nobel de Química (American Chemical Society [acs], 2017).

A lo largo de la vida cotidiana, el ser humano ingiere la fructosa que se encuentra de manera natural en frutas. En general, suponemos que las frutas son saludables debido a su alto contenido de vitaminas, minerales y fibra. Sin embargo, se ha cuantificado que en algunas frutas las cantidades de fructosa son significativamente altas. Por ejemplo, por cada 100 gramos de frutos secos como pasas o higos se pueden encontrar hasta 37 y 25 gramos de fructosa, respectivamente (Johnson et al., 2003).

Existen otras fuentes importantes de fructosa en nuestra dieta, como el azúcar de mesa y el jarabe de maíz de alta fructosa (jmaf). Éste es un endulzante constituido por una mezcla de fructosa-glucosa en proporciones 55-45%, y obtenido a partir de reacciones químicas que transforman la mayor parte de la glucosa del maíz en fructosa. Aunque el proceso de producción del jmaf fue descrito por primera vez en 1957, no fue sino hasta la década de los setenta que la industria alimenticia comenzó a sustituir el azúcar de caña por este endulzante. Así, desde 1980 el jmaf se estableció como uno de los principales ingredientes en la industria de refrescos, alimentos procesados, cereales y panadería, lácteos y dulcería (Khorshidian et al., 2021).

En la actualidad, una de las fuentes más importantes de ingesta de fructosa en la población son los refrescos. A finales de los años noventa, Estados Unidos ocupó el primer lugar mundial en el consumo anual per cápita de estas bebidas; sin embargo, la tendencia en ese país se ha ido paulatinamente a la baja. Los últimos reportes indican que México ocupa el primer lugar como consumidor de refrescos en el mundo, con un promedio de 163 litros por persona al año (Delgado, 2019).

Algunos estudios nutricionales han demostrado que los refrescos pueden contener aproximadamente 110 gramos de azúcares por litro, de los cuales 55% corresponde a fructosa (Ando et al., 2023). Entonces, si una persona bebe un litro de refresco diariamente, podría estar ingiriendo alrededor de 60 gramos de fructosa. Este alarmante dato está, además, subestimado, porque únicamente toma en cuenta la fructosa contenida en refrescos y omite aquella que se encuentra en cereales, pastelillos, caramelos y otros alimentos procesados (ver figura 1). De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (oms), una reducción en el consumo diario de azúcares (25 gramos por día) podría proporcionar beneficios adicionales para la salud como una reduccion de los factores de riesgo de enfermedades cardiovasculares (oms, 2020). Así, en este artículo se describirá la gran variedad de efectos nocivos para la salud relacionados con el consumo de fructosa, con el fin de concientizar a la población para evitar o reducir al máximo su ingesta en la dieta diaria.

Figura 1. Estructura química de la fructosa. Bebidas y alimentos procesados frecuentemente consumidos en México contienen altas concentraciones de fructosa.
Crédito: elaboración propia con Google Drawings.

Fructosa y síndrome metabólico

Después de que la fructosa es ingerida, pasa al intestino delgado, donde se absorbe a través de proteínas especializadas en transportar azúcares. Estas proteínas se encargan de transportarla desde el intestino hasta la sangre. Cuando la cantidad de fructosa es alta, el intestino se satura y detiene su absorción. Entonces la fructosa acumulada puede servir como sustrato para la fermentación bacteriana, lo que ocasiona disminución del movimiento intestinal, distención abdominal y gases (Carvallo et al., 2019). Además, la fructosa también puede estimular la descomposición de sustancias químicas llamadas purinas y elevar la producción de compuestos tóxicos, como el ácido úrico. El incremento de los niveles de ácido úrico en la sangre aumenta el riesgo de desarrollar gota, una enfermedad inflamatoria de las articulaciones. Pero la gota no es el único riesgo, estudios epidemiológicos han mostrado que niveles elevados de ácido úrico en sangre están relacionados con la aparición de enfermedades cardiovasculares, incluyendo hipertensión, acumulación de grasa en las paredes de las arterias, ritmo cardiaco irregular, dolor en el pecho e insuficiencia cardiaca (Saito et al., 2021).

Desde hace varios años se propuso que la ingesta excesiva de fructosa está relacionada con el desarrollo de síndrome metabólico (Gugliucci et al., 2020). El síndrome metabólico es una serie de desórdenes, que incluyen incremento de los niveles de glucosa y triglicéridos en sangre, resistencia a la insulina, bajos niveles de colesterol de alta densidad, también llamado “colesterol bueno”, obesidad abdominal y presión arterial elevada. Éstos, al presentarse en conjunto, pueden causar diabetes, enfermedades cardíacas e infartos cerebrales (nhlbi, 2022).

La insulina es una hormona secretada por las células del páncreas y es liberada al torrente sanguíneo después de la ingesta de alimentos. Su función principal es la de regular los niveles de azúcar ayudando a las células a absorber la glucosa. Cuando se presenta la resistencia a la insulina, las células no responden adecuadamente a esta hormona y, en consecuencia, se disminuye la capacidad de absorber glucosa. Como respuesta y para tratar de compensar este defecto, el organismo libera concentraciones mayores de insulina, lo que genera un estado de hiperinsulinemia o niveles excesivos de insulina en sangre. Los primeros estudios realizados en modelos animales demostraron que la administración de dietas altas en fructosa induce incrementos significativos de las concentraciones de insulina. Posteriormente, se ha observado que humanos con una dieta diaria suplementada con fructosa presentan niveles elevados de glucosa en sangre y resistencia a la insulina (Ter Horst et al., 2016).

Además, la fructosa es un compuesto altamente lipogénico, o sea, que favorece la síntesis de ácidos grasos. Estos ácidos grasos son la base para la producción de triglicéridos, principalmente en el hígado y en el tejido graso. Así, el consumo de fructosa promueve el depósito de grasa en el organismo, que, en consecuencia, está directamente relacionado con el desarrollo de obesidad (Gugliucci et al., 2020; ver figura 2).

Figura 2. El consumo de fructosa está asociado con el desarrollo de síndrome metabólico, caracterizado por obesidad, diabetes, hipertensión e hígado graso.
Crédito: elaboración propia con Google Drawings.

La prevalencia mundial del síndrome metabólico es preocupante, algunos estudios indican que ocurre en 20 a 25% de personas adultas y hasta en 19% de niños. En otras palabras, más de 1000 millones de personas en el mundo están ahora mismo siendo afectadas por este síndrome. En México las cifras son similares y se ha informado que la prevalencia es alrededor de 26% en adultos y de 20% en niños y adolescentes. Estas cifras están estrechamente ligadas al sobrepeso y la obesidad presentes en nuestra población (Rivera-Dommarco et al., 2018). Por lo tanto, todos estos desórdenes se han convertido en un serio problema de salud pública.

Efectos nocivos de la fructosa en el cerebro

Algunas investigaciones han mostrado que la fructosa puede concentrarse en el cerebro, lo que altera su función normal. Pero también se ha propuesto que los efectos nocivos se deben a la acumulación de otros compuestos tóxicos en la sangre (como el ácido úrico).

El impacto de la fructosa en el cerebro ha sido estudiado principalmente en dos regiones cerebrales: hipotálamo e hipocampo. El hipotálamo es una región localizada en la parte central inferior del cerebro y coordina funciones fisiológicas, como la temperatura corporal, el apetito y el ciclo sueño-vigilia. Existen dos hormonas que actúan en el hipotálamo y son determinantes en el control del apetito: la grelina y la leptina. La grelina, también conocida como “hormona del hambre”, se presenta cuando tenemos apetito. Por el contrario, la leptina, u “hormona de la saciedad”, nos ayuda a sentirnos satisfechos. Estas dos hormonas establecen un delicado equilibrio para regular el hambre y la saciedad (Bouret, 2017). El consumo de bebidas endulzadas con fructosa causa un incremento en los niveles de la grelina y una disminución de la hormona de la saciedad (leptina). De esta manera, la fructosa promueve la ingesta continua de alimentos al inhibir la señal de saciedad. Además, este azúcar tiene un poder endulzante mucho mayor que el de la sacarosa o azúcar de mesa, por lo tanto, es más placentero al paladar (Kisioglu y Nergiz-Unal, 2020).

Existen otras pequeñas moléculas, llamadas orexinas, que se sintetizan en el hipotálamo y juegan un papel muy importante en la regulación del ciclo sueño-vigilia. Hace varios años se descubrió que la narcolepsia se origina por la disminución de los niveles de orexinas en el cerebro. Los pacientes con narcolepsia presentan alteraciones del ciclo sueño-vigilia: súbitamente se quedan dormidos a lo largo del día. En la actualidad se considera que las orexinas son moléculas promotoras de vigilia, es decir, las concentraciones en el cerebro son altas durante el día y nos ayudan a mantenernos despiertos (Sánchez-García et al., 2019). Estudios realizados en roedores determinaron que el consumo diario de fructosa eleva los niveles de orexinas en el hipotálamo. Asimismo, se observó que este azúcar modifica el ciclo sueño-vigilia, incrementando el tiempo que los roedores pasan despiertos y, por el contrario, disminuyendo su período de sueño (Franco-Pérez et al., 2018). En resumen, la fructosa afecta de forma significativa funciones fisiológicas transcendentales que son reguladas por el hipotálamo.

El hipocampo es otra región cerebral, la cual tiene forma semejante a los caballitos de mar (de allí su nombre), que está localizada en la parte media del cerebro. Esta estructura regula la memoria espacial, que permite ubicarnos en el espacio y llegar a algún lugar utilizando señales del entorno. Sin embargo, el hipocampo puede ser susceptible al deterioro en respuesta a diferentes condiciones patológicas. Así, enfermedades como la epilepsia o el Alzheimer inducen daño en el hipocampo y los pacientes desarrollan amnesia, o pérdida de recuerdos, así como trastornos en la memoria espacial. Además, el hipocampo es una de las dos únicas regiones cerebrales en donde se generan nuevas neuronas. Este proceso, llamado neurogénesis, involucra el “nacimiento” y migración de nuevas células en el sistema nervioso central. En general, se asume que este proceso persiste en el cerebro adulto y que las condiciones que incrementan la tasa de neurogénesis (como correr periódicamente) mejoran las habilidades cognitivas como el aprendizaje y la memoria (Olivares-Hernández et al., 2015).

Desde hace una década se determinó que el consumo prolongado de fructosa causa déficits en la memoria espacial. Varios estudios de laboratorio describieron que los roedores que consumían fructosa eran incapaces de aprender y recordar donde se encontraba la plataforma o el túnel de escape en diversos laberintos. Asimismo, el exceso de fructosa en la dieta es una condición que inhibe completamente la neurogénesis en el hipocampo. Por lo tanto, algunos científicos han propuesto que la pérdida de memoria observada después de consumir diariamente fructosa está relacionada con la inhibición de la neurogénesis (Fierros-Campuzano et al., 2022).

También se ha observado que este azúcar genera otros procesos patológicos como neuroinflamación en el hipocampo (ver figura 3). La neuroinflamación es una respuesta muy compleja, que está caracterizada por la liberación de moléculas tóxicas que a la larga pueden inducir la muerte de las neuronas en el cerebro. Con base en lo anterior, se ha propuesto que el consumo de fructosa puede ser un factor que favorezca el desarrollo de enfermedades neurodegenerativas caracterizadas por pérdida de memoria, como el Alzheimer (Johnson et al., 2023).

Figura 3. A largo plazo, la fructosa induce una gran variedad de alteraciones en el cerebro.
Crédito: elaboración propia con Google Drawings.

Conclusiones

La fructosa es una azúcar que se encuentra de forma abundante en muchas frutas. Sin embargo, en la actualidad, la principal fuente de ingesta de fructosa es el jmaf. En las últimas décadas la producción industrial de jmaf se ha incrementado exponencialmente debido a su constante uso como principal endulzante en una gran cantidad de bebidas y alimentos procesados. La fructosa ha sido descrita como un agente causante de síndrome metabólico, el cual está caracterizado por la presencia conjunta de obesidad, diabetes, niveles altos de triglicéridos en sangre e hipertensión. Al mismo tiempo, el consumo diario de fructosa está asociado con efectos dañinos en el cerebro. Estos efectos incluyen: alteración en la regulación del apetito, cambios en el ciclo sueño-vigilia, inhibición de la neurogénesis, déficit de aprendizaje y pérdida de memoria. Tomando en cuenta todos los hallazgos descritos, debemos considerar que la fructosa es un dulce enemigo que está relacionado con algunos de los principales problemas de salud pública en México.

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Recepción: 7/12/2021. Aprobación: 27/07/2023.

Resumen

Durante las últimas décadas se han estudiado diferentes maneras de obtener nanomateriales (materiales que presentan tamaños de partícula hasta cien mil veces menor que un cabello humano). Los métodos tradicionales de síntesis requieren altas temperaturas y presiones, con el fin de obtener materiales con características específicas, como la cristalinidad, o el arreglo que tienen los átomos cuando forman una estructura. Para alcanzar estas altas temperaturas se emplean técnicas de calentamiento por convección o conducción, que suelen tomar varios días en obtener el resultado deseado. Es por ello que es importante buscar rutas que sean fáciles, rápidas, económicas y comercialmente viables para la producción de nanomateriales; una de las más importantes y versátiles investigadas en los últimos años es el uso microondas. Las microondas son ondas eléctricas y magnéticas generadas artificialmente, que provocan que las moléculas aumenten su movimiento, generando un sobrecalentamiento de manera fácil y rápida en una sustancia. Por lo anterior, una síntesis asistida por irradiación de microondas permite obtener nanomateriales con características específicas, ajustables a las necesidades de aplicación, como el tamaño y tipo de distribución de poros, el área superficial específica y la cristalinidad, que dependen en gran medida del tiempo, frecuencia y potencia de irradiación. Además, con el uso de las microondas se logra disminuir el tiempo que se emplea para la obtención de nanomateriales. Así, en este texto se abordará la importancia del uso de las microondas en la síntesis de nanomateriales a través de un contexto aplicativo y se dará una breve descripción histórica.
Palabras clave: microondas, síntesis, nanomateriales.

Microwaves in the synthesis of nanomaterials

Abstract

During the last decades, different ways of obtaining nanomaterials (materials that have particle sizes up to 100,000 times smaller than a human hair have been studied. Traditional synthesis methods require high temperatures and pressures in order to obtain specific characteristics such as crystallinity, that is, the arrangement that atoms have when they form a structure. To obtain high temperatures, convection or conduction techniques are used, which usually take several days for the desired result. That is why it is important to look for routes that are easy, fast, economical, and commercially viable to produce nanomaterials; currently, one of the most important is the use of microwave irradiation (exposure to radiation). Microwaves are artificially generated electrical and magnetic waves that cause molecules to collide with each other easily and quickly, causing overheating in a substance. Therefore, a synthesis by microwave irradiation allows to obtain nanomaterials with specific moldable characteristics that depend to a large extent on time, frequency, and irradiation power, such as size and type of pore distribution, specific surface area, and crystallinity. In addition, with the use of microwaves it is possible to reduce the time used to obtain such nanomaterials. Thus, in this text, the use of microwaves in the synthesis of nanomaterials will be addressed, in order to explain its importance through an application context and a brief historical description.
Keywords: microwave, synthesis, nanomaterials.

Introducción

Los nanomateriales son aquellos cuyo tamaño en cualquiera de sus dimensiones se encuentra entre 1 y 100 nanómetros (100,000 veces menores que un cabello humano). Obtener estos tamaños es posible gracias a la manipulación controlada de la estructura de los materiales por medio de técnicas de síntesis basadas en la modificación de la física, la química, la biología y la ciencia de los materiales (Gleiter, 2000; Silva y Medina, 2022).

En la actualidad, los nanomateriales pueden clasificarse de acuerdo con su aplicación, su estado de aglomeración, su morfología o forma, y su estructura. No obstante, la dimensión de la partícula es la característica más utilizada y completa, ya que de ella depende de la forma y el tamaño que presente. En la figura 1 se muestra un esquema de la clasificación por la dimensión del nanomaterial en el que se señalan todas las dimensiones de las estructuras que se encuentran entre 1 y 100 nm (Martínez-González et al., 2022).

Figura 1. Clasificación de nanomateriales por sus dimensiones: cero dimensional (0D) indica que todas sus dimensiones se encuentran entre 1 y 100 nm, unidimensional (1D) muestra que dos de sus dimensiones se encuentran en el orden nanométrico, bidimensional (2D) presentan una sola dimensión que es menor a 100 nm y tridimensional (3D) indica que todas sus dimensiones son superiores a 100 nm.
Crédito: elaboración propia.

Dentro de los múltiples métodos de obtención de nanomateriales que se han desarrollado en los últimos años, el uso de la irradiación con microondas ha generado muchísima atención. Esto se debe a que permite obtenerlos con propiedades texturales, de forma, cristalinidad, distribución y tamaños de partícula específicos, a través de la optimización de condiciones como la potencia y frecuencia de irradiación. Asimismo, permite la disminución del tiempo de síntesis, acortando a segundos reacciones que por métodos de calentamiento normales tardan hasta 72 horas (Jhung et al., 2006; Rivera et al., 2009). Todo esto se logra gracias a que un horno de microondas genera ondas eléctricas y magnéticas que tratan de alinerase a los dipolos de las moleculas, es decir, a su parte negativa y positiva y, al hacerlo, orientan el crecimiento de las partículas.

Descubriendo las microondas

De manera general, es posible definir las microondas como una forma de energía electromagnética (interacción entre el magnetismo y la electricidad), que se encuentra en el extremo más bajo del espectro electromagnético (radiación que se propaga en el espacio en forma de ondas; ver figura 2). Este tipo de energía se ubica en longitudes de onda (espacio que hay entre una onda y otra) de 1 a 10^-3 m, entre la radiación de infrarrojo y las ondas de radio, a frecuencias (número de ondas que pasan por un punto en un determinado tiempo) entre 0.3 y 300 GHz (Tompsett et al., 2006).

Figura 2. Espectro electromagnético.
Crédito: elaboración propia.

Con su descubrimiento, el uso de las microondas comenzó a popularizarse, principalmente en el hogar. El primer horno de microondas comercial fue desarrollado en la década de los años 40 por P. Spencer en la compañía Raytheon (Loupy, 2004). Spencer construía magnetrones para los equipos de radar durante la Segunda Guerra Mundial. En una ocasión mientras observaba un radar, se dio cuenta de que el chocolate que traía en su bolsillo se había calentado, lo cual detonó su curiosidad y comenzó a investigar. Él dedujo que al colocar el magnetrón dentro de una caja de metal y al disparar las ondas eléctricas y magnéticas, éstas tenían un efecto de calentamiento en los alimentos que se colocaban dentro.

En los primeros años de investigación enfocada en el estudio del efecto de las microondas en las síntesis de compuestos químicos, los hornos de microondas domésticos fueron de gran utilidad para estudiar todas las propiedades que pueden ser modificadas o controladas en el desarrollo de nanomateriales. Los hornos de microondas operaban a una frecuencia de 2.45 GHz y era posible controlar la temperatura a través de sondas externas, que interrumpían la irradiación cuando el sistema llegaba a la temperatura deseada (Tompsett et al., 2006). Una de las características más importantes del valor de esta frecuencia en el proceso de síntesis es que la energía transmitida por los fotones (partículas elementales de la luz) es relativamente baja (0.0016 eV), por lo que no es posible romper los enlaces químicos de los reactivos involucrados, inhibiendo la generación de reacciones químicas.

Hoy en día, los hornos que se basan en microondas cuentan con un amplio rango de aplicaciones, que incluyen la esterilización, y el secado y síntesis de compuestos orgánicos e inorgánicos, por mencionar algunos. Haciendo énfasis en las reacciones de síntesis, parte de la energía de las microondas se absorbe por el nanomaterial y se transforma en calor, lo que permite que la temperatura se incremente de manera puntual. De una forma más técnica, el calentamiento se realiza con la energía suficiente (0.037 kcal/mol) para afectar únicamente a las moléculas, mas no a la estructura (la estructura se ve afectada con energías de entre 80 y 120 kcal/mol). Así, la energía de estas ondas sólo permite calentar de manera uniforme grandes secciones, sin afectar su composición química (Jubri et al., 2012).

Sintetizando nanomateriales con microondas

Durante el proceso de síntesis con microondas, las ondas electromagnéticas se dirigen directamente a las moléculas, lo que conduce al aumento de la polaridad (polo positivo y negativo en una molécula) de la solución. Este efecto provoca que las moléculas pasen de su estado fundamental (forma de una molécula sin reaccionar) al estado de transición (forma de las moléculas cuando se aplica energía), generando un rápido aumento de la temperatura en el núcleo de la mezcla de reacción. El proceso da como resultado un calentamiento más rápido y uniforme de la solución (ver figura 3). Este calentamiento no depende directamente de la conductividad térmica (capacidad para conducir el calor) del nanomaterial, sino de la alineación de los polos de las moléculas (positivos y negativos) presentes en el medio, lo cual es posible controlar gracias a la potencia y frecuencia con la que son irradiados los reactivos con las microondas (Kappe, 2004; Kappe y Dallinger, 2006).

Figura 3. Interacción entre las microondas y las moléculas.
Crédito: elaboración propia.

El uso de microondas proporciona varias ventajas dentro de los procesos de síntesis, tales como el rápido calentamiento y el calentamiento y la reducción de los gases sin afectar la estructura. Gracias a estas ventajas, se mejoran las propiedades y la posibilidad de obtener nuevos nanomateriales y compuestos (Jubri et al., 2012).

Los hornos de microondas comúnmente utilizados en la síntesis constan de seis componentes básicos:

1. El generador de microondas, también llamado magnetrón.
2. La guía de ondas, la cavidad de microondas.
3. El agitador (ondas a extenderse).
4. El termostato.
5. El aire de escape.

Estos componentes siguen una secuencia para poder generar las ondas electromagnéticas. Primero, el magnetrón produce las ondas que son propagadas directamente en la cavidad del horno, en donde un difusor (separador) las distribuye en diferentes direcciones para ser absorbidas por las moléculas presentes en el medio irradiado (ver figura 4; Arruda y Santelli, 1997).

Figura 4. Radiación en un horno de microondas.
Crédito: elaboración propia.

En la síntesis por microondas se deben tomar en cuenta diversos factores, como el pH de la solución, potencia, tiempo del calentamiento, agitación, presión y temperatura (Tompsett et al., 2006). Al controlar todos estos factores durante el proceso de formación de nanomateriales, es posible controlar las propiedades texturales como área específica, tamaño y volumen de poro y, las propiedades morfológicas, como el tamaño y la textura de partícula (Zarazúa-Aguilar et al., 2018).

Dentro de los nanomateriales obtenidos con esta técnica, encontramos las arcillas, de las cuales los hidróxidos dobles laminares o compuestos tipo hidrotalcita son los que se sintetizan más frecuentemente. El proceso es muy común y consta de una serie de pasos que involucran la combinación de los diversos reactivos en un medio controlado bajo agitación constante; posteriormente, cuando se han mezclado, se hace uso de las microondas bajo condiciones de tiempo y temperatura determinadas. El uso de microondas disminuye el tiempo de síntesis y promueve la formación de un nanomaterial más uniforme y con tamaños de partícula más pequeños (Velázquez-Herrera y Fetter, 2022), en comparación con el uso de un método común de calentamiento, como en una autoclave, el cual es muy parecido a una olla de presión con la que se cocinan alimentos.

Conclusiones

Las microondas han ayudado al ser humano en diversas tareas, desde calentar agua para prepararse un café o un té, hasta obtener los más sofisticados y mejores nanomateriales, que se pueden usar para diversas aplicaciones en medicina, remediación de medio ambiente, ingeniería, etcétera. Desde el descubrimiento de su uso en nanomateriales, se han sintetizado diversos tipos, de los que se han estudiado las características de estructura y textura obtenidas por este método, optimizando al mínimo los tiempos de síntesis, y conociendo los parámetros de control. Así, cada nanomaterial puede ser diseñado de manera tal que cumpla con propiedades físicoquímicas específicas o con una función en particular, dependiendo de la naturaleza de aplicación.

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Recepción: 08/2/2022. Aprobación: 27/07/2023.