https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/250/13263/Ciencia_UANL._2010._Vol_13._No_4._Octubre-Diciembre.pdf 4ae898c191490f85b81c4ba00e6ac305 PDF Text Text �m Editorial Premio de Investigación UANL 2010 □ Alan Castillo En la presente edición de nuestra revista CiENCiAUANL, dedicada a los trabajos del Premio de Investigación UANL 2010, la Universidad Autónoma de Nuevo León se honra al reconocer las mejores investigaciones que en este año resultaron ganadoras. En esta ocasión se recibieron 84 trabajos en las siete áreas del conocimiento a premiar. Los trabajos ganadores en este año son: en el área de Ciencias Naturales, "Desarrollo y validación de métodos analíticos para estandarización de fitofármacos con Turnera diffusa (damiana)", de Noemí Waksman de Torres, María de la Luz Salazar Cavazos, Aurora de Jesús Garza Juárez, Jonathan Pérez Meseguer y Ricardo Salazar Aranda. En dicho trabajo se desarrolló y validó un método de análisis por HPLC/DAD, siendo éste el primer método analítico validado disponible para los productos medicinales comerciales que contienen la planta la "damiana". En el área de Ciencias de la Tierra y Agropecuarias, la investigación ganadora, "Desarrollo y uso de un sistema serológico para la detección del virus de la tristeza, en el análisis masivo de muestras de cítricos", de María Magdalena Iracheta Cárdenas y Mario Alberto Rocha Peña, reporta el desarrollo y uso de un sistema serológico para la detección del CTV en el análisis masivo de muestras de cítricos. Los resultados obtenidos demuestran que los anticuerpos desarrollados contra la prb del CTV son útiles como anticuerpos primarios e intermedios para capturar y detectar antígenos del CTV, respectivamente, en ensayos de ELISA, en la modalidad de doble sándwich indirecto. El trabajo ganador en el área de Ciencias de la Salud fue "Potenciación de la respuesta inmune antitumoral mediante el envío y retención de antígenos en el retículo endoplásmico", de Roberto Montes de Oca Luna, María de Jesús Loera Arias, Odila Saucedo Cárdenas, Sandra Cecilia Esparza González y Arnulfo Villanueva Olivo. Con la construcción de un adenovirus recombinante que expresa el antígeno E7, este trabajo demuestra que, fusionándolos únicamente al péptido señal y a la señal de retención en RE (retículo endoplásmico), KDEL, los antígenos pueden enviarse y retenerse en el RE, con la consecuente mejora en la respuesta inmune antitumoral. Esta estrategia se aplica para incrementar la respuesta inmune de diferentes antígenos y terapias antitumorales. En Ciencias Exactas hubo dos trabajos ganadores: "Desarrollo de semiconductores con estructura CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 343 �EDITORIAL tipo perovskita para purificar el agua mediante tecnologías de oxidación avanzada", de Leticia Myriam Torres Guerra, Arquímedes Cruz López, Isaías Juárez Ramírez y Xiomara Lisette García Montelongo. En esta investigación los autores muestran resultados de los estudios realizados en un laboratorio implementado para realizar pruebas fotocatalíticas, para la degradación de contaminantes orgánicos y para la producción de hidrógeno como fuente alterna de energía. El otro trabajo ganador, "Brechas acústicas en arreglos lineales de dipolos magnéticos", de Francisco Javier Sierra Valdez, J. Carlos Ruiz Suárez y Carlos Martínez Hernández, se centró en estudiar algunas propiedades acústicas en cadenas de dipolos magnéticos, como la velocidad de propagación del sonido y su espectro en frecuencias. En el área de Humanidades, con el trabajo "Un modelo predictivo de la violencia escolar en adolescentes", de María Elena Villarreal González, Juan Carlos Sánchez Sosa y Gonzalo Musitu Ochoa, se concluyó que la presencia de la apertura en la comunicación con los padres y una adecuada integración y participación comunitaria inhiben la aparición del estrés y la sintomatología depresiva, y éstos a su vez inhiben la violencia escolar. En el área de Ciencias Sociales, en el trabajo "Análisis de la generación y distribución del ingreso en México a través de una matriz de contabilidad social.", de Erick Rangel González, Joana C. Chapa Cantú, Ernesto Aguayo Téllez y Nelly C. Ramírez Grimaldo, se construye una matriz de contabilidad social para la economía mexicana a 2004. Como aplicación se formula el modelo de multiplicadores contables que permite analizar la generación y redistribución de la renta en México, y determinar el ingreso inducido y redistribuido de una inyección exógena unitaria, como en el caso de las remesas internacionales. Finalmente, en el área de Ingeniería y Tecnología, el trabajo "Fotocatálisis heterogénea como herramienta tecnológica para la purificación de aguas residuales: caracterización fotocatalítica de molibdatos de bismuto activos a la radiación visible y aplicación en película delgada", de Azael Martínez de la Cruz, Enrique M. López Cuéllar, Sergio A. Obregón Alfaro y Karen H. Lozano Rodríguez, presenta los molibdatos γ-Bi2MoO6 y α-Bi2Mo3O12 como nuevos fotocatalizadores para la degradación de contaminantes orgánicos en medio acuoso por acción de la luz visible. La sustentabilidad de la fotocatálisis heterogénea se basa en el empleo de óxidos semiconductores cerámicos (no tóxicos) y energía solar (energía gratuita). Enhorabuena y felicidades a todos los ganadores. m 344 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �Premio de Investigación UANL 2010 CIENCIAS DE LA SALUD Entrevista al doctor Roberto Montes de Oca Luna JESSICA BALDERAS SALAZAR G anadores en la rama de Ciencias de la Salud, después de competir con otros ocho trabajos de investigación en la misma área, fueron los doctores Roberto Montes de Oca Luna, Ma. de Jesús Loera Arias y Odila Saucedo Cárdenas, con el apoyo de los estudiantes de posgrado Cecilia Esparza González y Arnulfo Villanueva Olivo. Este equipo de trabajo surge gracias a la necesidad de colaboración y, sobre todo, por la fusión de conocimientos en su área de cada uno de los integrantes, con la finalidad de resolver un problema de salud. Asimismo, por la existencia del Programa de Doctorado con Orientación en Morfología que tiene el Departamento de Histología de la Facultad de Medicina de nuestra Universidad. Los investigadores incrementaron la respuesta inmune celular contra un antígeno específico, en este caso el antígeno E7 del virus HPV-16, agente causal del cáncer cérvico-uterino, con una innovación desarrollada en este trabajo. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 ¿De qué trata este proyecto? Construimos un adenovirus recombinante que expresa el antígeno E7 del virus HPV-16 y probamos su potencial antitumoral en un modelo animal para el cáncer cérvico-uterino. Lo innovador de nuestro proyecto fue la fusión de dos péptidos de señalización celular a retículo endoplásmico, a este antígeno E7. Esta fusión incrementó la eficiencia del procesamiento del antígeno E7, logrando de esta manera una mejor respuesta antitumoral. ¿Cómo nace la idea de llevar a cabo esta investigación? Previamente habíamos trabajado con otro potenciador de la respuesta inmune celular, el gen de la proteína Calreticulina, un adyuvante desarrollado por el Dr. T.C. Wu, del Hospital Johns Hopkins. Nosotros simplificamos esta tecnología; el adyuvante, una molécula que incrementa 345 �ENTREVISTA AL DOCTOR ROBERTO MONTES la respuesta inmune celular de un antígeno, ayuda (como su nombre lo indica) a que sea más efectiva la respuesta inmune. Este proyecto comienza como parte de una competencia en nuestra facultad, «Desafío de INVEST», enfocada a incrementar la cultura de la investigación entre los estudiantes de nuestra Facultad de Medicina. ¿Cuáles han sido las etapas de este estudio? Comenzamos con otra investigación, como ya se comentó, y con base en los resultados tuvimos la interrogante de cómo mejorar esa vacuna para hacerla más simple y, sobre todo, más factible para utilizarla en fase clínica, ya que a final de cuentas lo que nos interesa es aplicarla a pacientes. Fue por esto que comenzamos a analizar el uso de el antígeno E7 del HPV-16, pero ahora dirigiéndolo directamente al retículo endoplásmico, ya sin Calreticulina, y comprobamos que tenía el mismo efecto que con esta proteína. Esto lo confirmamos primeramente en cultivo celular, y posteriormente con un ensayo de protección antitumoral en el que obtuvimos 100% de protección antitumoral, igual que cuando se utiliza Calreticulina. 346 DE OCA LUNA ¿Cuáles fueron sus primeros resultados, sobre todo los que encaminaron este estudio a buscar otra fase mejor preparada? Primero probamos la Calreticulina fusionada al antígeno del cáncer cérvico-uterino en un sistema adenoviral, en el que hicimos varias pruebas, tanto en la prevención del desarrollo de tumores como en ratones que ya tenían tumores establecidos. Obtuvimos resultados muy positivos referentes a la erradicación de tumores en estos roedores. ¿Cuánto tiempo les llevó lograr los resultados deseados, cómo se llevó a cabo cada una de las etapas? Fueron aproximadamente tres etapas, distribuidas entre casi dos años de gran trabajo; primero, con la planeación y construcción de los adenovirus, éstos son la herramienta utilizada como vector para probar nuestras construcciones; posteriormente, los análisis in vitro en cultivo celular, para luego continuar con la fase de experimentación en un modelo tumoral murino. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �JESSICA BALDERAS SALAZAR ¿De qué manera beneficia a la sociedad este proyecto? Esperamos desarrollar una vacuna que nos permita tratar a las pacientes, principalmente a mujeres que, por desgracia, ya tengan el cáncer cérvico-uterino establecido. Actualmente existen vacunas para prevenirlo, pero aún queda desamparada la población ya infectada, a la que enfocamos nuestros estudios, a través de una terapia que nos ayude a erradicar en ellas estos tumores establecidos.Otro punto importante sería utilizar esta tecnología con otros antígenos, de otros tipos tumorales, otras enfermedades en las que también sea importante despertar una respuesta inmune celular. investigar, es hacer las cosas bien y obtener resultados de calidad, generar algo que llegue realmente al sector de la sociedad que lo necesita, pues mucha investigación surge de una necesidad, por lo que un reconocimiento de este tipo viene a incentivarnos a seguir trabajando. Lo más satisfactorio sería que, además de este reconocimiento, lográramos que nuestro estudio fuera empleado en la población que nos inspiró. Ganar un premio de éstos impulsa a para seguir investigando, pues algunas veces creemos que las cosas no están salen como queremos, pero este tipo de incentivos generan motivación para continuar, porque vemos frutos y posibilidades de aplicarlos a la sociedad. ¿Qué sigue ahora? ¿Qué significa obtener este premio reconociendo su trabajo como investigadores? Haber obtenido la máxima distinción en investigación que otorga nuestra institución me llena de orgullo, así como haber interactuado con todos los integrantes del equipo, y ser universitarios. Concursamos muchos, desgraciadamente, no todos recibieron reconocimiento; pero queremos hacer extensiva la felicitación a todos los que participaron, por hacer investigación. Estamos muy orgullosos todos, pues la idea, cuando uno comienza a CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 Hemos terminado la fase preclínica con resultados bastante satisfactorios en nuestro modelo tumoral murino, ahora hay que probar este sistema en el ser humano. Tenemos que contactar a especialistas en el área de oncología del Hospital Universitario para trabajar juntos en un protocolo de investigación que incluya pacientes con cáncer cérvico-uterino. También queremos agradecer al Departamento de Inmunología de la Facultad de Medicina y al Centro de Investigaciones Biomédicas del Noreste, por su valiosa participación en esta investigación. 347 �Premio de Investigación UANL 2010 CIENCIAS DE LA TIERRA Entrevista al doctor Mario Alberto Rocha Peña ESPERANZA ARMENDÁRIZ D esde la década de 1930 del siglo pasado, en todo el mundo se han registrado cerca de 100 millones de árboles que han muerto a causa del virus de la tristeza; por eso es necesario continuar con los monitoreos que en 2006 se dejaron de realizar en México. Hoy, el Dr. Mario Alberto Rocha Peña se hizo acreedor, por segunda vez, al Premio de Investigación UANL por desarrollar anticuerpos contra este virus que afecta las plantaciones de cítricos a nivel mundial. Para el investigador universitario la citricultura es de gran importancia para México, ya que actualmente, en más de 500 mil hectáreas plantadas con cítricos, "el virus está latente, en forma asintomática, y cuando éste se manifiesta, la planta se marchita, como si le faltara agua, las hojas se empiezan a colgar por así decirlo y, gradualmente, el árbol pierde vigorosidad y finalmente muere". 348 ¿En qué consiste el estudio acerca del virus de la tristeza en cítricos? La detección masiva se lleva a cabo con anticuerpos específicos para el virus de la tristeza. Los anticuerpos específicos para el virus los desarrollamos contra la proteína de la cubierta del virus expresada en la bacteria Escherichia coli. La proteína expresada en bacterias la purificamos y la inyectamos en cabras y conejos. Los anticuerpos desarrollados en cabras y conejos los empleamos mediante una técnica del laboratorio denominada ELISA (por sus siglas en inglés) para detectar el virus en plantas infectadas. ¿Cuál es la muestra que ustedes tomaron para hacer este estudio? Trabajamos en colaboración con investigadores del Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA), con sede en California, y con la Agencia para la Erradi- CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �ESPERANZA ARMENDÁRIZ cación del Virus de la Tristeza de California (CCTEA, por sus siglas en inglés). El trabajo lo desarrollamos en tres etapas: primero evaluamos nuestros anticuerpos con una colección del virus de la tristeza, que tiene el USDA, establecida con muestras del virus colectadas en diversas áreas citrícolas de mundo, representadas en los cinco continentes. Nosotros tomamos una muestra representativa de 69 de esos aislamientos para probar nuestros anticuerpos, y asegurar que reconocieran todas las razas del virus. La segunda etapa consistió en la evaluación de nuestros anticuerpos con una colección de 280 aislamientos del virus de California, en esta evaluación comparamos nuestros anticuerpos con un kit comercial disponible para la detección del virus de la tristeza y con los anticuerpos que rutinariamente emplean en la CCTEA de California. Se mostró que nuestros anticuerpos desarrollados contra la proteína recombinante del virus fueron tan efectivos como los anticuerpos evaluados de California y los disponibles comercialmente. La tercera etapa consistió en el análisis masivo de muestras de cítricos con nuestros anticuerpos. En esta parte utilizamos nuestros anticuerpos para evaluar 41 mil muestras de 300 huertas de cítricos del estado de California; esta etapa se realizó como parte del programa de monitoreo que tiene la CCTEA en California. ¿Qué resultados arrojó el análisis masivo de muestras? crotitulación, y como anticuerpos intermedios para detectar al virus en las muestras de cítricos infectadas. En estudios similares, otros investigadores no habían obtenido resultados consistentes en este aspecto, es decir, los anticuerpos desarrollados a partir proteínas recombinantes no fueron eficientes para utilizarlos como anticuerpos primarios. Nuestro sistema emplea anticuerpos primarios desarrollados en cabra y, como secundarios, los desarrollados en conejos. Otra aportación relevante de esta investigación es que nuestros anticuerpos no tienen reacción cruzada con tejido sano de plantas de cítricos. Durante el proceso de evaluación, a nivel de campo, en un lote de mandarinas no infectadas por el virus, éstas dieron resultados falsos positivos con los anticuerpos desarrollados en California, en contraste con nuestros anticuerpos hubo reacción negativa para estas muestras. Nuestros anticuerpos fueron desarrollados contra la proteína recombinante sin marca, por el contrario, los anticuerpos desarrollados en California fueron también contra la proteína recombinante, pero marcados por un sistema denominado fusión de maltosa. La ventaja principal de producir anticuerpos mediante nuestro sistema de proteína recombinante es que contamos con los cultivos bacterianos transformados con el gen de la proteína de la cápside del virus sin marca, lo cual permite producir anticuerpos en forma permanente. Asimismo, fue relevante la utilidad de nuestros anticuerpos pará el análisis masivo de muestras de cítricos. Los resultados fueron satisfactorios: se detectaron plantas infectadas por el virus en plantaciones comerciales, en muestras masivas, las cuales fueron eliminadas como parte del programa de erradicación de la CCTEA en California. ¿Cuál fue la principal aportación de esta investigación? Esta investigación, como principal aportación, mostró que los anticuerpos producidos a partir de nuestro sistema de proteína recombinante fueron efectivos en la detección del virus, mediante la técnica ELISA, como anticuerpos primarios para atrapar el virus a las placas de mi- CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 349 �ENTREVISTA AL DOCTOR MARIO ALBERTO ROCHA PEÑA ¿Esta investigación está concluida? Esta parte de la investigación, se puede decir, está concluida en lo que respecta al desarrollo del sistema de detección, para el análisis masivo de muestras de cítricos empleamos anticuerpos desarrollados contra la proteína recombinante de la cápside del virus. ¿En México, qué tan fuerte es el virus de la tristeza y qué tanto afecta a las plantaciones, se detecta con facilidad? La citricultura de México es de gran importancia para el país, actualmente, ya que de 500 mil hectáreas de cítricos, 90 por ciento de la citricultura está plantada sobre lo que se conoce como el portainjerto del naranjo agrio, y esa combinación vuelve a los árboles vulnerables al virus de la tristeza. Otro factor importante es que, desde 2004, existe en el país el pulgón café de los cítricos (Toxoptera citricida), el insecto vector más eficiente en la diseminación del virus de la tristeza. La importancia del virus de la tristeza en México es que se encuentra latente, es decir, sin manifestación de síntomas. La presencia del virus en algunas plantaciones del país se ha determinado mediante análisis de árboles con anticuerpos específicos al virus. De 1992 a 2006 se llevó a cabo una campaña para la detección y eliminación de árboles infectados por el virus de la tristeza. De acuerdo a los resultados disponibles a través de la SAGARPA, hasta 2006 se analizaron casi un millón 500 mil muestras, con una detección a nivel nacional de 4 mil 468 de árboles infectados distribuidos en las 20 entidades citrícolas del país. Esta campaña se llevó a cabo en seguimiento a la Norma Oficial Mexicana 031, y fue operada por los comités estatales de sanidad vegetal de cada estado citrícola del país, para lo cual se emplearon anticuerpos comerciales adquiridos en el extranjero. De acuerdo a los datos disponibles a través de la SAGARPA, del número de árboles analizados se puede afirmar que cubrieron alrededor de 59 mil hectáreas, lo que equivale a poco más de 10 por ciento de la superficie de cítricos del país, con un total de 4 mil 468 plantas infectadas por el virus. Con base en estos números, se puede anticipar que hay todavía alrededor de 30 mil plantas infectadas por el virus, en forma asintomática, en las 450,000 hectáreas restantes de la citricultura de México. ¿Cómo afecta este virus a la planta? En la primera etapa el virus está latente, es decir, sin manifestación de síntomas; pero cuando se manifiesta, la planta muestra síntomas de marchitez, como si le faltara agua, las hojas se empiezan a colgar, por así decirlo, y gradualmente el árbol pierde vigor, luego muere. La producción de fruto disminuye gradualmente. Bajo diversos factores, el virus ocasiona una muerte repentina o súbita de las plantas de cítricos. ¿La siguiente fase de esta investigación es desarrollar estos anticuerpos para comercializarlos, o cuál es la siguiente etapa? La comercialización de nuestros anticuerpos podría llevarse a cabo siempre y cuando tuviéramos aquí, en México, un mercado. Desafortunadamente, la campaña de detección del virus de la tristeza dejó de operar en 2006, lo cual redujo el uso potencial de nuestros anticuerpos en la citricultura nacional. 350 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �ESPERANZA ARMENDÁRIZ ¿Cuáles han sido sus líneas de investigación? Han sido con el virus tristeza de los cítricos y enfocadas principalmente a la serología, que es la detección mediante anticuerpos. ¿Qué le ha dejado la investigación? Satisfacciones; para nosotros fue satisfactorio haber desarrollado estos anticuerpos y comprobar que superaron, en cuanto a calidad de reacción, a los comerciales y a los empleados en California. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 ¿Qué lo motiva a continuar con esta labor dentro de la ciencia? Seguir tratando de encontrar herramientas de laboratorio útiles para la agricultura. Actualmente tenemos un proyecto del Conacyt con el virus de la tristeza, relacionado con la expresión de otros dos genes del virus: uno es el gen p20, que se manifiesta al producir una proteína que se acumula en inclusiones que forma el virus en la planta; el otro es el gen p23, que está asociado a la patogenicidad. Seguimos trabajando con el virus de la tristeza, y continuamos con la misma línea de investigación. 351 �Premio de Investigación UANL 2010 CIENCIAS EXACTAS Entrevista a la doctora Leticia M. Torres Guerra ESPERANZA ARMENDÁRIZ a doctora Leticia Myriam Torres Guerra es una apasionada de la ciencia, especialmente de la ciencia de los materiales, a los que estudia hasta conocerlos en su totalidad, para manipularlos e innovar: "El reto diario es preparar nuevos materiales, sintetizar, caracterizar y entender el equilibro termodinámico de éstos a través de los diagramas de fases, además de lograr el control de sus propiedades a través de los conocimientos de la cristaloquímica, microestructura y morfología de dichos materiales. Entender y explicar las relaciones que pueden guardar estos parámetros con el comportamiento del material es fabuloso", menciona. Todo este avance científico le ha costado más de dos décadas, desde que se inició como profesora investigadora en la Facultad de Ciencias Químicas, en 1985, labor que le ha llevado a obtener, en más de 15 ocasiones, el Premio de Investigación UANL a partir de 1992. En este 2010 no fue la excepción, pero ahora desde la Facultad de Ingeniería Civil, a la que le ha entregado, en cinco años de trabajo, dos de estos reconocimientos. La doctora Torres Guerra, investigadora muy cotizada tanto en la formación de recursos humanos como por investigadores que buscan unirse a su grupo de L 352 trabajo, actualmente tiene una lista de más de 30 doctores con un currículo impresionante y perfil adecuado que aspiran a ingresar al Departamento de Ecomateriales y Energía que ella dirige. ¿En qué consiste el estudio con el que ganó el Premio de Investigación UANL 2010? Nosotros somos capaces de buscar nuevos materiales con nuevas y mejores propiedades fotocatalíticas. Por lo que, en este proyecto, sintetizamos perovskitas simples y dobles: tantalato de sodio dopado con samario y con lantano, y tantalato doble de estroncio. Estos dos tipos de familias, con relaciones entre sí, son materiales que logramos sintetizar por estado sólido y sol-gel. Al caracterizarlos encontramos que sus propiedades morfológicas y de superficie mejoraron significativamente. ¿Por qué es interesante este tipo de materiales? Por sus propiedades semiconductoras y porque pueden activarse con la luz solar. La primera parte del proyecto se relaciona con la búsqueda de nuevos materiales por diferentes métodos de síntesis para mejorar sus propiedades morfológicas, y que tengan una mayor actividad en el proceso de fotocatálisis y degradación de compuestos orgánicos. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �ESPERANZA ARMENDÁRIZ La fotocatálisis es una metodología avanzada de oxidación, la cual es una tecnología complementaria a los métodos convencionales de descontaminación de aguas residuales; nosotros purificamos el agua de manera completa, lo cual no es posible por otros métodos de purificación. Las plantas tratadoras de agua llegan a un punto en que muchos de estos compuestos orgánicos tóxicos (por ejemplo: azul de metileno, rojo alizarín, cristal violeta, etc.) se encuentran en partes por millón, por lo que siguen siendo tóxicos, y están por arriba de lo permitido por la norma. En este sentido, la tecnología de fotocatálisis permite degradar y convertir esos materiales tóxicos a no tóxicos, e incluso llegar a la mineralización completa, es decir, a la producción de bióxido de carbono y agua. En Latinoamérica no ha surgido la necesidad de hacerlo, o no existe ese empuje que hay en Europa, donde ya utilizan este tipo de tecnología; sin embargo, nosotros hacemos investigación científica básica para constatar qué materiales son más activos con la luz solar, y el reto es emplear luz visible, para que sea un proceso económicamente viable y rentable. combustión. El reto es que nuestros materiales se activen con la luz solar y sean resistentes a los diferentes medios en los que se encuentren, ya que muchos factores intervienen para que la reacción sea o no eficiente. Esta tecnología es una de las alternativas más prometedoras para la generación de energía renovable. ¿En qué fase está la investigación? Hemos logrado rendimientos muy altos, y ya los aplicamos a otros niveles. Hemos iniciado, con otros materiales, procesos a niveles semipiloto y tenemos una patente en proceso en esta misma línea. Para avanzar en la tecnología, estoy convencida que no podemos innovar ningún proceso, si no entendemos con precisión qué está pasando a niveles microscópicos y nanoscópicos, qué sucede internamente en el material. Si tenemos el control y entendimiento de los fenómenos que ocurren, podemos manipular para innovar, y lo hemos hecho con otros materiales que están sobre la misma línea de investigación. ¿Qué es lo más interesante del proyecto desde el punto de vista de la funcionalidad del material? Su tipo de estructura y el dopaje. Estos materiales, además de esas propiedades morfológicas adecuadas con un área superficial grande para tener más sitios activos donde se genera esta reacción de óxido-reducción, tienen una estructura tipo perovskita y eso los hace interesantes. Con este mismo tipo de materiales ganamos el premio en Ingeniería y Tecnología hace dos años, inclusive tenemos una patente en trámite relacionada con la ingeniería del proceso. Ahora ganamos con un estudio desde el punto de vista del entendimiento del mecanismo de reacción, de entender lo que sucede en las escalas microscópicas y nanoscópicas. Hemos sintetizado nanomateriales con estructura de perovskitas, los cuales presentan altos rendimientos y eficiencias en la reacción de fotocatálisis. Además, estos materiales nos interesan mucho en el Departamento de Ecomateriales y Energía, porque también funcionan en la reacción de conversión del agua, es decir, rompen la molécula del agua para generar hidrógeno y oxígeno, y cuando se forman en cantidades estequiométricas se pueden combinar para producir la CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 353 �ENTREVISTA A LA DOCTORA ¿Cuánto tiempo tiene trabajando estas líneas de investigación? La iniciamos hace doce años en la Facultad de Ciencias Químicas, a través de la cual formé algunos estudiantes de doctorado, quienes siguen trabajando en esta línea dentro de otras dependencias de la UANL, lo cual es muy satisfactorio, pues ellos mismos forman con éxito sus propios grupos de investigación. Por otro lado, nuestro grupo en la Facultad de Ingeniería Civil ha logrado entender dónde y cómo se da la reacción con este tipo de materiales, toda la parte básica de investigación se resolvió en los dos artículos científicos previos a este nuevo premio. Entonces, creo que esta parte ya está muy bien estudiada, y el siguiente paso es hacer un escalamiento a niveles semipiloto, piloto y si se puede a nivel industrial, es decir, la aplicación del conocimiento. ¿Es viable la segunda fase de este estudio? Desafortunadamente, en Latinoamérica aún no existe la sensibilidad para utilizar este tipo de procesos. Creo que es normal, es la inercia al cambio. Si a los responsables de las plantas tratadoras les funciona su proceso, pues no intentan cambiar. Estamos en nuestra área de confort, muy cómodos. No ha habido quién los obligue al cambio; no hay la necesidad en ese sentido. En nuestro país, sí hay algunos grupos trabajando la fotocatálisis, quizá prueban diferentes métodos de síntesis de los materiales, pero sí hay grupos; aunque prácticamente sólo se trabaja para la degradación de compuestos orgánicos y para la remoción de metales pesados del agua, también sirve para la purificación completa de suelo y aire. La investigación de tipo ambiental para descontaminar el suelo, aire y agua seguro se desarrolla en otras universidades del país, pero te puedo asegurar que con esta tecnología, en la que incluye tanto el desarrollo de semiconductores como la adaptación de un reactor de hidrógeno, solamente nosotros, en la Facultad de Ingeniería Civil, lo trabajamos, porque es el único reactor de este tipo que hay en México. De igual manera, en este tipo de investigaciones lo más importante es conocer, m 354 LETICIA M. TORRES GUERRA controlar y manipular la síntesis del material, conocerlo completamente para predecir su comportamiento y proponer una o más funciones. El Dr. Miguel José Yacamán lamenta que los investigadores se queden en la parte de divulgación científica y no lleguen a la aplicación del conocimiento, ¿qué opinión le merece este comentario? El doctor Yacamán tiene toda la razón, muchos investigadores científicos no quieren molestarse en indagar las necesidades del sector productivo o a cualquier otro sector de la sociedad; no es nuestro caso. Tenemos múltiples experiencias con la industria de alta temperatura, trabajando óxidos, materiales inorgánicos no ferrosos, con la industria cerámica, la refractaria y el cemento, y con ellos hemos tenido muchos proyectos con muy buenos resultados. Ahora mismo buscamos escalar a nivel semipiloto los semiconductores que estamos desarrollando, e implementar la técnica de fotocatálisis para la limpieza del medio ambiente y la generación de hidrógeno como fuente alterna de energía. ¿Cuáles son los retos de los investigadores en esta área? Hemos estudiado muchos procesos de síntesis, en la ciencia de los materiales la clave es saber preparar nuevos materiales en diferentes formas (polvos, película delgada, pastilla, etc.) sintetizar, caracterizar y tener ese control de los diagramas de fase que nuestro grupo maneja para entender el equilibro termodinámico de la reacción, entender la cristaloquímica, microestructura y morfología; esto lleva más de 25 años de trabajo hasta ahora. Pienso que además tenemos el reto de entender mucho más sobre la estructura electrónica de los materiales para manipular su energía de banda prohibida, y aumentar su eficiencia en los procesos fotoinducidos con luz visible. Por otro lado, debo mencionar que aunque en algunos otros países ya se llevan a cabo estudios sobre la fotocatálisis, e incluso se emplea a nivel industrial en algunos países de Europa y Asia, en nuestro país es incipiente este tipo de estudios. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �Premio de Investigación UANL 2010 CIENCIAS EXACTAS Entrevista al licenciado Francisco Javier Sierra Valdez JESSICA BALDERAS SALAZAR ncabezadas por Francisco Javier Sierra Valdez, y por los investigadores Carlos Ruiz Suárez y Carlos Martínez Hernández, las Ciencias Exactas lograron dos proyectos destacados en este rubro, después de competir contra otros siete estudios científicos. Su objetivo: centrarse en el análisis de algunas propiedades acústicas en cadenas de dipolos magnéticos, como la velocidad de propagación del sonido y su especto en frecuencias. Los científicos lograron enfocar sus conocimientos en el tema, gracias al trabajo en equipo, para hacer énfasis en la influencia de las impurezas con magnetización nula en la propagación de sonido, introducidas periódicamente a lo largo de la cadena de esferas magnéticas. E CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 ¿Cómo se lleva a cabo este estudio? Pareciera un tema complicado; sin embargo, encontrar brechas acústicas que pueden ser controladas para propagar o no el sonido en ciertos materiales magnéticos se logró a través de un cristal fonónico sobre una pequeña cadena, en la que gracias al trabajo de investigación realizado en la Facultad de Físico-Matemáticas, y como parte de una tesis de licenciatura, ahora ayuda a continuar Sierra Valdez en el segundo año de la maestría en Biofísica del Centro de Investigación y Estudios Avanzados del IPN (Cinvestav), en Nuevo León. Para el estudio de las brechas acústicas, utilizamos cadenas magnéticas de aproximadamente cinco milímetros de diámetro, con lo que se logró aislar el sonido en dichos materiales 355 �ENTREVISTA AL LICENCIADO FRANCISCO JAVIER SIERRA VALDEZ ¿Qué es lo que le da importancia a este trabajo? Una de las primeras aplicaciones que vienen a mi mente es construir un cuarto o una cámara en la que se pueda aislar o controlar el sonido de forma magnética. Esto es posible tanto en la teoría como en la práctica, gracias a nuestra investigación, misma que no es más que el resultado de un arduo trabajo en el que destaca la experimentación hasta conseguir los resultados que ahora nos regalan un premio de esta magnitud. Este tipo de proyectos cuenta con varias utilidades, pero en nuestro caso destaca el control acústico en esos materiales, al lograr que una pared aísle el sonido, e incluso puede ser magnética y que sólo deje pasar ciertas frecuencias, aislando un cuarto o una cámara de todo el sonido. Por primera vez encontramos brechas acústicas en las que el sonido no se propaga: un intervalo de frecuencias que no atraviesa la cadena, debido a las propiedades magnéticas de la misma. ¿Cómo nace la idea de realizar este proyecto? El espíritu de la investigación es estudiar el sonido que 356 se propaga a través de las cadenas, colocando impurezas periódicamente distribuidas, y para ello cabe resaltar que utilizamos, como ya se mencionó, un cristal fonónico que sirviese como filtro o control de la acústica en ese material. Se utilizaron dichos materiales (los cristales fotónicos), ya que en éstos ocurren efectos en los que la radiación sólo deja pasar ciertas frecuencias, así que pensamos: por qué no introducir un cristal fonónico, es decir, que al momento de propagar una banda de frecuencias controle cuáles pasan y cuáles no. ¿Qué ha significado el obtener este premio? Realmente nos ha dado un plus, la investigación se publicó en la revista internacional de alto impacto Physical Review E., quizá una de las cosas más interesantes fue que lograron reproducir, teórica o matemáticamente, los resultados experimentales. Esto le dio un doble crédito al trabajo, porque lo elevó de nivel, ya que teníamos la parte teórica y experimental, además creo que a futuro se va a implementar este sistema en el área de materiales a microescala. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �Pot enciación de la rrespuesta espuesta an titumor al otenciación antitumor titumoral median vío y rret et ención de an tígenos en mediantte el en envío etención antígenos retículo endoplásmico MARÍA DE JESÚS LOERA ARIAS*, SANDRA CECILIA ESPARZA GONZÁLEZ*, ARNULFO VILLANUEVA OLIVO*, ODILA SAUCEDO CÁRDENAS*, ROBERTO MONTES DE OCA LUNA* 35(0,2�'(�,19(67,*$&,Ð1 Las células T CD8+ son clave im- 8$1/����� portante en la respuesta inmune contra células infectadas por virus y células tumorales. El reconocimiento de cualquier proteína intracelular o viral por los lin#PKXGTUCTKQ focitos T citotóxicos CD8+ requiere un procesamiento inicial citosólico a partir de los proteosomas hasta formar péptidos, los cuales son traslocados por proteínas transportadoras asociadas al procesamiento de antígenos (TAP) hacia el retículo endoplásmico (RE), en el que se ensamblan con moléculas MHC de clase I para presentarlas en la superficie celular.1 La mayoría de los péptidos liberados por el proteosoma al citosol son rápidamente degradados por las endopeptidasas y aminopeptidasas citosólicas hasta aminoácidos antes de que logren "escapar" para unirse a TAP y entrar al RE. Se ha calculado que sólo un péptido se une a una molécula MHC de clase I de cada 104 proteínas degradadas.2 Esto explica la relativa poca eficacia de la □ El presente artículo está basado en la investigación "Potenciación de la respuesta antitumoral mediante el envío y retención de antígenos en retículo endoplásmico", galardonada con el Premio de Investigación UANL 2010 en la categoría de Ciencias de la Salud, otorgado en sesión solemne del Consejo Universitario, en septiembre de 2010. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 presentación de antígenos por parte de las moléculas de clase I. Además, las células de cáncer de cérvix (así como otros tumores malignos) muestran frecuentemente una disminución o, en algunos casos, la completa pérdida de expresión de las moléculas de MHC de clase I, como mecanismo de escape del sistema inmune.3 Estudios previos han mostrado que los antígenos ligados a Calreticulina (CRT), una proteína abundante de 46 KDa, se localizan en el retículo endoplásmico, con lo cual evaden la degradación citoplasmática. De esta manera, los antígenos se encuentran disponibles para su degradación en el RE, se genera un mayor número de péptidos y se montan en las moléculas de MHC de clase I. Con esta estrategia se indujo a una mejor respuesta péptido-específica de células T CD8+, y se potenció la respuesta antitumoral en un modelo murino de cáncer cérvico-uterino, mediante la fusión del antígeno E7 del HPV-16 a Calreticulina.4,5 Sin embargo, no se conoce el mecanismo de este efecto. Para simplificar esta estrategia y determinar si las propiedades antitumorales conferidas a la Calreticulina dependen de su habilidad para diri- *Departamento de Histología, Facultad de Medicina, UANL. 357 �POTENCIACIÓN DE LA RESPUESTA ANTITUMORAL MEDIANTE EL ENVÍO Y RETENCIÓN DE ANTÍGENOS EN RETÍCULO ENDOPLÁSMICO gir y retener a los antígenos fusionados a ésta en el RE, se diseñó una nueva versión de E7, con las señales necesarias para su expresión y retención en retículo endoplásmico. Metodología Construcción SP-E7-KDEL El gen E7 se amplificó por medio de PCR, con la enzima Pfx (Invitrogen Corp., USA), a partir del plásmido PCDNA3.1 CRT-E7, y se adicionó el péptido señal de la calreticulina y la señal de retención en retículo KDEL, por medio de dos primers. El producto de PCR (SP-E7-KDEL) se subclonó en el vector Topo 2.1, posteriormente se clonó en el vector transbordador pShuttle. Por último, se realizó una recombinación homóloga entre este plásmido que portaba nuestro gen de interés y el genoma adenoviral Ad-Easy (Quantum Biotechnologies, Montreal, QC, Canada) en la cepa de E. coli BJ5183. Obtención de partículas virales y producción a pequeña escala Una vez que se obtuvo el genoma adenoviral AdSP-E7-KDEL, se realizó una transfección en la línea celular HEK293, la cual expresa de manera constitutiva el gen E1A, que se encuentra deletado en el genoma adenoviral, y es necesario para la producción de las partículas virales. Una vez que las células mostraron el efecto citopático, se procedió a cosecharlas y a preparar un extracto crudo, con el cual se infectaron más células, y se produjo una mayor cantidad de virus para los siguientes experimentos. Detección de las proteínas recombinantes Se realizó mediante un ensayo de western blot. Se sembraron 2x105 células HEK293, y se infectaron con Ad-SP-E7-KDEL, y los adenovirus Ad-CRTE7dm y Ad-LacZ como control positivo y negati- vo, respectivamente. A las 24 horas de postinfección, se agregó el inhibidor de proteosoma por una hora, y se realizaron los extractos de proteínas totales mediante el reactivo Proteo Jet Mammalian Cell Lysis Reagent (Fermentas Inc., USA). Se cargaron 40 mg de proteína en el gel de Acrilamida-SDS, y éste se transfirió a una membrana de PVDF. Posteriormente, la membrana se bloqueó en TBST con leche descremada por una hora, y luego de lavar en TBST se incubó con el anticuerpo primario, anti-E7 monoclonal (dilución 1:500; Zymed) por toda la noche a 4°C. Al día siguiente, se lavó la membrana, y se incubó con antirratón conjugado a HRP como anticuerpo secundario (dilución 1:3000; Sigma-Aldrich St. Louis, Mo. USA) por una hora. Luego de esto se reveló con el sustrato Super Signal West Pico (Pierce Co., USA). Detección de la localización celular de las proteínas recombinantes Se sembraron 1x104 células HEK293 por pozo en una cámara de cultivo en portaobjetos con medio DMEM (Gibco, USA), FBS a 10% y antibióticos 1X (Sigma-Aldrich St. Louis, Mo. USA). Se incubaron a 37°C, por 24 horas, en atmósfera de CO2 a 5% y se infectaron con los adenovirus. A las 24 horas de postinfección, se retiró el medio, se lavaron las células en PBS y se fijaron/ permeabilizaron las células con metanol:acetona 1:1, y se lavaron una vez con PBS. El bloqueo se realizó con BSA, a 1% en PBS, y se incubaron con los anticuerpos primarios antiE7 (NM2; Santa Cruz) y anticalnexina (H-70; Santa Cruz) a una dilución 1:200 por dos horas, posteriormente se agregaron los anticuerpos secundarios antirratón Alexa Fluor 594 (Invitrogen Corp., USA) y anticonejo Alexa Fluor 488 (Invitrogen Corp., USA), a una dilución 1:500, por una hora en solución de bloqueo. Por último, se agregó medio de montaje (Vector Burlingame, USA) H-1200 con DAPI. m- ____________________ 358 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �MARÍA DE JESÚS LOERA, SANDRA CECILIA ESPARZA, ARNULFO VILLANUEVA, ODILA SAUCEDO, ROBERTO MONTES DE OCA LUNA Producción a gran escala y purificación de las partículas virales Para la producción a gran escala, se cultivaron células HEK293 a una confluencia de 90%, y se infectaron con los adenovirus para alcanzar un efecto citopático completo, aproximadamente a las 72 horas. Se cosecharon las células, y se realizaron extractos crudos para liberar los virus al medio de cultivo para proceder a la purificación de éstos. La purificación de las partículas virales se realizó por medio del kit ViraBind Adenovirus Miniprep Kit (Cell Biolabs Inc, San Diego CA, USA). Una vez purificados los adenovirus, se almacenaron a 80°C para su posterior uso. Aislamiento de células de bazo Para determinar si los adenovirus recombinantes son capaces de despertar una respuesta inmune celular, se llevaron a cabo ensayos de producción de interferón gamma (IFN-γ) con células de bazo de ratones inmunizados. Se utilizaron ratones hembras de 6 a 8 semanas de la cepa C57BL/6 de la compañía Harlan, México, divididas en grupos de tres ratones por cada tratamiento. Se inyectaron vía i.p,. con 5x1010 partículas virales (P.V.). A una semana de postinfección, se obtuvieron los bazos, se maceraron en un Cell Streiner (BD Pharmigen), se realizaron lavados con medio de cultivo RPMI (Gibco, USA), y se resuspendieron las células en solución de potasio-cloruro de amonio para eliminar los eritrocitos. Las células se resuspendieron en medio RPMI, y se determinó la viabilidad de las células por exclusión con azul tripano. Cuantificación de los niveles de liberación de IFNγγ de los linfocitos en cultivo Las células de bazo obtenidas se sembraron en cajas de cultivo de 24 pozos, con 5x106 células por pozo, y se les adicionó el péptido RAHYNIVTF (GenScript Corp, USA) de la proteína E7, el cual ya está demostrado que induce a una respuesta inmune celular; también se les adicionaron 10 U de IL-2 (R&D Systems, Inc., Minneapolis, USA), y a las 72 horas de cultivo se midieron los niveles de IFN-γ en los sobrenadantes con un kit de ELISA (R&D Systems, Inc., Minneapolis, USA), y se siguieron las recomendaciones del fabricante. Los niveles de IFN-γ se analizaron en un lector de ELISA a 450nm. Ensayos de protección antitumoral Para el experimento de protección antitumoral se inmunizaron seis ratones con 5x1010 P.V. por vía i.p., con los Ad-LacZ, Ad-E7, Ad-CRT-E7 y el AdSP-E7-KDEL. Una semana después se retaron con 5x104 células TC-1 por ratón, mediante una inyección subcutánea en el costado derecho. El crecimiento tumoral se estuvo monitoreando cada tercer día, y se graficó el volumen tumoral. Análisis estadístico El análisis estadístico de las muestras se realizó con el programa SPSS v.16, y con la prueba de ANOVA se compararon las diferencias entre tratamientos. Los valores de P < 0.05 se consideraron como significativos. Resultados A partir de la fusión CRT-E7 (figura 1a), se diseñó una nueva versión del antígeno E7 del HPV16, fusionado únicamente a las señales que lo envíen (SP: MLLPVPLLLGLLLGL AAAL), y retengan en el retículo endoplásmico (KDEL) (figura 1b). A este gen lo denominamos SP-E7-KDEL. Los adenovirus producidos expresan la proteína recombinante SP-E7-KDEL Una vez construidos y caracterizados los adenovirus, se procedió a demostrar que fueran capaces de producir la proteína recombinante SP-E7KDEL, mediante un ensayo de Western blot, con r.m- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 359 �POTENCIACIÓN DE LA RESPUESTA ANTITUMORAL MEDIANTE EL ENVÍO Y RETENCIÓN DE ANTÍGENOS EN RETÍCULO ENDOPLÁSMICO anticuerpos específicos. Como se observa en la figura 2, tanto en las células a las que se les agregó únicamente PBS, como en las infectadas con el control negativo LacZ, no se detectó la proteína E7. En cambio, en el control positivo infectado con el adenovirus CRT-E7,4 se detectó la expresión de una proteína de 75 kDa, aproximadamente, que corresponde a la proteína calreticulina de 60 KDa fusionada a E7 de 15 KDa. En las células infectadas con el adenovirus Ad-SP-E7-KDEL se detectó una proteína, con una movilidad de 15 kDa, aproximadamente. Con esto se demuestra que el adenovirus SP-E7-KDEL construido es capaz de expresar la proteína recombinante SP-E7KDEL. C KDEL. Como se observa en la figura 3, en el tratamiento con el Ad-LacZ no hay expresión de E7, sólo se observa la expresión de la proteína calnexina en color verde, en cambio, con el Ad-E7 se observa que la señal de E7, en color rojo, no se sobrelapa con la señal de la calnexina, en color verde, ya que la localización de la proteína silvestre es principalmente nuclear. Con el Ad-CRT-E7, la señal de E7 se colocaliza con la señal de RE en verde, y este mismo patrón lo sigue el Ad-SP-E7-KDEL, con lo que se comprueba que las señales que posee son funcionales, y el antígeno se envía y se retiene en RE. A B e D V SP a) CRT KDEL E7 ◄ 70 KDa CRT/E7 C b) ◄ 15 KDa V SP ~7 KDEL SP/E7/KDEL Fig. 1. Esquema de las fusiones CRT-E7 y SP-E7-KDEL: a) fusión de la proteína calreticulina al antígeno E7, se resaltan en color azul las señales de envío (SP) y retención en retículo endoplásmico (KDEL), b) fusión del antígeno E7 a las señales péptido señal (SP) y a la señal KDEL. La expresión de la proteína recombinante SP-E7KDEL se localiza en retículo endoplásmico Para comprobar que el antígeno E7 estaba siendo dirigido y retenido en el retículo endoplásmico, se realizó un ensayo de inmunofluorescencia en el que células HEK293 se infectaron con los adenovirus Ad-LacZ, Ad-E7, Ad-CRT-E7 y Ad-SP-E7- 360 Fig. 2. Western blot demuestra la eficiente expresión de la proteína recombinante SP-E7-KDEL. En esta figura se observa la expresión de la proteína E7 en células infectadas con el adenovirus PS/E7KDEL(a), así como el control positivo CRTE7(d). En las celulas infectadas con LacZ (b) y sin infectar (c) no se observó expresión. Las secuencias adicionadas al antígeno E7 incrementan la respuesta inmune celular contra E7 Como ya se ha reportado antes, el IFN-γ es una citosina importante para la respuesta inmune celular, así como para la actividad citotóxica. Por esto se evaluó si la inmunización con el vector adenoviral Ad-SP-E7-KDEL podría inducir la expresión de IFN-γ. Como se observa en la figura 4, los linfocitos de ratones inmunizados tanto con el Ad-CRT-E7, como con el Ad-SP-E7-KDEL, ge- CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �MARÍA DE JESÚS LOERA, SANDRA CECILIA ESPARZA, ARNULFO VILLANUEVA, ODILA SAUCEDO, ROBERTO MONTES DE OCA LUNA neraron niveles significativos de IFN-g cuando se estimularon con el péptido de E7: RAHYNIVTF. Además, esta respuesta fue específica para E7, ya que los linfocitos de ratones, inmunizados con el adenovirus control Ad-LacZ, o con PBS, no generaron niveles significativos de IFN-γ. Este resultado indica que la inmunización con la fusión del antígeno E7, a las señales de envío y retención en RE, aumenta la respuesta de células T así como la producción de citocinas. en tanto que todos los ratones que recibieron la inmunización con el Ad-CRT-E7 desarrollaron un pequeño tumor que después de cuatro semanas eliminaron. En contraste, los ratones inmunizados con el Ad-E7 y el Ad-LacZ desarrollaron tumor. Con esto concluimos que el envío y retención del antígeno E7 en el RE genera una potente respuesta antitumoral in vivo. Estos resultados sugieren . 11)(1 90 llll * 70 N ., "' .._¡ ~. & .... 1 <-~ t ~ o u ª <----~ J:l.< ---en Fig. 3. El antígeno SP/E7/KDEL se expresa en retículo endoplásmico. En la primera columna, en color verde, se observa la expresión del marcador de retículo endoplásmico, calnexina; en la segunda columna se observa la expresión del antígeno E7 en color rojo; en la tercera columna se observa el sobrelapamiento de las imágenes de las señales de E7 y calnexina, y en la última fila se observan los núcleos en azul. JO 10 ---¡;; ~ ~ 40 lO <-- .._¡ 60 1'11S Id 1'""~• .1Jnni.. .ltll'Sll'7/ hllfl , Fig. 4. Niveles de IFN-γ en cultivo de linfocitos inmunizados. En esta figura se observa la liberación de IFN-γ por linfocitos de ratones inmunizados con los distintos adenovirus. *P<0.05. que la inmunización con el antígeno SP-E7-KDEL es una excelente estrategia para generar una buena respuesta inmune antitumoral. Conclusiones · Las secuencias adicionadas al antígeno E7 incrementan su efecto antitumoral en un modelo in vivo Puesto que el objetivo principal de la creación de esta vacuna es evaluar el efecto antitumoral en el modelo murino, se procedió a inmunizar a grupos de ratones vía i.p., con los diferentes adenovirus, una semana después se retaron con las células TC-1, y se monitoreó el crecimiento tumoral. Como se observa en la figura 5, la inmunización con el Ad-SP-E7-KDEL generó un potente efecto antitumoral, lo cual se evidenció por la ausencia del crecimiento tumoral en 100% de los ratones, CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 La adición de un péptido señal y una señal de retención en retículo endoplásmico le confiere un potente efecto antitumoral al antígeno E7. · El efecto antitumoral de la Calreticulina está conferido por su capacidad de llevar y retener los antígenos al retículo endoplásmico, mediado por el péptido señal y la secuencia de retención a retículo endoplásmico. Discusión En la actualidad, gran parte de la investigación está enfocada al estudio del cáncer, y en especial al desarrollo de nuevas terapias que ayuden a la erra- 361 �POTENCIACIÓN DE LA RESPUESTA ANTITUMORAL MEDIANTE EL ENVÍO Y RETENCIÓN DE ANTÍGENOS EN RETÍCULO ENDOPLÁSMICO dicación de esta enfermedad. En este trabajo se desarrolló una vacuna con base en la tecnología llamada terapia génica, en la que por medio de la inmunización con un vector, en este caso un adenovirus, se introduce material genético que dirige la expresión de antígenos inmunogénicos que estimulen al sistema inmune, para despertar una respuesta específica contra células tumorales que expresen estos antígenos. Debido a que el cáncer cérvico-uterino está íntimamente relacionado con la infección con HPV16, las células cancerígenas expresan proteínas exclusivas del virus, lo que las diferencia de las células normales, y las convierte en un blanco para dirigir una respuesta inmune antitumoral. De estas proteínas, el antígeno E7 es una de las que se expresan en mayor cantidad en estadios avanzados de la enfermedad, por lo que gran parte de la \d 1.:.tZ .- \d 1:1 \d C Kl -t:7 - \d ~P-1: 7- KIH: I. '. ,,. ,o * Fig. 5. Efecto antitumoral del adenovirus SP-E7-KDEL. Grupos de seis ratones recibieron una inmunización con los distintos adenovirus, y una semana después fueron retados con las células tumorales TC-1. En la gráfica se representa el promedio del crecimiento tumoral de cada grupo. * P < 0.05 investigación para el desarrollo de vacunas antitumorales se basan en el uso de éste. Nuestro grupo de trabajo demostró, anteriormente, que la inmunización con un adenovirus que expresa al antígeno E7 fusionado al potenciador de la respuesta inmune calreticulina generaba una potente respuesta inmune antitumoral específica contra las células TC-1 que expresan 362 E7, lo anterior probado en un modelo murino.4 Con el objetivo de determinar si la mayor parte de las propiedades antitumorales conferidas a la calreticulina dependen de su habilidad para enviar y retener antígenos en el retículo endoplásmico (RE), creamos un adenovirus que expresa una nueva versión de E7, la cual lleva la señal requerida para dirigirse al retículo endoplásmico (SP: MLLPVPL LLGLLLGLAAAL) y la de retención en RE (KDEL). Para llevar a cabo esto, se construyó y caracterizó el adenovirus capaz de dirigir la expresión del gen recombinante SP-E7-KDEL, se detectó la expresión de la proteína de fusión mediante Western blot, y se determinó su localización demostrándose que se expresaba en RE, a diferencia de la E7 silvestre, cuya expresión fue nuclear. Con los resultados anteriores, podemos concluir que el efecto antitumoral atribuido a la calreticulina es conferido, principalmente, por sus señales SP y KDEL, las cuales permiten que los antígenos entren y se mantengan en el RE. Aun cuando el mecanismo mediante el cual la generación de epítopes en el RE aún no es bien entendido, una posibilidad es que la secuencia KDEL provoque que los antígenos permanezcan más tiempo en este sitio, incrementa sus posibilidades de degradación y, como consecuencia, la generación de péptidos y su unión a moléculas MHCI.6,7 Otra ventaja del uso de esta estrategia sería prevenir cualquier efecto adverso que causara la sobreexpresión de la calreticulina, por ejemplo, con su rol en el almacenamiento de Ca2+ intracelular.8 Resumen En el retículo endoplásmico, las moléculas del MHC de clase I se asocian con los epítopes para inducir la respuesta inmune celular. La mayoría de los antígenos se degradan en el citoplasma, y tan sólo unos cuantos epítopes llegan al RE. En este trabajo demostramos que fusionando el antígeno E7 al péptido señal y a la señal de retención en RE, KDEL, los antígenos son enviados y CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �MARÍA DE JESÚS LOERA, SANDRA CECILIA ESPARZA, ARNULFO VILLANUEVA, ODILA SAUCEDO, ROBERTO MONTES DE OCA LUNA retenidos en el RE, con la consecuente mejora en la respuesta inmune antitumoral. Estos resultados pueden aplicarse en clínicas importantes. Palabras clave: Retículo endoplásmico, Adenovirus, VPH, Cáncer cérvico-uterino. Abstract The endoplasmic reticulum (ER) is where the Major Histocompatibility Complex (MHC) Class I molecules are loaded with epitopes to cause an immune cellular response. Most of the protein antigens are degraded in the cytoplasm to amino acids and few epitopes reach the ER. Antigen targeting of this organelle by Calreticulin fusion avoids degradation and enhances the immune response. This work demonstrated that just by adding a signal peptide and the KDEL sequence, antigens can be targeted and retained in the ER with a consequent enhancement of immune response and tumor protection. These results will have significant clinical applications. Keywords: Endoplasmic reticulum, Adenovirus, HPV, Cervical uterine cancer. Referencias 1. Purcell A.W., Elliott T. Molecular machinations of the MHC-I peptide loading complex. Curr Opin Immunol. 2008 Feb;20(1):75-81. 2. Yewdell J.W. Not such a dismal science: the economics of protein synthesis, folding, degradation and antigen processing. Trends Cell Biol. 2001 Jul;11(7):294-7. 3. Kageshita T., Hirai S., Ono T., Hicklin D.J., Ferrone S. Down-regulation of HLA class I antigen-processing molecules in malignant melanoma: association with disease progression. Am J Pathol. 1999 Mar;154(3):745-54. 4. Gomez-Gutiérrez J.G., Elpek K.G., Montes de Oca-Luna R., Shirwan H., Sam Zhou H., McMasters K.M. Vaccination with an adenoviral vector expressing calreticulinhuman papillomavirus 16 E7 fusion protein eradicates E7 expressing established tumors in mice. Cancer Immunol Immunother. 2007 Jul;56(7):997-1007. 5. Hsieh C.J, Kim T.W., Hung C.F., et al. Enhancement of vaccinia vaccine potency by linkage of tumor antigen gene to gene encoding calreticulin. Vaccine. 2004 Sep 28;22(29-30):3993-4001. 6. Sherritt M., Cooper L., Moss D.J., Kienzle N., Altman J., Khanna R. Immunization with tumor-associated epitopes fused to an endoplasmic reticulum translocation signal sequence affords protection against tumors with down-regulated expression of MHC and peptide transporters. Int Immunol. 2001 Mar;13(3):265-71. 7. Leifert J.A., Rodríguez-Carreño M.P., Rodríguez F., Whitton J.L. Targeting plasmidencoded proteins to the antigen presentation pathways. Immunol Rev. 2004 Jun;199:4053. 8. Michalak M., Corbett E.F., Mesaeli N., Nakamura K., Opas M. Calreticulin: one protein, one gene, many functions. Biochem J. 1999 Dec 1;344 Pt 2:281-92. Recibido: 01 de agosto de 2010 Aceptado: 01 de septiembre de 2010 r.m- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 363 �Desarrollo y uso de un sistema serológico para la detección del virus de la tristeza en el análisis masiv o de muestr as de cítr ic os masivo muestras cítric icos MARÍA MAGDALENA IRACHETA CÁRDENAS*, MARIO ALBERTO ROCHA PEÑA* 35(0,2�'(�,19(67,*$&,Ð1 El virus tristeza de los cítricos 8$1/����� (Citrus tristeza virus = CTV) es de distribución mundial, y ocasiona una de las enfermedades más destructivas en el cultivo de los 1,5,18,28 En los últimos 80 cítricos. #PKXGTUCTKQ años han ocurrido epifitias severas a causa del CTV en diferentes lugares del mundo, con pérdidas estimadas en más de 100 millones de árboles injertados en naranjo agrio (Citrus aurantium L.).18 Por lo anterior, anualmente, en diversos países se llevan a cabo campañas intensivas de detección de árboles infectados, con el objetivo de evitar la diseminación del virus, para prevenir el desarrollo de epifitias.3,7,16,22,25,29,33 Desde que la técnica ELISA se implementó para la detección del CTV,3 se han desarrollado varios protocolos de la misma,2,8,11,27 por lo que ésta se ha convertido en una herramienta indispensable a nivel mundial para el análisis masivo de muestras de cítricos, con fines de investigación y manejo integrado de la enfermedad. La produc□ El presente artículo está basado en la investigación "Desa- rrollo y uso de un sistema serológico para la detección del virus de la tristeza en el análisis masivo de muestras de cítricos", galardonada con el Premio de Investigación UANL 2010 en la categoría de Ciencias de la Tierra y Agropecuarias, otorgado en sesión solemne del Consejo Universitario, en septiembre de 2010. 364 ción de anticuerpos para la detección del CTV, ya sean policlonales2,12 o monoclonales,6,21,31 se ha logrado con preparaciones purificadas de virus como inmunógeno. Cabe mencionar que algunos de los anticuerpos desarrollados en el pasado se utilizan en forma rutinaria en actividades de investigación específicas, mientras que otros han estado disponibles en forma comercial, a través de varias compañías para el análisis masivo de muestras de cítricos a nivel mundial. En adición a lo anterior, varios grupos de investigación han desarrollado anticuerpos policlonales hacia la proteína recombinante (prb) del gen p25 de la cubierta proteica del CTV.17,19,30 Sin embargo, tales anticuerpos han mostrado resultados inconsistentes como anticuerpos primarios (de tapizado) bajo condiciones no desnaturalizantes;4,19,20 por lo anterior, su empleo a gran escala se ha restringido sólo como anticuerpo intermedio en pruebas ELISA de doble sandwich indirecta (ELISA-DASI) ), 19,25 (Polek, ML, datos no publicados). En nuestro laboratorio hemos desarrollado anticuerpos contra la prb para varios aislamientos mexicanos del CTV en cabras y conejos, los cuales tienen una marcada particu*Facultad de Ciencias Biológicas, UANL. Pedro de Alba s/n, Cd. Universitaria. San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México CP 66450. México Este trabajo fue publicado en Plant Disease 93:11-16 (2009). CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �MARÍA MAGDALENA IRACHETA CÁRDENAS, MARIO ALBERTO ROCHA PEÑA laridad de poder emplearse como anticuerpos primarios (atrapantes de virus en placas de microtitulación) y como anticuerpos intermedios (detectantes) en pruebas ELISA-DASI.15 En el presente trabajo se reporta: 1) el desarrollo y uso de un sistema para la detección serológica del CTV, con base en el empleo de anticuerpos prb y su utilidad para el análisis masivo de muestras de cítricos. 2) Su reactividad con una colección de aislamientos del CTV, con diferentes propiedades biológicas y de orígenes geográficos diversos. 3) Su comparación con otros dos kits de detección. Materiales y métodos Fuente de anticuerpos Los anticuerpos empleados fueron los siguientes: 1) anticuerpos desarrollados en cabra (T1) y conejo (C3)15 obtenidos contra la prb sin marca de los aislamientos mexicanos MX08 y MX14 del CTV, respectivamente, expresada en Escherichia coli.13 2) Anticuerpos empleados rutinariamente en el protocolo de detección del CTV empleado por la Agencia de Erradicación del Virus de la Tristeza del Valle Central California (Central California Tristeza Eradication Agency = CCTEA), el cual se integra de anticuerpos primarios e intermedios policlonales desarrollados en cabra y conejo, respectivamente. Los anticuerpos primarios (de tapizado) se desarrollaron contra partículas completas del virus (proporcionados por el Programa de Protección Clonal de Cítricos {= California Citrus Clonal Program (CCPP) de la Universidad de California (Dept. Plant Pathology, UC Riverside, California)}; los anticuerpos intermedios se desarrollaron contra una prb fusionada a maltosa, a partir del aislamiento SY568 del CTV de California.19 La tercera fuente de anticuerpos fue el kit comercial de Agdia SRA 78900/1000 (Elkhart, Indiana, USA). Los anticuerpos prb de cabra T1 y conejo C3 se purificaron mediante precipitación con sulfato de amonio, y se ajustaron a una con- centración de 1.0 mg/ml (OD280 = 1.45) por espectrofotometría.9 Muestras de tejido El tejido de cítricos analizado fue de tres orígenes: 1) muestras de cítricos de la colección internacional de aislamientos del CTV del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA), ubicado en Beltsville, Maryland, EUA.10 Estos 69 aislamientos representan los diez grupos de razas biológicamente caracterizadas de orígenes geográficos diversos. 2) Muestras de cítricos de la colección de aislamientos del CTV de California mantenidos bajo condiciones de invernadero en la sede del CCTEA en Tulare, California, USA. Estos aislamientos representan todos los grupos de razas biológicamente caracterizadas de California.23 3) Muestras de cítricos colectadas en plantaciones comerciales como parte del programa regular del CCTEA en el Valle Central de San Joaquín. Colecta de tejido y preparación de muestras La colecta de tejido se llevó a cabo mediante una metodología estandarizada desarrollada por la CCTEA,25 la cual consistió en colectar muestras de ocho a diez brotes tiernos, con hojas totalmente expandidas de cada planta de cítricos; se colocaron éstas en bolsas de plástico, se etiquetaron y se transportaron al laboratorio en hieleras. Una vez en el laboratorio, de cada muestra se molieron 0.5 gramos de pecíolos en 5 ml de solución amortiguadora de extracción {solución salina de fosfatos (PBS salina)}, adicionada con 0.05% de Tween 20, 2% de polivinilpirrolidona y 0.2% de albúmina de suero bovina (p/v), con un homogenizador de tejidos Kleco. En relación a la colección internacional de aislamientos del CTV bajo resguardo del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, las muestras correspondientes se prepararon en las instalaciones del USDA en Beltsville, Maryland, en forma de tejido desecado, y siguiendo las normas legales res- r.m- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 365 �DESARROLLO Y USO DE UN SISTEMA SEROLÓGICO PARA LA DETECCIÓN DEL VIRUS DE LA TRISTEZA EN EL ANÁLISIS MASIVO DE MUESTRAS DE CÍTRICOS pectivas se empacaron y se enviaron a la sede del USDA, en Riverside California, para su análisis; las muestras de tejido desecado se conservaron a 20°C, previo a su evaluación; 25 mg de tejido desecado de cada aislamiento del CT V se rehidrataron en 5 ml de solución amortiguadora de extracción, durante 24 h; posteriormente, en forma individual, cada muestra de tejido se trituró en el homogenizador de tejido Kleco, como se mencionó previamente. Pruebas serológicas Todas las pruebas serológicas se llevaron a cabo de acuerdo al sistema de ELISA sandwich de doble anticuerpo indirecto (DASI),9 en placas de microtitulación Nunc Maxisorb fondo plano, con volúmenes de 100 ml por pocillo, y se aplicaron tres lavados entre cada uno de los pasos con solución de lavado (PBS-salina-Tween 0.5%). Las placas se tapizaron con los anticuerpos diluidos en solución amortiguadora de carbonatos, y se incubaron por 6 h a 37oC. Y las muestras de cítricos (antígenos) se incubaron durante 16-18 h a 5°C; cada uno de los anticuerpos intermedios se diluyó en solución de extracción, y se incubaron 4 h a 37oC. Después de los lavados, los conjugados enzimáticos correspondientes se diluyeron en solución de extracción, y se incubaron por 2 h a 37oC. Al final se aplicó la solución colorimétrica, durante 60 min, compuesta por 1.0 mg/ml de pnitrofenil fosfato (Sigma N 2765), en 10% de dietanolamina, pH 9.8, y se cuantificó mediante espectrofotometría a una densidad óptica de 405 nm (DO405). Los anticuerpos prb de cabra T1 (tapizado) y de conejo C3 (intermedio) se emplearon a concentraciones de 3 µg/ml y 0.1 µg/ml, respectivamente; el conjugado enzimático de cabra anti-igG de conejo (Sigma A3812) se empleó a una dilución de 1:30,000. Los anticuerpos de la CCTEA se emplearon de acuerdo al protocolo preestablecido,31 y el kit de detección de Agdia se usó de acuerdo a las recomendaciones del fabricante. En cada experimento se incluyeron dos re- peticiones de cada muestra de cítricos; asimismo, se incluyeron muestras estándar de extractos de tejido de cítricos de naranja dulce, toronja, mandarina (C. reticulata blanco) infectadas por el CTV, así como extractos de plantas sanas de las mismas especies crecidas en el invernadero, a manera de controles positivos y negativos, respectivamente. Cada placa ELISA contó con un mínimo de dos repeticiones de extractos de cada control positivo y negativo de naranja dulce, toronja y mandarina. Se consideraron muestras positivas (+) al CTV, cuando la lectura de la DO405 fue dos veces mayor al valor de la media de las muestras provenientes de plantas sanas. Se consideraron como muestras negativas ( — ) las que mostraron valores de DO405 menores de 0.100, o dos veces la media de los extractos de plantas sanas. El criterio con base en los valores de las lecturas de DO405, para discriminar muestras positivas o negativas al CTV fue sólo estimativo, y se utiliza en forma rutinaria en el programa anual de monitoreo de plantas de cítricos con fines de erradicación por la CCTEA. Resultados Reactividad de la combinación de anticuerpos prb cabra T1 y conejo C3 con la colección internacional de aislamientos del CTV de orígenes geográficos diversos Esta parte del trabajo se condujo en las instalaciones del Repositorio Nacional de Germoplasma de Cítricos del USDA, localizado en Riverside, California, empleando 69 aislamientos del CTV que representan todas las propiedades biológicas del CTV. En los ensayos ELISA-DASI con los anticuerpos prb T1/C3 todos los aislamientos del CTV evaluados mostraron valores de DO405 entre 0.250 y 2.200. Seis (8.69%) aislamientos dieron valores de DO405 entre 0.200 y 0.500, nueve (13.04%) entre 0.500 y 1.000, 30 (43.47%) entre 1.000 y 1.500, 20 (28.98%) entre 1.500 y 2.000, y cuatro (5.79%) arriba de 2.000. Por el contrario, los valores de DO405 para las muestras m- ____________________ 366 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �MARÍA MAGDALENA IRACHETA CÁRDENAS, MARIO ALBERTO ROCHA PEÑA de tejido sano fueron menores a 0.100. Y los valores de DO405 para las muestras de tejido sano fueron menores a 0.100. Comparación de la combinación de anticuerpos prb cabra T1 y conejo C3, con el protocolo de la CCTEA y un kit comercial de detección del CTV Esta parte del trabajo se llevó a cabo en las instalaciones de la CCTEA, localizada en Tulare, California, con una colección de 280 aislamientos del CTV de California, mantenidos bajo condiciones de invernadero. En el primer ensayo se emplearon 40 aislamientos de la colección del CTV de California, para comparar la combinación T1/ C3 con el protocolo de la CCTEA y el estuche comercial de Agdia (figura 1). Las tres fuentes de anticuerpos discriminaron en forma consistente las muestras positivas al CTV de las muestras de plantas sanas con valores de DO405, que oscilaron entre 0.250 y 1.850 para todo el tejido infectado; mientras que para las muestras de tejido sano los valores de DO405 fueron menores a 0.100 para las tres fuentes de anticuerpos (figura 1). Adicionalmente, se observó 100% de coincidencia en la discriminación de muestras positivas de las nega- tivas en los tres sistemas de detección del CTV (figura 1). En una segunda evaluación se emplearon 240 aislamientos adicionales del CTV de California, para comparar en forma individual la combinación de anticuerpos prb T1/C3 y el protocolo de detección de la CCTEA. De nueva cuenta, ambos sistemas de detección mostraron 100% de coincidencia en la discriminación entre muestras positivas la CTV de plantas sanas (tabla I); 152 aislamientos (63.33%) dieron valores de DO405 similares con menos de 0.100 de diferencia; 77 (27.91%) dieron valores de DO405, mayores con más de 0.100 por el protocolo de la CCTEA, en comparación con la combinación de anticuerpos prb T1/C3; asimismo, 21 (8.75%) aislamientos dieron valores de DO405 mayores con más de 0.100, por la combinación cabra T1/conejo C3, en comparación con el protocolo de la CCTEA (tabla I). Evaluación de los anticuerpos prb cabra T1 y conejo C3 con muestras de campo Esta parte del trabajo también se llevó a cabo en las instalaciones de la CCTEA, localizada en Tulare, California, en la que se evaluó la eficiencia 2 1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 "'o l ■ CC TEA □ Goat T 1/Rabbit C3 ■ AG DI A 1.1 1 0.9 0.8 0.7 0.6 05 0.4 0.3 0.2 0.1 ClV isolates Fig. 1. Comparación de la combinación de anticuerpos prb cabra T1/conejo C3, con los anticuerpos contenidos en el protocolo de la CCTEA y del kit comercial de Agdia para la detección del CTV con 40 aislamientos del CTV de California. La barra superior de cada lectura de densidad óptica (DO405) indica la desviación estándar de dos repeticiones de cada aislamiento (ver detalles en tabla I y en "Materiales y métodos"). CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 367 �DESARROLLO Y USO DE UN SISTEMA SEROLÓGICO PARA LA DETECCIÓN DEL VIRUS DE LA TRISTEZA EN EL ANÁLISIS MASIVO DE MUESTRAS DE CÍTRICOS Tabla I. Comparación de los anticuerpos prb cabra T1/conejo C3, con el protocolo de la CCTEA para la detección del virus de la tristeza, con 260 aislamientos del de CTV de California (ver detalles en "Materiales y métodos"). i !amiento delCTV Valore similare de OD 405 (< O. 100 diferentes) entre el protocolo de la CCTEA vs Tl/C311 18 (37.50) 1' Va lore mayore de 0.100 por el protocolo de la CCTEA vs TJ /C3 23 (48.00) Va lores mayore de 0. 100 por la combinación TJ/C3 vs el protocolo de la CCTEA 7 (14.58) 48(100) 9-1--6 33 (68.75) 1O (20 .83) 5 (10.4 1) 48( 100) 137-184 34 (70.84) 9 (18.75) 5 (10.4 1) 48(100) 185-232 37 (77.08) 7 ( 14.58) 4 (8.33) 48(100) 233-280 30 (62 .50) 18 (37 .50) O (0%) 48(100) 152 67 21 240(100) 41-88 Total 1/ 2/ Total Lecturas iguales de OD405 iguales o < 0.100 entre ellos Número de muestras (%). Tabla II. Comparación serológica entre el protocolo de la CCTEA y la combinación de anticuerpos prb T1/C3, con muestras de campo de variedades de mandarina y controles sanos (negativos) e infectados (positivos) al CTV en ensayos de ELISA- DASI (ver detalles en "Materiales y métodos"). Lote 45A 04B 06ª 04F 04G Total Lote 45A 04B 06· 04F 04G Total Total de muestras 144 93 117 42 42 Media OD4os * 0.139 0.117 0.112 0.120 0.12 1 428 Total de muestras 144 93 11 7 42 42 428 Protocolo CCTEA Rango 0D4 05 Número de mue tra positivas ** 0.207-0.1 O1 20 0.183-0.079 19 0.213 -0.078 19 0.182-0.087 3 4 0. 163-0.083 Control ano 0D405 0.083 0.079 0.079 0.083 0.074 Contro l positivo 0D405 1.337 1. 177 1.216 1.323 1.206 45 Combinación de anticuerpos prb T 1/C3 úmero de mue tra Rango 0D4o5 positivas ** 0D405 * 0.065 0.097-0.061 o 0.06 1 0.065-0.060 o 0.074-0.057 0.062 o o 0.057 0.070-0.053 0.070-0.056 0.06 1 o Media Control ano 0D405 0.064 0.059 0.060 0.053 0.060 ontro l positivo 0D405 1.273 1. 175 1.166 1.008 1.044 o * Densidad óptica a 405nm (DO405) después de 60 min de reacción de la solución de substrato. Promedio de dos repeticiones por placa de microtitulación ELISA. Las reacciones se consideraron positivas (+) cuando la media de DO405 fue mayor a dos veces la media de las lecturas de los testigos de plantas sanas o 0.100, cualquera que fuera mayor. Los valores menores a 0.100 de DO405 se consideraron negatives ( – ). ** Los números de "muestras positivas" con el protocolo de la CCTEA son de hecho falsos positivos. 368 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �MARÍA MAGDALENA IRACHETA CÁRDENAS, MARIO ALBERTO ROCHA PEÑA de los anticuerpos prb T1/C3 para el análisis masivo de muestras colectadas a nivel de campo. En un primer ensayo se evaluaron cinco lotes plantados con diversas variedades de mandarina, las cuales, con anterioridad, han arrojado valores atípicamente altos de DO405 en pruebas DASI ELISA, durante los muestreos de primavera del programa de erradicación de la CCTEA.24,32 Con el protocolo de la CCTEA se obtuvieron valores de DO405, en el rango de 0.083-0.213 en 480 muestras de mandarinas (tabla II). Por el contrario, para estas mismas 480 muestras de mandarinas, analizadas con la combinación de anticuerpos prb T1/C3, se obtuvieron valores de DO405 en el rango of 0.056-0.097. En ambos ensayos, para los muestras de plantas sanas (testigos negativos), se obtuvieron en forma consistente valores de DO405 menores de 0.100. Asimismo, las muestras de tejido de cítricos incluidas como controles positivos arrojaron valores de DO405 entre 1.177-1.337 con los anticuerpos empleados en el protocolo de la CCTEA y de 1.008-1.273, con la combinación de anticuerpos prb T1/C3 (tabla II). Con base en el criterio para identificar muestras positivas (+) al CTV establecido, hubo cero muestras positivas al CTV, detectadas con la combinación de anticuerpos prb T1/C3; por el contrario, con los anticuerpos empleados en el protocolo de la CCTEA resultaron 45 muestras potencialmente positivas al CTV en estos cuatro lotes de mandarinas a nivel de campo (tabla II). En un estudio previo,32 las mismas muestras de mandarinas sospechosas de estar infectadas por el CTV se determinó que eran negativas al CTV, mediante métodos moleculares de inmunocaptura (IC) y RT-PRC; por lo tanto, nuestra conclusión fue que en realidad las 45 muestras de mandarinas, potencialmente positivas al CTV, son en realidad falsos positivos. En un ensayo final se evaluó de nuevo la combinación de anticuerpos prb T1/C3, con muestras de campo colectadas en plantaciones comerciales como parte del programa regular de monitoreo de la CCTEA. La evaluación incluyó 41,195 muestras de 301 huertas comerciales de los distritos 1, 2 y 3 del Valle Central de California. Se encontró un total de 26 árboles positivos al CTV, con los anticuerpos prb T1/C3, con 0.063 por ciento de muestras infectadas por el CTV (tabla III). Discusión En el presente trabajo se reportan las ventajas de usar anticuerpos desarrollados contra la proteína recombinante prb de la proteína de la cubierta del CTV, como anticuerpos primarios o atrapantes (cabra T1), para tapizar las placas de microtitulación, y como anticuerpos intermedios (conejo C3) para detectar al antígeno en pruebas de DASI-ELISA, a manera de kit completo para la detección del CTV. El empleo de la combinación T1/C3 resultó en una detección consistente del Tabla III. Detección del CTV, con la combinación de anticuerpos prb T1/C3, a partir de muestras de campo de plantaciones jóvenes (< 5 años) de naranja dulce y variedades de mandarinas colectadas, de marzo a junio del 2007, en tres distritos de tres municipios del Valle Central de San Joaquín, California. Distrito No. 1 úmero de huertas muestreadas 54 Número de muestras 5,268 úme.-o de muestras positivas al CTV % muestras pos itivas al o CTV 0.000 2 233 34,559 15 0.043 3 14 1 368 11 0.804 301 41,195 26 0.063 Total CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 369 �DESARROLLO Y USO DE UN SISTEMA SEROLÓGICO PARA LA DETECCIÓN DEL VIRUS DE LA TRISTEZA EN EL ANÁLISIS MASIVO DE MUESTRAS DE CÍTRICOS CTV en muestras de cítricos, y la discriminación de plantas sanas e infectadas fue más que satisfactoria. Los anticuerpos prb T1/C3 mostraron 100% de detección en una colección de 69 aislamientos del CTV de orígenes geográficos diversos que ocasionan un amplio espectro de síntomas en diferentes hospedantes cítricos, como: declinamiento, amarillamiento de plántulas, picado de tallo en naranja y toronja, así como síntomas débiles y combinaciones de estos síntomas. Estos aislamientos del CTV representan poblaciones del virus de 18 países, en cinco continentes. En 93% de los aislamientos se detectaron, en forma consistente, lecturas de densidad óptica DO405 en el rango de 0.500 a 2.200; solamente seis aislamientos dieron lecturas de DO405 en el rango de 0.200 y 0.500, lo cual es considerado de todas formas adecuado para la detección del virus, cuando las lecturas de DO405 para las plantas sanas utilizadas como controles negativos fueron inferiores a 0.100. Los resultados anteriores demostraron la capacidad de los anticuerpos prb de cabra T1 y conejo C3 para reconocer una gama amplia de aislamientos del CTV, con propiedades biológicas diversas y de diferentes orígenes geográficos. La combinación de anticuerpos prb T1/C3 también mostró 100% de detección con los 280 aislamientos del CTV de California (figura 1, tabla I). Estos aislamientos del CTV ocasionan una gama de síntomas en diferentes hospedantes cítricos y representan los aislamientos del CTV encontrados en plantaciones comerciales de cítricos en California, desde 1993.23 Los resultados obtenidos con la combinación de anticuerpos prb T1/ C3 con los aislamientos de California fue igualmente eficiente que la lograda con los anticuerpos contenidos en el protocolo de la CCTEA, así como con el kit de detección de Agdia, respectivamente, con 100% de detección del CTV por las tres fuentes de anticuerpos. No obstante, se encontraron algunas pequeñas diferencias en las lecturas de densidad óptica DO405 obtenidas con la combinación de anticuerpos prb T1/C3, comparada con los anticuerpos del protocolo de la CCTEA y del kit de detección de Agdia (figura 1, tabla I); sin embargo, tales diferencias fueron similares a las que normalmente se encuentran cuando se comparan varios kits comerciales de detección del CTV,14 y se puede explicar con base en la naturaleza de los anticuerpos contenidos en cada kit de detección,14 y que se relaciona con la concentración particular de los anticuerpos empleados y la especificidad de los mismos. Un rasgo notable de los anticuerpos prb de cabra T1 y conejo C3 fue su utilidad para el análisis masivo de muestras de cítricos (tablas II y III), e incluye los cultivares de mandarina que en estudios previos han mostrado valores altos de densidad óptica DO 405 , con la combinación de anticuerpos contenida en el protocolo de la CCTEA.24,32 En el presente estudio, los valores de lectura DO405, obtenidos con los anticuerpos del protocolo de la CCTEA con las muestras de mandarina, oscilaron en el rango de 0.083 a 0.213, mientras que las lecturas DO405 con las mismas muestras de mandarinas analizadas con la combinación de anticuerpos prb T1 y C3 estuvieron en el rango de 0.056 a 0.097 (tabla II). El porqué ocurrió este fenómeno con los anticuerpos contenidos en el protocolo de la CCTEA, y no con la combinación de T1/C3, podría explicarse por la naturaleza de los anticuerpos contenidos en cada unos de los sistemas de detección. En el protocolo de la CCTEA se emplean como anticuerpos primarios cabra anti-CTV desarrollados contra partículas completas del virus y como anticuerpos intermedios emplea anticuerpos desarrollados contra la proteína de fusión recombinante de maltosa (MBS) (prb-MBS) del aislamiento SY568 del CTV de California.19 Por el contrario, la combinación de anticuerpos T1/C3 se desarrollaron contra prb sin marca,13 la cual fue purificada mediante electroforesis SDS-PAGE, y dializada extensivamente contra solución amortiguadora de fosfatos, antes de ser empleada como inmunógeno.13,15 Es probable que algún anticuerpo presente en el antisuero completo contra la proteína de fusión de maltosa tenga alguna afini- m- ____________________ 370 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �MARÍA MAGDALENA IRACHETA CÁRDENAS, MARIO ALBERTO ROCHA PEÑA dad serológica con proteínas tipo-estrés potencialmente presentes en las variedades de mandarina a nivel de campo. Esta posibilidad se basa en el hecho de que la absorción cruzada de los anticuerpos preparados contra la prb MBP con extractos de tejido de mandarina remedia el problema.32 No obstante que la hipótesis anterior requiere verificación, los resultados obtenidos pusieron en evidencia la efectividad de los anticuerpos prb T1/ C3, para no producir reacciones inespecíficas en muestras colectadas a nivel de campo. El CTV es un patógeno regulado en una gran cantidad de países, y anualmente se procesan millones muestras de árboles a nivel mundial para detectar la presencia del CTV; lo anterior, con el objetivo primordial de eliminar focos de infección, ya sea en material de propagación de cítricos dentro de los programas de certificación, o para evitar la diseminación natural del virus y evitar la ocurrencia de epifitias futuras en el campo. Finalmente, los resultados obtenidos en el presente trabajo proporcionan evidencia de que los anticuerpos desarrollados contra la prb del CTV son una opción viable para el muestreo masivo de plantas de cítricos. De acuerdo con nuestro sistema serológico de detección, los puntos clave son: 1) disponer de los cultivos de Escherichia coli transformados con el gen p25 de la cubierta proteica del virus; 2) purificar la correspondiente proteína recombinante sin marca, a través de electroforesis en geles de poliacrilamida, bajo condiciones desnaturalizantes con SDS, seguida de diálisis prolongada para eliminar los residuos de SDS de las porciones de geles conteniendo la prb antes de su uso como inmunógeno y, finalmente, 3) contar con un sistema eficiente para la producción y evaluación masiva de los anticuerpos desarrollados. Estos puntos pueden garantizar el abasto permanente de anticuerpos anti-CTV como base para las campañas permanentes de detección del CTV a nivel mundial. Actualmente existen en el mercado varios kits comerciales para la detección del CTV, la mayoría de ellos en los Estados Unidos, España, Italia y Suiza. No obstante que los kits serológicos disponibles son eficientes para la detección del CTV, son relativamente caros y su costo se incrementa más cuando se deben importar a otros países. Adicionalmente, su disponibilidad no siempre es inmediata;14 todos estos factores, por ende, limitan su utilidad para el análisis masivo de muestras, especialmente en la citricultura de los países donde los kits de detección serológicos deben ser importados del extranjero. Resumen En el presente trabajo se reporta el desarrollo y uso de un sistema serológico para la detección del virus tristeza de los cítricos (Citrus tristeza virus = CTV), en el análisis masivo de muestras de cítricos, con base en la técnica ELISA, en la modalidad de doble sándwich indirecto (DASI), empleando anticuerpos desarrollados contra la proteína recombinante (prb) del gen p25 de la cubierta proteica del virus. El trabajo consistió en la evaluación de anticuerpos específicos prb anti-CTV desarrollados en cabras y conejos, a manera de un kit completo ELISA-DASI. La evaluación se llevó a cabo con tejido proveniente de plantas sanas de cítricos e infectadas por el CTV. La combinación de los anticuerpos prb de cabra T1 empleados como anticuerpos primarios (atrapantes de antígeno) para el tapizado de las placas y de conejo C3 empleados como anticuerpos intermedios (detección del antígeno), fueron eficientes para la detección del CTV presente en muestras de cítricos de una colección internacional de aislamientos del CTV de orígenes geográficos diversos, y se demostró con ello la capacidad de reconocer aislamientos del CTV que causan un amplio espectro de síntomas en diferentes hospedantes cítricos. Asimismo, la combinación de anticuerpos prb cabra T1/conejo C3 fue igualmente eficiente en la discriminación de plantas sanas y plantas infectadas por el CTV que los anticuerpos empleados por la Agencia de Erradicación de Tristeza de California (Central California Tristeza Eradication r.m- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 371 �DESARROLLO Y USO DE UN SISTEMA SEROLÓGICO PARA LA DETECCIÓN DEL VIRUS DE LA TRISTEZA EN EL ANÁLISIS MASIVO DE MUESTRAS DE CÍTRICOS Agency = CCTEA) empleados en el análisis masivo de muestras de cítricos, así como con un kit comercial disponible para la detección del CTV. Adicionalmente, se demostró la eficiencia de la combinación de los anticuerpos prb T1/C3 para el análisis masivo de muestras de cítricos colectadas dentro del programa regular anual de monitoreo del CTV llevado a cabo por la CCTEA. La evaluación incluyó el análisis de 41,195 muestras provenientes de 301 plantaciones comerciales de los distritos 1, 2 y 3 de California. Mediante el empleo de los anticuerpos prb T1/C3, se encontraron y eliminaron 26 árboles (0.063 %) infectados por el CTV. Los resultados obtenidos en el presente trabajo demuestran que los anticuerpos desarrollados contra la prb del CTV se pueden utilizar como anticuerpos primarios e intermedios para, respectivamente, capturar y detectar antígenos del CTV en ensayos de ELISA, en la modalidad de doble sándwich indirecto. Palabras clave: Aislamientos de virus, Densidad óptica, ELISA, Kits comerciales de detección. values for healthy tissue were less than 0.100. Likewise, the combination of goat T1/rabbit C3 rCP antibodies gave consistent results for CTV positive and negative sample discrimination when directly compared to the Central California Tristeza Eradication Agency (CCTEA) antibodies used for large-scale CTV detection, as well as a commercially available CTV serological detection kit. The combination of goat T1/ rabbit C3 rCP antibodies showed its suitability for large scale indexing with samples collected in commercial groves as part of the CCTEA’s regular monitoring program. The evaluation included 41,195 samples from 301 commercial groves from Districts 1, 2, and 3. A total of 26 trees (0.063 percent) were found to be CTV positive using the T1/C3 rCP antibody combination. Results of this research provide evidence that rCP antibodies can be efficiently used for both capturing and detecting CTV antigens in double antibody sandwich indirect ELISA. Keywords: Commercial detection kits, ELISA, Optical density, Virus isolates. Abstract Agradecimientos The present work reports the development and use of a serological system for the large scale detection of Citrus tristeza virus (CTV), on the basis of the double antibody sandwich indirect enzymelinked immunosorbent assay (DASI-ELISA), by using antibodies specific for the recombinant coat protein (rCP) of the p25 gene of CTV. The work consisted of the evaluation of rCP CTV specific antibodies developed in goats and rabbits as a complete kit for the detection of the virus using healthy and CTV infected tissue. The combination of goat T1 used as primary (coating), and rabbit C3 as intermediate (detecting) rCP antibodies, reacted efficiently, with optical density (OD405) values between 0.250 and 2.000 with samples from an international collection of diverse CTV. The CTV isolates tested cause a broad spectrum of disease syndromes in different citrus hosts. The OD405 Este trabajo recibió apoyo financiero del Conacyt, Proyectos 032/95, 53074/2006, así como de la Universidad Autónoma de Nuevo León, proyecto Paicyt/UANL CN 311-00. Referencias 1. Bar-Joseph, M., and Lee, R.F. 1989. Citrus tristeza virus. Descriptions of Plant Viruses No. 353 (No. 33 revised), Kew, Surrey, UK, Commonwealth Mycological Institute, 7 pp. 2. Bar-Joseph, M., and Malkinson, M. 1980. Hen yolk as a source of antiviral antibodies in the enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA): a comparison of two plant viruses. J. Virol. Methods 1:1-5. 3. Bar-Joseph, M., Garnsey, S.M., Gonsalves, D., m- ____________________ 372 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �MARÍA MAGDALENA IRACHETA CÁRDENAS, MARIO ALBERTO ROCHA PEÑA Moscovitz, M., Purciful, D.E., Clark, M.F., and Loebenstein, G. 1979. The use of enzymelinked immunosorbent assay for the detection of citrus tristeza virus. Phytopathology 69:190194. 4. Bar-Joseph, M., Filatov, V., Gofman, R., Guang, Y., Hadjinicolis, A., Mawassi, M., Gootwine, E., Weisman, Y., and Malkinson, M. 1997. Booster immunization with partially purified citrus tristeza virus (CTV) preparation after priming with recombinant CTV coat protein enhances the binding capacity of capture antibodies by ELISA. J. Virol. Methods 67:1922. 5. Bar-Joseph, M., Marcus, R., and Lee, R.F. 1989. The continuous challenge of citrus tristeza virus control. Ann. Rev. Phytopathol. 27:292316. 6. Batista L. 2001. Obtención y evaluación de un anticuerpo monoclonal para la detección del virus de la tristeza de los cítricos: aplicación en estudios epifitiológicos. PhD Thesis. Universidad Central de Las Villas, Cuba. 7. Batista, L., Peña, I., López, D., Casín, J.C., Velásquez, K., Torres, M.C., and León, Y. 2005. Management program for citrus tristeza in Cuba. pp. 404-406, in: Proc. 16th Conf. Int. Org. Citrus Virologists. M.E. Hilf, N. Durán-Vila, M.A. Rocha-Peña (eds.). Riverside, California. 8. Cambra, M., Camarasa, E., Gorris, M.T., Garnsey, S.M., and Carbonell, E. 1991. Comparison of different immunosorbent assays for citrus tristeza virus (CTV) using CTV specific monoclonal and polyclonal antibodies. pp. 38-45, in: Proc 11th Conf. Int. Org. Citrus Virologists. R.H. Brlansky, R.F. Lee, and L.W. Timmer (eds.). Riverside, California. 9. Clark, M.F., Lister, R.M., and Bar-Joseph, M. 1986. ELISA techniques. Methods Enzymol. 113:742-766. 10. 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XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 373 �DESARROLLO Y USO DE UN SISTEMA SEROLÓGICO PARA LA DETECCIÓN DEL VIRUS DE LA TRISTEZA EN EL ANÁLISIS MASIVO DE MUESTRAS DE CÍTRICOS California. 17. Manjunath, K.L., Pappu, H.R., Lee, R.F., Niblett, C.L., and Civerolo, E.L. 1993. Studies on the coat protein genes of four isolates of citrus tristeza closterovirus from India: cloning, sequencing and expression. pp. 20-27, in: Proc 11th Conf. Int. Org. Citrus Virologists. P. Moreno, J.V. da Graça, and L.W. Timmer (eds.). Riverside, California. 18. Moreno, P., Ambrós, S., Albiachi-Martí, MR., Guerri, J., and Peña, L. 2008. Citrus tristeza virus: a pathogen that changed the course of the citrus industr y. Molecular Plant Pathgology 9:251-268. 19. Nikolaeva, O.V., Karasev, A.V., Gumpf, D.J., Lee, R.F., and Garnsey, S.M. 1995. Production of polyclonal antisera to the coat protein of citrus tristeza virus expressed in Escherichia coli: application for immunodiagnosis. Phytopathology 85:691694. 20. Nikolaeva, O.V., Karasev, A.V., Powell, C.A., Gumpf, D.J., Garnsey, S.M., and Lee, R.F. 1996. Mapping of epitopes for citrus tristeza virus specific monoclonal antibodies using bacterially expressed coat protein fragments. Phytopathology 86:974-979. 21. Permar, T.A., Garnsey, S.M., Gumpf, D.J., and Lee, R.F. 1990. A monoclonal antibody that discriminates strains of citrus tristeza virus. Phytopathology 80:224-228. 22. Polek, M.L. 2000. Permanent monitoring of citrus tristeza virus and suppression of the disease by tree removal: the case of California. Hort. Mex. 8:19-24. 23. Polek, M., Gumpf, D.J., Wallen, C.M., and Riley, M.K. 2005. Biological characterization of naturally occurring Citrus tristeza virus strains in California citrus. pp. 68-74, in: Proc 16th Conf. Int. Org. Citrus Virologists. M.E. Hilf, N. Durán-Vila, and M.A. Rocha-Peña (eds.). Riverside, California. 24. Polek, M., Metheney, P., and Wallen, C. 2004. 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XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �MARÍA MAGDALENA IRACHETA CÁRDENAS, MARIO ALBERTO ROCHA PEÑA background in DAS-I ELISA for the detection of Citrus tristeza virus in mandarin varieties. Programme and Abstract Book, 17th Conf. Int. Org. Citrus Virologists. Adana Turkey October 22-26, 2007 (Abstract). 33. Yokomi, R.K., Polek, M.L., Satar, S., and Gottwald, T.R. 2002. An economic sampling protocol for locating Citrus tristeza virus reservoirs in a large area. pp. 54-59, in: Proc. 15th Conf. Int. Org. Citrus Virologists. N. Durán-Vila, R.G. Milne, and J.V. da Graça (eds.). Riverside, California. Recibido: 01 de agosto de 2010 Aceptado: 01 de septiembre de 2010 r.m- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 375 �Desarrollo de semiconductores con estructuras tipo perovskitas para purificar el agua mediante oxidaciones a vanzadas av LETICIA M. TORRES MARTÍNEZ*, ISAÍAS JUÁREZ RAMÍREZ**, XIOMARA L. GARCÍA MONTELONGO**, ARQUÍMEDES CRUZ LÓPEZ** 35(0,2�'(�,19(67,*$&,Ð1 Una de las preocupaciones socia- 8$1/����� les de la investigación en ciencia y tecnología de materiales, a nivel mundial, es en torno al medio ambiente y el desarrollo sostenible, lo cual se plasma en la bús#PKXGTUCTKQ queda de nuevas tecnologías para la generación de fuentes alternas de energía renovables, de dispositivos energéticamente más eficientes y materiales reciclables, con aplicaciones en tratamientos avanzados de remediación de suelos, agua y aire, entre otras. Entre estos tratamientos avanzados se encuentran los procesos (o tecnologías) de oxidación avanzada (PAO´s o TAO´s, por sus siglas en inglés), los cuales son cada vez más empleados en la mayoría de los países industrializados para la remediación de agua, generalmente en pequeña o mediana escala. Lo anterior, debido a que los métodos convencionales resultan inadecuados para alcanzar el grado de pureza requerido por la legislación ambiental, o por el uso posterior que se le pretende dar al efluente tratado. □ El presente artículo está basado en la investigación "Desa- rrollo de semiconductores con estructuras tipo perovskitas para purificar el agua mediante oxidaciones avanzadas", galardonada con el Premio de Investigación UANL 2010 en la categoría de Ciencias Exactas, otorgado en sesión solemne del Consejo Universitario, en septiembre de 2010. 376 El entendimiento de los principios fisicoquímicos de la fotocatálisis heterogénea, clasificada en los procesos avanzados de oxidación (PAO´s), ha permitido el desarrollo de investigaciones de nuevos materiales semiconductores para su aplicación en la oxidación completa de diversos compuestos orgánicos aromáticos presentes en agua residual, degradación de gases de invernadero y reducción/oxidación de metales pesados, presentes en suelos y agua contaminada.1 La fotocatálisis heterogénea ofrece ventajas significativas frente a otras por su mayor factibilidad termodinámica y una velocidad de oxidación muy elevada por la participación de radicales libres, principalmente el radical hidroxilo (HO·), y por sus propiedades adecuadas para degradar cualquier compuesto orgánico en concentraciones bajas. Este método para purificar agua puede usarse solo o combinado con los métodos convencionales. En la fotocatálisis heterogénea se emplea un material semiconductor activado por cierta cantidad de energía, generalmente luz UV, para generar intermediarios muy reactivos, de potencial oxidante o reductor alto, los cuales atacan y destruyen los compuestos orgánicos que son recalci**Departamento de Ecomateriales y Energía, FIC. *Instituto de Ingeniería Civil, UANL. e-mail: lettorresg@yahoo.com CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �LETICIA M. TORRES MARTÍNEZ, ISAÍAS JUÁREZ RAMÍREZ, XIOMARA L. GARCÍA MONTELONGO, ARQUÍMEDES CRUZ LÓPEZ trantes. En este tipo de reacciones fotoinducidas, el material semiconductor juega un papel primordial, por lo que el desarrollo de nuevos óxidos semiconductores con mejores características físico-químicas y estructurales que el TiO 2 , fotocatalizador comercialmente utilizado, es objetivo de muchas investigaciones relacionadas con la fotocatálisis ambiental, en busca de mejores eficiencias en las diversas reacciones fotocatalíticas. Por ello, materiales semiconductores como: SrTiO 3 , Sr 2 Ta 2 O 7 , Sr 2 Nb 2 O 7 , Cs 2 Nb 4 O 11 , NaNbO 3 , NaTaO 3 , NaTaO 3 :La, WO 3 , Sm 2InTaO 7, K 4Nb 6O 17, Na 2Ti 6O 13, BaTi 4O 9, Ba5Nb4O15, y K2La2Ti3O10, se han probado en reacciones fotocatalíticas, principalmente para la reacción de descomposición del agua;2-13 sin embargo, algunos de éstos también se han probado en reacciones de degradación de compuestos orgánicos.14-26 De los materiales que han mostrado alta actividad fotocatalítica en este tipo de reacción, se pueden mencionar los óxidos semiconductores con estructura tipo perovskita simple, ABO3, y doble laminar, A2M2O7, los cuales han llamado considerablemente la atención debido a sus características estructurales, que les permiten incluso incorporar iones dentro de su estructura, lo que ayuda a mejorar considerablemente sus propiedades fotocatalíticas.2,4,6,27-30 Generalmente, los óxidos con estructura tipo perovskita se han preparado con el método de reacción en estado sólido, ya que se requieren altas temperaturas para formar su estructura cristalina, generando que sus propiedades texturales se vean afectadas y, por ende, disminuya su eficiencia en reacciones de fotocatálisis. Recientemente su síntesis se ha llevado a cabo por diversos métodos, en un intento por mejorar sus características texturales. En particular, algunos óxidos, como NaTaO3 y NaTaO3:La, se han obtenido por diversos métodos alternos, como sol-gel19-21 microondas, 10 electrohilado, 23 hidrotermal 8,15,26 y solvotermal,27 mientras que el Sr2Ta2O7 se ha fabricado por métodos como el de polimerización compleja28 y el hidrotermal.29 Se ha observado para este tipo de óxidos, con estructura tipo perovskita simple y doble laminar que, cuando se emplean métodos de síntesis alternos a la reacción en estado sólido, sus propiedades fotofísicas y texturales mejoran considerablemente. Además, se ha reportado que cuando el ángulo de enlace O-M-O es cercano a 180° se presenta una alta energía de excitación que permite una mayor movilidad del par hueco-electrón generado,3,27,30-33 mejorando con ello su actividad fotocatalítica. Por otra parte, debido a que los colorantes y las pinturas son parte de los principales contaminantes presentes en los efluentes industriales, la eliminación del color del agua residual de textiles ha sido objeto de estudio por la potencial toxicidad de los colorantes y por los grandes problemas de visibilidad que se pueden presentar.34 Algunas estimaciones recientes indican que aproximadamente 12% de los colorantes sintéticos textiles empleados cada año se pierden durante la manufactura y los procesos de operación, y 20% de estos colorantes entran en contacto con el ecosistema, a través de los efluentes generados en los tratamientos de agua residual industrial.35 La mayoría de los colorantes son compuestos orgánicos o metal-orgánicos, cuya estructura se forma principalmente de grupos de anillos aromáticos, lo que en ocasiones complica más su eliminación mediante los tratamientos convencionales. En la figura 1 se muestran las estructuras del cristal violeta y azul de metileno, colorantes por lo común presentes en aguas residuales. En este trabajo se presentan los resultados obtenidos de la preparación por el método sol-gel de óxidos semiconductores nanoestructurados, los cuales pertenecen a las familias del tipo perovskita simple, ABO3, y doble laminar, A2M2O7, como el NaTaO3, NaTaO3:A (A = La, Sm) y Sr2M2O7 (M = Ta, Nb), respectivamente. Estos óxidos estudiados en la reacción de conversión de agua en hidrógeno mostraron la capacidad de degradar contaminantes orgánicos presentes comúnmente en agua residual, como el azul de metileno, cristal r.m- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 377 �DESARROLLO DE SEMICONDUCTORES CON ESTRUCTURAS TIPO PEROVSKITAS PARA PURIFICAR EL AGUA MEDIANTE OXIDACIONES violeta y rojo alizarín S, a partir de una reacción de óxido–reducción llevada a cabo bajo la acción de luz UV. El seguimiento de estas reacciones se realizó con la técnica de espectrofotometría de UV-Vis. AVANZADAS 70°C por 48 horas, y a continuación fueron tratados térmicamente, en un rango de temperaturas entre 400 y 850°C para las perovskitas simples, y entre 800 y 1000°C para las perovskitas dobles, por al menos cuatro horas. Síntesis por reacción en estado sólido a) b) Fig. 1. Estructura química del a) cristal violeta y b) azul de metileno. Metodología experimental Síntesis por el método sol-gel El NaTaO3 se preparó al mezclar cantidades estequiométricas de etóxido de tántalo, Ta(OC2H5)5 (Aldrich 99.98%), etanol (DEQ 99.8%) y acetato de sodio, Na(CH3CO2) (Aldrich 99.7%), el cual fue adicionado gota a gota. Para la síntesis de las perovskitas simples dopadas, el catión se incorporó al mismo tiempo que el precursor de sodio, en una solución 1% molar, empleando como precursores acetato de lantano, La(CH3CO2)3 (Aldrich 99.9%) y acetato de samario, Sm(CH 3CO 2) 3 (99.9%). Por otra parte, las perovskitas dobles laminares se prepararon con isopropóxido de estroncio, Sr[OCH(CH3)2]2 (Aldrich, 99.9%), o acetato de estroncio, Sr(C2H3O2)2 (Aldrich, 97%), o etilenglicol, como disolvente, y etóxido de tántalo, Ta(OC 2 H 5 ) 5 (Aldrich, 99.98%) y Nb(OC2H5)5 (Aldrich, 99.95%). En general, los óxidos preparados por el método sol-gel se dejaron reaccionar de 4 a 7 días a 70°C, bajo agitación vigorosa, manteniendo el sistema en reflujo. Al finalizar, las mezclas se mantuvieron en reposo de 24 a 36 horas. Los geles obtenidos se secaron a 378 Los óxidos semiconductores preparados con el método de reacción en estado sólido se obtuvieron mediante la mezcla de carbonato de sodio, Na2CO3 (Aldrich 99%) y óxido de tántalo, Ta2O5 (Aldrich 99%); en las perovskitas dopadas se utilizaron, además, óxido de lantano, La2O3 (Aldrich 99.999%) y óxido de samario, Sm2O3 (Aldrich 99.99%). La mezcla se colocó en un crisol de alúmina, se calcinó a 850°C durante tres horas para eliminar el CO2. Posteriormente, la mezcla se molió y se sometió a un nuevo calentamiento a 850°C, durante doce horas. En cada síntesis se agregó un exceso de 5% en peso de Na2CO3 (Aldrich 99%) para compensar la posible volatilización de Na2O durante la reacción. En el caso de las perovskitas dobles, el Sr2TaO7 se preparó con carbonato de estroncio, SrCO3 (Aldrich, 99.9%) y óxido de tántalo, Ta2O5 (Aldrich, 99.99%), mientras que el Sr 2 Nb 2 O 7 empleó Nb 2 O 5 (Aldrich, 99.9%). Se colocaron cantidades estequiométricas y secas de los reactivos en un mortero de ágata, y se mezclaron los polvos. Después de un tiempo se prepararon pastillas, se colocaron en crisoles de platino y se sometieron a diferentes temperaturas (800-1050°C) y tiempos de reacción (12-24 h). Caracterización Con la finalidad de conocer las características estructurales y determinar las propiedades físicoquímicas de cada uno de los óxidos semiconductores preparados, los sólidos se analizaron a través de diversas técnicas, como: difracción de rayos-X (DRX), microscopía electrónica de barrido (MEB), microscopía electrónica de transmisión CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �LETICIA M. TORRES MARTÍNEZ, ISAÍAS JUÁREZ RAMÍREZ, XIOMARA L. GARCÍA MONTELONGO, ARQUÍMEDES CRUZ LÓPEZ (MET), espectroscopía de infrarrojo (IR), análisis térmico (ATD/ATG), análisis textural (fisisorción de N2) y espectrofotometría de ultravioleta-visible (UV-Vis). {llCf').• (002) • {ll2) • (202) Pruebas fotocatalíticas a) o( :::, O) • rano, > {ll4) {B2). ■ (OX) ~ Las pruebas fotocatalíticas de degradación de los compuestos orgánicos (azul de metileno para las perovskitas simples y cristal violeta y rojo alizarín para las dobles) se llevaron a cabo en un reactor tipo batch equipado, con una lámpara de radiación monocromática (λ = 254 nm) y con una intensidad de 2000 µW.cm-2. La evolución de la reacción se realizó siguiendo una banda característica de cada colorante (λ = 257 nm para azul de metileno, λ = 590 nm para cristal violeta, y λ = 259 nm para el rojo alizarín S) de la solución problema. Cada quince minutos se tomaron alícuotas de la solución expuesta a la luz UV y se analizaron en el espectrofotómetro de UV-Vis. A partir de lo anterior, se estableció la conversión del colorante, al normalizar la concentración de la solución a tiempo t, con respecto a la concentración inicial. Para asegurar que el desempeño del material no esté ligado con un fenómeno de superficie, antes de iniciar cualquier reacción fotocatalítica se llevaron a cabo pruebas de adsorción. Para ambos colorantes se empleó una relación 1:1 catalizador: colorante de una solución de 10 ppm. Resultados y discusión DRX de Perovskitas Simples (NaTaO3 y NaTaO3:A, A = La, Sm) En la figura 2 se muestran los resultados de DRX de las perovskitas simples calcinadas a 600°C, los cuales muestran la completa cristalización de la fase principal (NaTaO3), al coincidir cada uno de los picos presentes en el difractograma con el patrón de rayos-X de la fase ortorrómbica del NaTaO3, según consta en la base de datos (JCPDF 73-0878). 36 Los mismos materiales tratados CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 el di e) 10 213 40 ~ 10 Fig. 2. Patrones de DRX de los tantalatos de sodio: a) NaTaO3SG, b) NaTaO3:La-SG, c) NaTaO3:Sm-SG, d) NaTaO3:La-ES, e) NaTaO3:Sm-ES. térmicamente a 800°C revelan la completa cristalización del NaTaO3. En el caso de las muestras preparadas por estado sólido a 850°C, se observó la presencia de las fases NaTaO3 y Na2Ta4O11. Tal parece que la presencia de La y Sm retarda la cristalización de la fase principal, y en algunos casos favorece la formación de la fase secundaria en el siguiente orden: Sm < La. Estas tendencias son similares a resultados previamente reportados.19 Con base en los resultados de difracción de rayosX, es posible afirmar que los óxidos dopados con Sm y La, preparados por sol-gel, presentaron la fase NaTaO3 de forma pura. Por tal motivo, se llevó a cabo el refinamiento de sus parámetros de celda por el método Rietveld (DRX) con el programa Topas RTM. Para este cálculo se tomaron como base los datos reportados para la fase ortorrómbica NaTaO3, Pcmn, a = 5.5213 Å, b = 7.7952 Å, y c = 5.4842 Å, y Vol = 236.04 [JCPDF 73-0878].36 Como se puede observar en la tabla I, los parámetros de celda del NaTaO3 dopado con La o Sm por cualquiera de las rutas de síntesis son más pequeños que los parámetros del NaTaO3 preparado por estado sólido. Estas variaciones pueden asociarse con cambios en la estequiometría final, ya que todas las muestras presentaron diferente contenido de sodio del ini- 379 �DESARROLLO DE SEMICONDUCTORES CON ESTRUCTURAS TIPO PEROVSKITAS PARA PURIFICAR EL AGUA MEDIANTE OXIDACIONES Tabla I. Concentración de sodio y parámetros de celda de las perovskitas simples. Óxido % " NnToOrES 8. 1~ NaT.1O 1rSG 8,69 Nafoúd...a-ÉS NaTnO_,: La-SG 7. 7j Nt1Ta0 .1:Sm--ES Na fo01:Sm-SG ,.19 ,.s, "66 o/Á S.S2l%1S) S.S i 99-l(2l 5.5 1759(6) 5.5 1'l<J<Jt8) 5.5 1697(2) S.S20S2(7) Pt1rll11w1ros ,le cel,lll b/Á e/A 7,79-108(8) 7, 79172(5) 7.790]00) 7.79518(]) 7,78963(1) 7.7? 197(6) S.-18-118(9) S.4867"(1) 5.49081(9) 5.4867-1(1) S.48397(]) S,-l85S3(9) Volw11e11IA-' 236. 11 (7) 2.35.98(-l) 236.01(5) 236.05(2) 235.67(-l) 235.96(-l) Nota: Los parámetros de celda del NaTaO3-ES son muy similares a los de la base de datos, JCPDF 73-0878. En todos los óxidos analizados se detectó la presencia de Na2Ta4O11, en una proporción menor a 4 %. La cantidad teórica de sodio en NaTaO3 debe ser de 9.12%. cial, indicando que una parte de éste se volatilizó. Por lo anterior, no es posible concluir que los óxidos de lantano y samario se hayan incorporado a la estructura de la perovskita para formar una solución sólida. Las longitudes de enlace de ambos átomos son más grandes que el correspondiente de tántalo-oxígeno, por lo que en caso de una sustitución parcial en los sitios octaédricos, esperaríamos un aumento en el volumen de las celdas unitarias. Como esto no se observa, no podemos afirmar que estos óxidos están dentro de la misma, por lo que, probablemente, se encuentren sobre la superficie del material. DRX de perovskitas dobles laminares (Sr2M2O7, M = Ta, Nb) En la figura 3 se muestran los patrones de DRX de la perovskita doble laminar, Sr2Ta2O7, preparada por el método sol-gel (figura 3a) y reacción en estado sólido (figura 3b). Los patrones de DRX de las muestras preparadas por sol-gel con isopropóxido de estroncio como precursor muestran que a 600°C el material calcinado presenta picos anchos que denotan el inicio de la formación de una fase, los cuales mejoraron su grado de cristalinidad a 800°C. A 900°C, es evidente la obtención de la fase ortorrómbica Sr 2Ta2O7 (JCPDF 30-1304).36 En el caso de los niobiatos preparados por el método sol-gel también se obtuvo la fase deseada; sin embargo, algunos picos no se identificaron ni como fase binaria del siste- 380 AVANZADAS ma ni como productos que se hayan generado a partir de los precursores que se emplearon en la síntesis. Por otro lado, al llevar a cabo la síntesis de estas fases por estado sólido, no se presentó ningún problema, ya que, bajo estas condiciones de reacción, las señales características de cada una de las fases son altamente cristalinas, y coinciden con su respectivo patrón de DRX reportado. En este caso se establecieron nuevas condiciones para la síntesis de estos óxidos tipo perovskita doble laminar, por reacción en estado sólido, al disminuir la temperatura y el tiempo, 147°C y 188 h, para la síntesis de Sr2Ta2O7, y 67°C y 138 h, para la síntesis de Sr2Nb2O7, con respecto a lo reportado en la bibliografía.37 a) - Sr¡Ta¡~:JCPDF 30-1304 10 ~ ~ .,·¡¡;"Om so 30 70 900' e SSO'C ~ :§ 800'C 600'C 10 20 30 40 50 so 70 2 theta - sr,Ta, O,:JCPDFJ0-1304 b) 10 N.I.: No identificado 20 30 40 50 60 70 2 theta Fig. 3. Patrones de difracción de rayos-X de las perovskitas dobles laminares: a) Sr2Ta2O7-SG y b) Sr2Ta2O7-ES. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �LETICIA M. TORRES MARTÍNEZ, ISAÍAS JUÁREZ RAMÍREZ, XIOMARA L. GARCÍA MONTELONGO, ARQUÍMEDES CRUZ LÓPEZ MEB de perovskitas simples (NaTaO 3 y NaTaO3:A, A = La, Sm) MET de perovskitas simples (NaTaO 3 y NaTaO3:A, A = La, Sm) El análisis por MEB de los óxidos preparados por el método sol-gel reveló la presencia de materiales nanoestructurados. En la figura 4 se observa que los sólidos tienden a formar aglomerados, algunos de éstos de forma esférica menores a una micra. De acuerdo a lo observado, en el semiconductor NaTaO3:La, preparado por sol-gel y calcinado a 600°C, la presencia del dopante favoreció la formación de nanopartículas de menor tamaño, con respecto al NaTaO3. Por otro lado, los óxidos preparados por estado sólido presentan partículas de tamaño mayor a una micra, incluso partículas sinterizadas de tamaño mayor a cinco micras. Si bien no hay una homogeneidad completa en cada uno de los materiales analizados, la presencia de partículas tan pequeñas provoca que éstas aparezcan depositadas sobre los aglomerados formados. La presencia de Sm y La se detectó con el microanálisis de EDS. Por otro lado, el tamaño nanométrico de las partículas también fue analizado por MET. En la figura 5 se muestra la imagen correspondiente a la perovskita NaTaO3 dopada con La, preparada por el método sol-gel y calcinada a 600°C. En la imagen se observa la presencia de aglomerados formados por cubos de tamaño menor a 50 nm. Queda de manifiesto que a través del método sol-gel se logró la preparación de óxidos semiconductores, con tamaño de partícula en escala nanométrica, lo cual se traduce en materiales con áreas específicas grandes, siendo esto favorable para mejorar la eficiencia fotocatalítica en reacciones superficiales. Fig. 5. Micrografía del análisis por MET correspondientes a la muestra de NaTaO3:La preparada por sol-gel, y calcinada a 600°C. MEB de perovskitas dobles laminares (Sr2M2O7, M = Ta, Nb) Fig. 4. Micrografías de los óxidos semiconductores con estructura tipo perovskita simple, preparados por sol-gel a 600°C y estado sólido a 850°C: a)NaTaO 3 -ES, b)NaTaO 3 -SG, c)NaTaO 3 :La-ES, d)NaTaO 3 :La-SG, e)NaTaO 3 :Sm-ES, f) NaTaO3:Sm-SG. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 En la figura 6 se muestran las micrografías obtenidas de las muestras de la familia de perovskitas dobles laminares Sr2M2O7 (M = Ta, Nb), sintetizadas por la técnica de sol-gel, utilizando acetato 381 �DESARROLLO DE SEMICONDUCTORES CON ESTRUCTURAS TIPO PEROVSKITAS PARA PURIFICAR EL AGUA MEDIANTE OXIDACIONES de estroncio (AC), isopropóxido de estroncio (ISO), o etilenglicol (EG) como disolvente, y también los óxidos preparados por reacción en estado sólido (ES). AVANZADAS Sr2Ta2O7 sintetizado con etilenglicol (7c) es notable la diferencia de morfologías con el resto de las imágenes; aquí se observan partículas en forma de láminas con tamaños variables, las cuales tienden a agruparse y a formar una serie de capas, y a su vez forman cúmulos de fibras de aproximadamente 0.5 micras. Por otro lado, el niobiato de estroncio se obtuvo mediante la síntesis con etilenglicol, a manera de partículas alargadas con tamaños menores que los 0.5 micras (7e); además, se observó la presencia de aglomerados de partículas con mayores tamaños, que posiblemente formó la segunda fase que se detectó en los resultados de difracción de rayos-X. Para el Sr2Nb2O7 sintetizado por reacción en estado sólido, se observaron partículas mayores a 0.5 micras (7f). Análisis térmico (ATD/ATG) y análisis de infrarrojo (IR) de las perovskitas simples y dobles laminares Fig. 6. Micrografías de perovskitas dobles laminares, Sr2M2O7 (A = Ta, Nb) preparadas por el método sol-gel y reacción en estado sólido: a) Sr2Ta2O7-AC, b) Sr2Ta2O7-ISO, c) Sr2Ta2O7EG, d) Sr2Ta2O7-ES, e) Sr2Nb2O7-EG y f) Sr2Nb2O7-ES. En el caso de los tantalatos de estroncio se aprecia una homogeneidad en las morfologías de los materiales preparados por sol-gel con acetato de estroncio (7a) y por reacción en estado sólido (7d). Se aprecian aglomerados de partículas semiesféricas con tamaños promedios de 0.5 micras. Estos aglomerados están compuestos por partículas semiesféricas, con tamaños menores a los 0.4 micras, por lo que podría tratarse de materiales nanoestructurados. En el caso del tantalato de estroncio preparado con acetato de estroncio (7a) no se logran distinguir formas definidas, debido a que los reactivos no reaccionan completamente. Cuando el Sr2Ta2O7 se preparó con isopropóxido de estroncio, fue posible apreciar partículas alargadas en forma de fibras de 0.5 micras, en promedio (7b). En las micrografías correspondientes al 382 El análisis térmico de cada una de las muestras frescas de los óxidos preparados por sol-gel mostró una pérdida total en peso de ~30%, en el intervalo de 25 a 900°C, que correspondió a la eliminación del agua, solventes y la combustión de la materia orgánica residual del proceso de síntesis empleado. Lo anterior estuvo asociado a la presencia de picos endotérmicos, mientras que el único pico exotérmico correspondió a la cristalización de las fases deseadas para cada óxido. El análisis de IR corroboró estos resultados al detectarse, en las muestras frescas, la presencia de bandas correspondientes a los grupos orgánicos residuales. Mientras que en las muestras calcinadas por encima de los 800°C se observó únicamente la presencia de la banda correspondiente al enlace metálico M-O de los óxidos analizados. Fisisorción de nitrógeno (determinación de SBET) El análisis de fisisorción de N2 sobre los óxidos semiconductores reveló que el área superficial es- CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �LETICIA M. TORRES MARTÍNEZ, ISAÍAS JUÁREZ RAMÍREZ, XIOMARA L. GARCÍA MONTELONGO, ARQUÍMEDES CRUZ LÓPEZ pecífica SBET disminuye, al aumentar la temperatura de calcinación. En la tabla II se presentan los resultados de área superficial obtenidos para las perovskitas simples y dobles laminares. El óxido que presentó el mayor valor de área superficial fue el tantalato de sodio dopado con Sm, preparado por sol-gel y calcinado a 600°C (25 m2.g-1) y 800°C (~20 m2.g-1), mientras que los óxidos preparados por reacción en estado sólido mostraron valores de área superficial por debajo de los 10 m2.g-1. Los altos valores de área superficial de cada uno de los óxidos preparados por sol-gel confirman el hecho de que a través de este método se obtienen nanopartículas. Por otro lado, los óxidos que presentaron los menores valores de área superficial fueron el tantalato y el niobiato de estroncio, ambos presentaron áreas específicas menores a 5 m2.g-1; sin embargo, estos resultados son sobresalientes, ya que en la bibliografía estos materiales se reportan con nula área superficial.38 Tabla II. Valores de SBET de las perovskitas simples y dobles laminares preparadas por sol-gel y reacción en estado sólido. 1 Área superficial cspeeificu, s.u (m 1.g· 1¡ 6oo·c soo·c l 850° aTuO1 Sm 25 ¡q - 900ºC 8S0" .. 5 5 1030° - uíaOi:Lo 20 8 .. .. No.71101 18 4 - .. 5 Sr~Ta10rEG - - - ; 3 5 - .. - ·- 7 - 6 .. 3 .. - 3 .. -- 3 Sr,Nb,OrEG • r.:!Ta.! rA Tabla III. Valores de Eg de las perovskitas simples y dobles laminares preparadas por sol-gel y reacción en estado sólido. Catalizador ol-gel Eg,eV 600°C 3.6 800ºC 4.0 600° 4.0 800°C 4.0 600ºC 3.9 800ºC 4.0 r, b,0 7-EG 800ºC 3.8 Sr2Ta2O,-EG 900ºC 4.4 Sr2fa 10,-ISO 850ºC 4.6 800ºC 4.0 900ºC 3.8 I0O0ºC 4.0 Reacción en estado só lido NaTaO¡ Eg,eV 4.0 NaTaO¡ :Sm 850°C aTaO, :La 3.8 3.7 4,0 1030°C Sr¡ Ta¡O,-AC 4.7 Re:u~ció n en es-tado sólido ol-gol at:lli7..ador longitudes de onda menores a 400 nm. Lo anterior sugiere que para lograr la excitación de los electrones es necesario irradiarlos con luz ultravioleta para lograr un mejor desempeño fotocatalítico. Sr: b,OrAC - 5 .. r,To,OrlSO .. - 12 3 Espectroscopía de ultravioleta-visible (determinación de Eg) En la tabla III se resumen los valores de Eg obtenidos para las perovskitas simples y dobles laminares preparadas por ambas rutas de síntesis. A partir de los cálculos realizados, se determinó que el ancho de banda de cada uno de los óxidos analizados se encuentra en el rango de 3.6 y 4.7 eV, lo que indica que estos óxidos absorben luz a CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 Degradación de azul de metileno-perovskitas simples (NaTaO3 y NaTaO3:A, A = La, Sm) En la figura 7 se muestran las curvas de degradación del azul de metileno, utilizando como fotocatalizadores los óxidos NaTaO3:A (A = La, Sm) preparados por sol-gel y calcinados a 600 y 800°C, así como los preparados por estado sólido a 850°C. Para ambos semiconductores, se observa que la relación de disminución de la concentración (CAM/CAMo) se incrementó inversamente proporcional con la temperatura de tratamiento térmico, y produjo una caída más rápida de este parámetro. Es decir, los tantalatos calcinados a 600°C fueron los más activos seguidos por las mismas muestras tratadas térmicamente a 800°C, y finalmente los materiales preparados por reacción en estado sólido (850°C). Debido a que al realizar las pruebas preliminares se encontró que el colo- 383 �DESARROLLO DE SEMICONDUCTORES CON ESTRUCTURAS TIPO PEROVSKITAS PARA PURIFICAR EL AGUA MEDIANTE OXIDACIONES Degradación de MI c.on NaTaO~dopadocon la 1.00 0,80 ! 0.60 11 t u 0.40 ~ Q.20 0.00 o 100 200 300 500 400 600 700 Tiempo (min) Degradatión de /JN. con NaTaO, dopado con Sm 1.00 ...,,,.. 0.80 0.60 (.) ~ 0.40 (.) 0.20 0.00 o 100 200 300 400 500 600 Tiempo (min) Fig. 7. Curvas de degradación de azul de metileno, utilizando como fotocatalizador a los óxidos NaTaO3:A (A = La, Sm), preparados por sol-gel y reacción en estado sólido. 0.60 'º·S • 0.15 m9.mh1~1 10 es • 0.08 m9.1nin "1 ■ SG, l,.a!ll.alaOJ e ES, o "'o; u ¡¡; o; ,l. ... e OlO ,··· rante se adsorbe en el fotocatalizador, se decidió agregar peróxido de hidrógeno (H2O2), ya que este reactivo no influye directamente sobre la reacción, es decir, no hay oxidación del colorante por parte del H2O2 bajo estas condiciones experimentales, sólo favorece a la reacción de degradación del azul de metileno al actuar como iniciador de la misma. A partir del modelo anterior, se calcularon los parámetros cinéticos de la reacción de degradación de AM, y se encontró que en la mayoría de los casos el tiempo de vida media (t1/2) fue menor a 100 min (tabla IV). Los mejores resultados se obtuvieron para el óxido NaTaO3:Sm, preparado por sol-gel y calcinado a 600°C. En general, se observa que todos los óxidos preparados por solgel y utilizados como fotocatalizadores son capaces de alcanzar 50% de conversión del AM, en aproximadamente 80 min, con excepción del tantalato de sodio dopado con Sm, cuyo tiempo de vida media (t1/2) fue menor, ~65 min. Por otra parte, los óxidos preparados por estado sólido lograron la conversión de 50% en aproximadamente 110 min. A partir de lo antes expuesto en este sistema en estudio, se establece el siguiente orden de actividad: NaTaO3:Sm > NaTaO3:La > NaTaO3. En la figura 8 se muestra el modelo cinético para la reacción de degradación de azul de metileno (AM). Se observa claramente que el modelo sugerido se ajusta a una línea recta. l.dl;af,110J • 0 40 o Tabla IV. Parámetros cinéticos de la reacción de degradación de azul de metileno, utilizando las perovskitas simples como fotocatalizadores. ol-gel at:llb..ador (mio"1) Fig. 8. Modelo cinético para la reacción de degradación de AM, utilizando como fotocatalizador al NaTaO3:La preparado por sol gel (600°C) y estado sólido (850°C). Est:ido sólido 600° k 384 AVANZADAS 850° 8000 T,n (mio) k (mio"1) l ,n (mio) k (min' 1) l111 (mio) N:.ffa0 1 0,0078 89 0.0078 88 0.0098 11 7 uToO,:ui 0.0098 71 0.0068 102 0.0050 139 N11.T:lOJ:Sm 0.0106 65 0.0059 11 7 0.0067 111] CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �LETICIA M. TORRES MARTÍNEZ, ISAÍAS JUÁREZ RAMÍREZ, XIOMARA L. GARCÍA MONTELONGO, ARQUÍMEDES CRUZ LÓPEZ Reacción de degradación de cristal violetaperovskitas dobles laminares (Sr2M2O7, M = Ta, Nb) Como se menciona en la descripción del desarrollo experimental, las perovskitas dobles laminares se evaluaron en la degradación fotocatalítica del cristal violeta y el rojo alizarín S en solución acuosa. Debido a que el semiconductor no mostró importante actividad fotocatalítica a pH 5, se procedió a acidificar las soluciones con una disolución de H2SO4 1N. Estas nuevas condiciones nos permiten eliminar las contribuciones de fotólisis, además de establecer que la señal característica del 1.00 Sr,TaO,-SG-iso Sr¡Ta10¡-SG-eg 0.80 TiO~ussa g0.60 ~ Ü 0.40 cristal violeta no se modificó, ya que la banda de absorción sólo mostró un pequeño desplazamiento de 592 a 590 nm, y un incremento en la intensidad (1.5 a 2.3). En la figura 9 se presentan las curvas de la reacción de degradación de cristal violeta a pH 3, utilizando la perovskita doble Sr2Ta2O7 (figura 9a), y su correspondiente modelo cinético de primer orden (figura 9b). A partir de la pendiente de la recta y las condiciones iniciales de la reacción (Co, t, etc.), se calcularon los parámetros cinéticos de la degradación del cristal violeta, y se observó que en la mayoría de los casos el tiempo de vida media (t1/2) fue menor a lo reportado para la titania P25.39 En la tabla V se reportan los principales parámetros cinéticos obtenidos con las perovskitas dobles laminares en la degradación de cristal violeta. Al comparar los resultados obtenidos en este trabajo de investigación con lo reportado en la degradación del CV con otros materiales, se observa que las perovskitas dobles laminares presentan mayores porcentajes de degradación, en tiempos de reacción fotocatalítica menores.38,39 0.20 0.00 o 20 10 30 40 tiempo, min. 6.00 5.00 4.00 > ~ o (i3.00 o e .J 200 Sr,Ta,0,-SG-eg Sr,Ta,.O,.SG-,.., T,0,.DegUS$3 a 1.00 000 o 10 20 30 40 50 60 Uem po, mln. Fig. 9. Degradación de cristal violeta a pH 3: a) curvas de degradación, b) modelo cinético de primer orden. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 Degradación de rojo alizarín S-perovskitas dobles laminares (Sr2M2O7 , M = Ta, Nb) Los tantalatos y niobiatos de estroncio evaluados en las reacciones de fotocatálisis de rojo alizarín S mostraron un comportamiento similar al observado para la degradación de cristal violeta. En la tabla VI se muestran, a manera de resumen, los parámetros cinéticos obtenidos para esta reacción de degradación. Prácticamente todos los materiales presentaron actividad fotocatalítica superior a la fotólisis de los colorantes, tanto a pH 3 como a pH 5. Estos resultados, para ambos valores de pH, no muestran una variación significativa, además de que no se distingue claramente un efecto del pH sobre los porcentajes de degradación, ya que solamente el Sr2Ta2O7-ES destaca cuando se trabajó a pH 3, y el Sr2Ta2O7-EG cuando se realizó a pH 5. 385 �DESARROLLO DE SEMICONDUCTORES CON ESTRUCTURAS TIPO PEROVSKITAS PARA PURIFICAR EL AGUA MEDIANTE OXIDACIONES Tabla V. Parámetros cinéticos de la degradación de cristal violeta a pH 3 y 5, utilizando como fotocatalizadores las perovskitas dobles laminares. pH 3 pH S Cata lizador k (111i11· 1) 1111, (mio) k(111i11· 1) 1111, (min) Fotólisis 0.0181 38 0.0482 14 rzTa:OrA (900' ) 0.0277 25 .. .. Sr2Ta 20 ,· 1 O 0. 1370 s 0.0~08 17 Sr2Ta10 ,-EG 0.0802 9 0.1055 7 Sr,Tn,OrES 0.0623 11 0.0622 11 Sr, 'b,0,-EG 0.0903 8 0.023 1 30 Sr2Nb,O,-ES 0.0396 18 0.0378 18 TiO2 Degussa P25 0.0729 10 0.0448 15 Tabla VI. Parámetros cinéticos de la degradación del rojo alizarín S a pH 3 y 5, utilizando como fotocatalizadores las perovskitas dobles laminares. llH 3 llH 5 Catalizador k (mhf 1) 1111 (min) k (111i11·') 1111 (min) Fo16lisis 0.0003 2310 0.0134 52 r2To20,-I 'O 0.0171 41 0.0208 33 r2To 20,-EG 0.0174 40 0.0253 27 Sr,Ta, 0 ,- ES 0.0281 25 0.0230 30 ·r, Nb,0,-EG 0.0219 32 0.0251 28 0.0204 34 0.0214 32 0.0176 39 0.0254 27 ,, b,0,-ES Ti02 Degusso P25 Conclusiones En general, los óxidos tipo perovskita simple y doble laminar preparados por sol-gel mostraron que están compuestos con tamaño de partícula menor a 50 nm, para el caso de los óxidos NaTaO3 y NaTaO3:A (A = La, Sm), y menor a 400 nm 386 AVANZADAS para el caso de los óxidos Sr2M2O7 (M = Ta, Nb). El refinamiento por el método Rietveld (DRX) corroboró que los óxidos NaTaO3 y NaTaO3:A (A = La, Sm) presentan la estructura cristalina NaTaO3 de la fase ortorrómbica. En el caso de los óxidos Sr2M2O7 (M = Ta, Nb) se establecieron nuevas condiciones para su síntesis por el método de reacción en estado sólido, con menores tiempos y más bajas temperaturas que lo reportado en la bibliografía. Los óxidos semiconductores sintetizados en este trabajo mostraron alta eficiencia fotocatalítica para la degradación de contaminantes orgánicos presentes comúnmente en agua residual, como el azul de metileno, el cristal violeta y el rojo alizarín S. Aunque no se aclara aún cuál variable tiene mayor peso en la actividad fotocatalítica, el empleo del método sol-gel ayudó a mejorar considerablemente las propiedades estructurales y las propiedades físico-químicas de los materiales estudiados, y fue fundamental para lograr una mejora sustancial en el desempeño fotocatalítico de ambas familias de perovskitas, en la degradación de contaminantes orgánicos. La presencia de un agente dopante, en el caso de las perovskitas simples, tiene un efecto favorable, ya que permite controlar la cristalización de la fase y mantener altos valores de área superficial específica en este tipo de óxidos semiconductores, en comparación con los óxidos preparados por reacción en estado sólido. En el caso de las perovskitas dobles laminares, el uso de un disolvente adecuado durante el proceso sol-gel ayudó a mejorar la cristalinidad de la fase deseada a más baja temperatura, y mantuvo además áreas específicas ligeramente mayores a las obtenidas por los materiales preparados por reacción en estado sólido. Por lo anterior, los óxidos semiconductores preparados en este trabajo, NaTaO3, NaTaO3:A (A = La, Sm), y Sr2M2O7 (M = Ta, Nb), por el método sol-gel, pueden considerarse como potenciales candidatos a utilizarse en reacciones de oxidación avanzada para la purificación de agua. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �LETICIA M. TORRES MARTÍNEZ, ISAÍAS JUÁREZ RAMÍREZ, XIOMARA L. GARCÍA MONTELONGO, ARQUÍMEDES CRUZ LÓPEZ Resumen En este trabajo se llevó a cabo la preparación a través del método sol-gel y la reacción en estado sólido de óxidos semiconductores pertenecientes a las familias del tipo perovskita simple, ABO3 y doble laminar, A 2 M 2 O 7, como el NaTaO 3 , NaTaO3:A (A = La, Sm), y Sr2M2O7 (M = Ta, Nb), respectivamente. Éstos fueron probados en la reacción de degradación fotocatalítica de azul de metileno, cristal violeta y rojo alizarín S. En particular, la perovskita simple, NaTaO3:Sm, mostró la mejor eficiencia para la degradación de azul de metileno (t1/2 = 65 min), mientras que la perovskita doble laminar, Sr2Ta2O7, fue eficiente para degradar tanto el cristal violeta (t1/2 = 5 min), como el rojo alizarín S (t1/2 = 25 min). Para el caso del cristal violeta la eficiencia fue incluso mayor a la mostrada por la titania P25 Degussa. La eficiencia fotocatalítica mostrada por los óxidos tipo perovskita simple la hemos relacionado a la formación de su estructura cristalina y a los valores de área superficial específica, además del efecto favorable del dopante. Mientras que en el caso de los óxidos tipo perovskita laminar, la eficiencia se debió a la presencia de la fase cristalina y al pH del medio de reacción. Además, debido a que todos estos óxidos mostraron valores de Eg alrededor de 4.0 eV, su actividad fue favorable bajo la acción de luz UV. Palabras clave: Sol-gel, Perovskita simple, Perovskita doble laminar, NaTaO3, Sr2M2O7 (M = Ta, Nb). Red S. Particularly, single perovskite NaTaO3:Sm showed the highest photocatalytic efficiency for Methylene Blue degradation (t1/2 = 65 min), whereas double perovskite Sr2Ta2O7 showed the highest efficiency for Crystal Violet and Alizarin Red S degradation (t1/2 = 5 min and t1/2 = 25 min., respectively). In fact Sr 2Ta2O7 photocatalytic efficiency was higher than that showed by TiO2 P25 Degussa for Crystal Violet degradation. Simple perovskite efficiency was related to the crystal structure formation and the high specific surface area values due to the synthesis method used. Furthermore, the presence of dopant agents is also contributing to this efficiency. On the other hand, efficiency showed by double perovskites was due to the crystal structure formation and the pH of the reaction media. Additionally, photocatalytic efficiency under UV-light was favored because all materials showed Eg values close to 4.0 eV. Keywords: Sol-gel, Simple perovskite, Double layered perovskite, NaTaO3, Sr2Ta2O7, Sr2Nb2O7. Agradecimientos Los autores agradecen a la UANL el apoyo financiero, a través de los proyectos Paicyt: CA152207 y CA1507-07, al Conacyt, por el apoyo económico a través de los proyectos de Cooperación Bilateral México-Korea 2007-2009, y Ciencia Básica 84809, así como al Promep, por el apoyo financiero, a través de los proyectos 103.5/07/ 2523 y 103.5/07/3578. Referencias Abstract In this work, the synthesis of single and double perovskite oxides, NaTaO3, NaTaO3:A (A = La, Sm), and Sr2M2O7 (M = Ta, Nb), respectively, was carried out through sol-gel and solid state reaction methods. These oxides were tested as photocatalysts on the photocatalytic degradation of Methylene Blue, Crystal Violet, and Alizarin 1. R. Al-Rasheed, SWCC, Jeddah (2005). 2. H. Kato et al. Chem. Lett. 33 (10), 348 (2004). 3. Kakihana, M. et al. J. Catal. 232 (1), 102-107 (2005). 4. Kudo et al. Chem. Lett. 34 (1), 54-55 (2005). 5. K. Domen et al. Chem. Commun. 3829 (2005). r.m- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 387 �DESARROLLO DE SEMICONDUCTORES CON ESTRUCTURAS TIPO PEROVSKITAS PARA PURIFICAR EL AGUA MEDIANTE OXIDACIONES 6. Kudo et al. Chem. Lett. 35 (9), 1052-1053 (2006). 7. K. Domen et al. Nature 440, 295 (2006). 8. X. Zhou et al. Appl. Surf. Sci. 255, 2803-2807 (2008). 9. Z. Lia et al. Int. J. Hydrogen 34, 147-152 (2009). 10. Z.G. Zou et al. Solid State Ionics 180, 15391542 (2009). 11. G. Li. Mater. Chem. Phys. 121 (1-2), 42-46 (2010). 12. Y. Wang et al. Reac. Kinet. Mech. Cat. 99 (2), 485-491, (2010). 13. X. Tang et al. J. Solid State Chem. 183 (1), 192-197 (2010). 14. G. Meng et al. Mater. Res. Bull. 42 (2) 334344 (2007). 15. X. Li et al. J. Phys. Chem. C 113, 19411-19418 (2009). 16. Y. Jiang et al. Mater. Chem. Phys. 96, 234239 (2006). 17. L. Torres-Martínez et al. Ceramic Transactions Series 193, 197-211 (2006). 18. S. Hwang et al. J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 183, 176-181 (2006). 19. L. Torres-Martínez et al. Mater. Sci. Forum 544-545, 103-106 (2007). 20. W. Lin et al. Appl. Phys. Lett. 89 (21), 211904-211904-3 (2006). 21. H. Teng et al. Appl. Catal. A-Gen. 331, 44-50 (2007). 22. J. Li et al. J. Sol-Gel Sci. Technol. 53 (2), 480484 (2010). 23. H. Cheng et al. Chem. Lett. 38 (3), 214 (2009). AVANZADAS 24. Y. Zhu et al. Chem. Lett. 33 (7), 900-901 (2004). 25. M. Kakihana et al. Chem. Mater. 14 (8), 33693376 (2002). 26. G. Chen et al. Int. J. Hydrogen Energ. 34 (5), 2113-2120 (2009). 27. Kudo et al. J. Phys. Chem. B 104 (3) 571-575 (2000). 28. K. Rajeshwar J. Appl. Electrochem. 37 (7) 765-787 (2007). 29. Fujishima et al. Int. J. Hydrogen Energ. 32 (14) 2664-2672 (2007). 30. Kudo et al. Chem. Phys. 339 (1-3), 104-110 (2007). 31. Kudo et al. J. Phys. Chem. B 106 (48), 1244112447 (2002). 32. Kudo et al J. Am. Chem. Soc. 125 (10) 30823089 (2003). 33. Kudo et al. Catal. Today 78 (1-4), 561-569 (2003). 34. K. Rajeshwar et al. J. Photochem. Photobio. C: Photochem. Reviews. 9 (4), 171-192 (2008). 35. E. Rueda et al. Ind. Eng. Chem. Res. 46 (24), 8255-8263 (2007). 36. ICDD, sofware; PDF Maint Database V.4, 2005 37. S. Ji et al. Phys. Chem. Chem. Phys. 7 (6), 1315-1321 (2005). 38. Gupta et al. Dyes Pigments 66 (3) 189-196 (2005). 39. Lu et al. Dyes Pigments 75 (2), 434-442 (2007). Recibido: 01 de agosto de 2010 Aceptado: 01 de septiembre de 2010 m- ____________________ 388 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �Brechas acústicas en arreglos lineales de dipolos magnéticos FRANCISCO JAVIER SIERRA VALDEZ*, CARLOS MARTÍNEZ HERNÁNDEZ*, J. CARLOS RUIZ SUÁREZ** 35(0,2�'(�,19(67,*$&,Ð1 La propagación de las señales 8$1/����� acústicas a través de cadenas de esferas idénticas ha logrado, a través de los años, el estatus de un modelo clave para estudiar las propiedades acústicas de los mate#PKXGTUCTKQ riales granulares. Comprimidas1-3 o no comprimidas,1,4,5 las cadenas se han estudiado con el objetivo de elucidar las diferencias importantes en las respuestas lineales y no lineales observadas en los sistemas granulares. En principio, dos partículas esféricas adyacentes en una cadena comprimida se deforman, según la ley de Hertz: la deformación δ0 es proporcional a F02/3, en la que F0 es la fuerza de contacto. Si la amplitud de las oscilaciones es mucho más pequeña que δ0, se conocen bien los resultados para cadenas de masas puntuales idénticas unidas a movimientos oscilatorios lineales,1 siendo la constante de resorte κ igual a 3/4 (a.F)1/3θ−2/3, en la que a es el radio de las esferas, y θ es dada por 3/4 (1−ν2).E−1, siendo ν el radio de Poisson, y E−1 el módulo de Young. Por consiguiente, la velocidad del sonido en una cadena es proporcional a κ1/2, luego esto se vuelve proporcional a F01/6. Como consecuencia, cuando F0 es cero, la cadena es incapaz de transmitir sonido. Sin embargo, cuando la amplitud de las oscilaciones es más grande que δ0,4-6 se pueden propagar ondas solitarias (solitones). El conocimiento acumulado hasta ahora acerca de este caso no lineal ha inducido a este grupo a proponer recientemente las nuevas aplicaciones, como los dispositivos de bifurcación.8 Un experimento realizado por uno de los grupos anteriores2 fue la propagación de sonido en un arreglo lineal de esferas de 8 mm de diámetro. Se coloca por un extremo de la cadena un emisor que produce una excitación; y por el otro, un receptor que envía la señal a un osciloscopio. A su vez, se aplica una fuerza de compresión a lo largo de la cadena, la cual se mide con un sensor de fuerza estática colocado en un extremo de la misma, detrás del emisor. Obtuvieron que para valores de fuerza pequeños, la ley de Hertz se modifica por F01/4, para F0 < 1,250 N, lo que contrasta con F01/6 para valores mayores en la fuerza de □ El presente artículo está basado en la investigación "Brechas acústicas en arreglos lineales de dipolos magnéticos", galardonada con el Premio de Investigación UANL 2010 en la categoría de Ciencias Exactas, otorgado en sesión solemne del Consejo Universitario, en septiembre de 2010. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 * Facultad de Ciencias Físico-Matemáticas, UANL. ** Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN, Unidad Monterrey. 389 �BRECHAS ACÚSTICAS EN ARREGLOS LINEALES DE DIPOLOS MAGNÉTICOS contacto. En la presente investigación retomamos el fenómeno de transmisión de sonido a través de una cadena de esferas (figura 1(a)). Sin embargo, a diferencia de trabajos anteriores, nosotros utilizamos esferas magnéticas idénticas hechas con base en neodimio, hierro y boro (NdFeB). Debido a la interacción dipolar cohesiva existente entre ellas, estos arreglos se consolidan sin necesidad de presión externa, lo que nos permite estudiar el efecto de la magnetización en la propagación del sonido. Nuestro propósito en este trabajo es discutir dos resultados: en primer lugar, la velocidad de una señal acústica, a través de una cadena magnética, sigue un comportamiento tipo ley de potencias con la fuerza de contacto Fm, en el que se encuentra el exponente de 1/3 en lugar de 1/6, obtenido anteriormente en cadenas comprimidas. a b sólo en compuestos periódicos consistentes de dos materiales diferentes.9,10 Cuanto mayor sea el contraste elástico entre los componentes del arreglo, se definirá mejor la brecha de frecuencias. Por ejemplo, una cadena de esferas de acero comprimida externamente, con esferas de nylon periódicamente distribuidas dentro de la misma, puede tener un espectro de transmisión de sonido con al menos un ancho de banda. En el caso fuertemente no lineal, en el que los solitones se observan rutinariamente, un compuesto granular de esta clase es también capaz de limitar y desintegrar estas ondas solitarias.7,11 Interacción magnética Por otro lado, la energía de interacción magnética entre dos momentos dipolares µi y µj está dada µi · µj –3(µ µi · rij)(µ µj · rij)], en la que por Uij= µ2rij−3[µ rij=|rj –ri| es la distancia de separación entre los µj|. Aunque esta expresión µi|=|µ dipolos y µ=|µ es válida sólo para dipolos ideales, se usa para estimar la fuerza de contacto entre dos esferas adyacentes, Fi,i+1, en una cadena de N partículas magnetizadas. En la figura 2 se muestran las fuerzas de contacto con dos configuraciones diferentes de dipolos: (a) el caso en el que los dipolos están ), y (b) el orientados de forma cabeza-cola ( caso en el que alternan direcciones. Vale la pena remarcar que aunque ambas configuraciones son cohesivas (figura 2), sólo la primera es estable en condiciones reales. Las fuerzas de contacto son menores en las fronteras de la cadena, debido a la naturaleza de las interacciones magnéticas. De manera interesante, sin embargo, este segundo arreglo se vuelve estable, si las cadenas alineadas cabeza-cola se ensamblan en un arreglo bidimensional (figura 1(b)).1 -----t-----t-----t-----t e pie~o accelerometer Fig. 1. (Color en línea) (a) Cadena de esferas magnéticas. Los dipolos se alínean de forma cabeza-cola ( ). (b) Arreglo bidimensional de esferas magnéticas. En uno de los ejes, los dipolos están alineados como se muestra en (a), y en el otro se orientan alternadamente (izquierda-derecha). (c) El diseño experimental usado en los experimentos. En segundo lugar, las brechas de frecuencias no se modulan mediante las constantes elásticas de las esferas, sino por su magnetización. Con el fin de evaluar la importancia de este comportamiento tan intrigante, se destaca que los efectos acústicos de ancho de banda se han observado 390 Metodología experimental y resultados Se comenzó por medir la velocidad del sonido en una cadena de 20 esferas magnéticas como una función de la fuerza magnética de contacto. Las CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �FRANCISCO JAVIER SIERRA VALDEZ, CARLOS MARTÍNEZ HERNÁNDEZ, J. CARLOS RUIZ SUÁREZ a 4.7 \ 4.6 4.5 z piezoeléctrico en contacto con la primera esfera de la cadena, y se anexa un acelerómetro (DeltaTron-BK, 1000 MV/g) en la última [figura 1(c)]. El piezoeléctrico se controla con un generador de señales (HP-33120A) que propaga un pulso cuadrado de 2 s a lo largo de la cadena. 4.4 8 a QI ~ o u. 4.3 u b ¡:; a, e ~ :::::, .e... ta -;;o "CI C'I ro -~e: 4 1.85 :::::, .-!= b t- t.t -1 c.. E -4 < 1 .8 -8 o 0.1 0.2 0.3 0.4 0 .5 Time (ms) o 5 10 15 20 Contact Position Fig. 2. (Color en línea) (a) Fuerzas de contacto para cadenas de diferentes longitudes, con N= 6,11,16,21. La configuración de dipolos es de tipo cabeza-cola. (b) Fuerzas de contacto para cadenas con N= 6,11,16,21, en los que los dipolos alternan orientaciones. Nótese que las fuerzas de contacto son más pequeñas (mayores) a los límites de las cadenas, debido a la naturaleza de la interacción de dipolo de dipolo. esferas, con un diámetro d de 5 mm, fueron adquiridas (SuperMagnetM) con un dipolo magnético permanente estimado en µ= 0.07 A.m2 (este valor corresponde a la intensidad superficial de campo medida con un Lakeshore Gaussmeter 475). Estas esferas, hechas de una mezcla de NdFeB, se recubren en el proceso de manufactura con una capa epóxica resistente. Con un horno de temperatura controlada, las esferas se calientan hasta reducir su magnetización. Por lo tanto, las cadenas se forman con diferentes fuerzas de cohesión, las cuales se obtienen fácilmente al medir cuidadosamente la fuerza necesaria para separar las cadenas por la mitad. Se coloca un CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 Fig. 3. (a) Pulso acústico enviado a través de la cadena magnética de esferas. El pulso tiene un ancho de 2 µs. (b) La señal medida al final de la cadena ∆t es el tiempo de vuelo del pulso en la cadena. Nótese que el acelerómetro toma alrededor de 400 µs para relajarse. Para medir el tiempo de vuelo del frente de este pulso, se utiliza un osciloscopio Agilent 54641A (figura 3), y conociendo la longitud de la cadena (en este caso 10 cm), la velocidad del sonido puede obtenerse (figura 4). Encontramos que la velocidad medida de esta manera se compara razonablemente bien con la velocidad de la onda real, la cual puede producirse como una onda estacionaria en alguna frecuencia menor que la frecuencia de corte. Por lo que la velocidad del sonido es proporcional a la frecuencia de corte (Coste et al.),1 la velocidad puede estimarse, si encontramos experimentalmente esta frecuencia (ver los puntos rojos en figura 4). Los resultados indican que el pulso angosto usado en al primer método no se dispersa mucho durante la propagación. 391 �BRECHAS ACÚSTICAS EN ARREGLOS LINEALES DE DIPOLOS MAGNÉTICOS 800 700 .! ■ 600 íñ -E soo ::,. a, Fm116 800 400 600 300 400 m : 0 .33 200 o 2 3 4 5 6 7 que este exponente tiene su raíz en la ley de Hertz modificada, que toma lugar cuando las fuerzas de compresión se reducen significativamente, alrededor de 20 a 200 N.3 Por lo tanto, especulamos que el exponente encontrado en nuestros experimentos (1/3) es mayor que ¼, ya que las fuerzas de contacto son reducidas aún más (alrededor de 0.5 a 5 N, como vimos en la figura 4).1 Creemos que es necesario un poco más de investigación al respecto, para elucidar la naturaleza de este exponente. 4 .8 , , 1 1 11 , ,, 1 , ,, , 1 ,,,,, ,= a Fm (N) Fig. 4. (Color en línea) Velocidad del sonido como función de la fuerza de contacto en el punto medio de la cadena. Los datos son bien ajustados por una ley de potencias con exponente 1/3 (ver también gráfica log-log insertada). Los cuadros negros se midieron como se indica en el texto, y los puntos rojos se obtuvieron por una primera medición de las frecuencias de corte (frecuencias en las cuales no se propaga la señal), y luego con la expresión ν=2πaƒc, en la que a es el radio de las esferas (ver Coste et al.).1 Adicionalmente mostramos, para comparación, la velocidad del sonido predicha por la ley de Hertz (exponente 1/6). El error experimental es del tamaño del punto. 4 .6 z QI 4 ,4 ~ o u. V O ~ 392 15 20 25 O 10 20 30 40 d 3 o Entre más grande es la fuerza de contacto entre las esferas, mayor es la velocidad de propagación (figura 4). Los resultados ajustan razonablemente bien a una ley de potencias con exponente 1/3 (ver también gráfico log-log insertado en la figura 4). En principio, este valor difiere del resultado clásico dado por el modelo de Hertz, el cual predice un exponente de 1/61 (ver la línea punteada en figura 4). Es lógico pensar que si se aplica una fuerza de compresión muy grande a la cadena, la velocidad de propagación presentaría una tendencia a ser constante, suponiendo que no exista destrucción de esferas. Se observa un aumento en los exponentes de la fuerza conforme disminuyen los intervalos de fuerza, ya que para valores de fuerzas mayores a 1,250 N, el exponente es 1/6.1 Sin embargo, se ha obtenido el exponente de 1/4 en otros experimentos.1,3,12 Aunque la naturaleza del exponente de 1/4 es todavía una controversia en la bibliografía científica, se cree 10 ~ 5---------~ e gi 4 10 20 30 40 10 20 30 40 !O Contact Positlon Fig. 5. (Color en línea) Fuerzas de contacto en cadenas cortas como función de la longitud de la cadena (número de esferas). Cada cadena está formada por cinco celdas y media. Y cada celda, formada por cinco esferas magnéticas (amarillas) y (a) uno, (b) dos, (c) tres y (d) cuatro esferas no magnéticas (negro). En el caso de la velocidad de propagación a través de una malla (23x23 esferas), se utilizó el mismo procedimiento experimental mostrado para la cadena, e incluye los mismos parámetros. Al medir, en el caso de la línea 1 (dipolos alineados), la velocidad es de 639.5 m/s, y en la línea 2 (dipolos desalineados) es de 263.03 m/s; siendo ésta mayor en la línea 1, debido al alineamiento de los dipolos, por lo que ejercen mayor fuerza entre ellos [figura 1(b)]. Como se mencionó antes, un segundo experimento se llevó a cabo para ver si la cadena magnética se comporta como un cristal fotónico, cuando las esferas no magnéticas (impurezas) son insertadas periódicamente dentro de la cadena. En prin- CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �FRANCISCO JAVIER SIERRA VALDEZ, CARLOS MARTÍNEZ HERNÁNDEZ, J. CARLOS RUIZ SUÁREZ cipio, esta inserción de esferas de este tipo podría modular la impedancia acústica dentro de la cadena, lo que afecta el resultado de la onda de sonido y viaja a través de ésta. La cadena se forma por N=25 celdas, cada celda contiene cinco esferas magnéticas y n no magnéticas, en el que n puede ser 1, 2, 3 o 4. Una vez que las esferas no magnéticas se colocan dentro de la cadena, éstas, por supuesto, se remagnetizan un poco, y garantizan la cohesión de la cadena. Sin embargo, entre mayor sea n, menores son las fuerzas de contacto en tales segmentos, y mayor es el contraste entre éstos y las esferas magnéticas. La figura 5 ilustra la modulación de estas fuerzas de contacto en una cadena integrada por cinco celdas y media. 8-------------~ a -10 o 10 20 rime {ms) Fig. 6. (a) Señal acústica enviada a través de una cadena de esferas magnéticas. La señal se compone de un tren de onda de 20 ms, en el que la frecuencia incrementa con el tiempo desde 1kHz hasta 15kHz. (b) Señal medida al final de la cadena. En principio, hay dos formas para obtener el espectro de potencias de un pulso de sonido que viaja a través de una cadena lineal: el normal-mode analysis (NMA) y el pulse analysis (PA) (ver, por ejemplo, Parmley et al.).14 En el primero, una oscilación con una frecuencia dada se transmite través de la estructura, y cuando esta frecuencia varía, el arribo de la señal es registrado. En el segundo, un pulso, rico en frecuencias, se genera y se envía a través de la cadena. Luego, la señal se mide con CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 un receptor, posteriormente se le aplica la transformada de Fourier. El método PA es mucho más rápido, pero la composición de las frecuencias del pulso tiene que determinarse previamente. Nosotros implementamos un tercer método, cercanamente relacionado con el segundo. Éste consiste en la propagación de un tren de ondas sinusoidales, en el que la frecuencia incrementa con el tiempo. El detector (acelerómetro) actúa como un integrador, y a la señal registrada se le aplica la transformada de Fourier. La figura 6 muestra un tren de ondas típico y la correspondiente señal recibida. A continuación se muestran los resultados del espectro de potencias de la onda transmitida para las cadenas consideradas. Como se señaló, la cadena se forma de N=25 celdas, y cada celda incorpora un creciente número de impurezas (esferas no magnéticas). Para establecer una mejor apreciación de la influencia que tiene la incorporación de impurezas, se compara con respecto a la cadena completamente magnética (figura 7). Encontramos claramente una brecha de frecuencias en los últimos tres espectros. En el caso n=0, todas las frecuencias que se transmiten inicialmente son capaces de atravesar la cadena libremente. El caso para n=1 no se muestra, ya que es muy similar al caso en el que todas las esferas de la cadena son magnéticas, y esto se debe a que las esferas magnéticas no perciben una impureza, por lo que no se consigue una superposición destructiva para la formación de una brecha, esto es, todas las frecuencias logran atravesar la cadena libremente. Posteriormente se puede observar que en n= 2,3, y 4 se da lugar a superposiciones destructivas que generan una brecha de frecuencias en la que el sonido no se puede propagar. El espectro, junto con las brechas, se corre hacia bajas frecuencias conforme el número de impurezas (n) aumenta. Considerando que la longitud de la cadena también crece con n, este corrimiento es esperado. Nótese que el caso de la figura 7 (a) se normaliza con respecto al pico más alto de la gráfica (0.08164 Volts). Cabe señalar que para un 393 �BRECHAS ACÚSTICAS EN ARREGLOS LINEALES DE DIPOLOS MAGNÉTICOS 1.0 número de impurezas mayor a 4, el sonido se disipa en gran medida durante su viaje, por lo que el espectro de salida no arroja datos importantes. a 0.8 0.6 Discusión 0 .4 0.2 o.o 0.25 b 0.20 V) ..... 0.15 0.10 e ::::, 0.05 .ci l... 0.00 tO Q) 0.15 "O ::::, ..... 0.12 c. E 0.09 <X: ,. :~~ . ':; .. -~ e - 0.06 0.03 0.00 0.025 d 0.020 0.016 0.010 0.005 ·. L 0.000 o 5 10 15 20 Frequency (kHz) Fig. 7. (Color en línea) Espectro de potencias del pulso transmitido conforme el número de esferas no magnéticas (n) es incrementado; (a) n=0, (b) n=2, (c) n=3, (d) n=4. Los puntos negros son los datos experimentales, y la curva azul representa la predicción teórica del modelo matemático que será discutido en el apartado siguiente. 394 El modelo teórico que respalda nuestros resultados experimentales se presenta a continuación. Este modelo utiliza una expresión matemática reportada por Griffiths y Steinke,15 quienes resuelven la teoría general de propagación de ondas en un medio localmente (finito) periódico, con la estructura de la matriz de transferencia (teoría cuántica de dispersión). Tenemos una señal sinusoidal de una frecuencia dada ƒ, propagándose a través de un sistema unidimensional (1D) periódico finito como el mostrado en la figura 5, donde ésta se transmite con un coeficiente de transmisión, dado por Griffiths y C. Steinke:15 T = [1+z2(senNγ / senγ)2]-1, en el que z=ε_sen(κ2b), γ = c o s -1( ξ ) , y ξ = c o s ( κ 2b ) c o s ( κ 1L ) − ζ +s e n (κ2b)sen(κ1L). ε, κ, η, b y L se definen así: -ε+ =1/ 2(η±1/ η), κi =(2πf)/νi, η = κ1/ κ2= ν2/ ν1, b =nd, y L=5d. Todas las esferas de la cadena (magnetizadas y no magnetizadas) son elásticamente idénticas, η es simplemente el cociente de las impedancias acústicas, y este cociente se toma como el único parámetro libre para adaptar la posición y forma de las brechas acústicas. Sin embargo, tenemos que resolver primero el siguiente inconveniente: la teoría de Griffiths y Steinke se restringe al caso de ondas no disipativas, mientras que en nuestro caso la propagación del sonido es fuertemente disipativa. La función ad hoc es Gaussiana, debido a que el espectro asociado a n=0 tiene claramente esta forma. Los parámetros introducidos en el modelo anterior para el ajuste de los datos experimentales en la figura 7 son: (a) n=0, η=1, ƒ0=9.5 kHz, σ=4.5 kHz, y λ=0.95; (b) n=2, η =0.61, ƒ 0=7.6 kHz, σ=3.5 kHz, y λ=0.22; (c) n=3, η=0.58, ƒ0=6.1 kHz, σ=3.5 kHz, y λ=0.14; (d) n=4, η=0.54, ƒ0=5.2 kHz, σ=3.5 kHz, y λ=0.025. El acuerdo razonable que encontramos con los resultados experimentales CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �FRANCISCO JAVIER SIERRA VALDEZ, CARLOS MARTÍNEZ HERNÁNDEZ, J. CARLOS RUIZ SUÁREZ (ver la curva azul en figura 7) es digno de mencionarse. Primero, una expresión matemática compacta que tiene su origen en una teoría cuántica de dispersión es capaz de describir completamente un sistema mecánico finito. Segundo, para adaptar los datos, se usó sólo un parámetro libre, η, y este parámetro es simplemente el cociente de dos velocidades. Conclusión Una cadena lineal de esferas sin compresión externa es capaz de propagar sonido, si las esferas se atraen entre ellas con una fuerza magnética interna. La velocidad de una señal acústica es proporcional a Fm1/3, donde F es la fuerza dipolar magnética. La diferencia entre el exponente encontrado en nuestras mediciones y los trabajos realizados anteriormente (1/6 y 1/4) se debe a que por primera vez las fuerzas de interacción magnéticas usadas son mucho menores a las fuerzas de compresión utilizadas previamente. En cuanto a la velocidad propagación del sonido en la malla (2D), encontramos que ésta es casi 2.5 veces mayor en que los dipolos están alineados en comparación con la línea en donde los dipolos están desalineados. Por último, un resultado muy importante en este trabajo es la existencia de brechas acústicas. Si la interacción magnética entre las esferas de la cadena (es decir, fuerza de contacto) se modula con la inserción de esferas completamente desmagnetizadas del mismo material, las brechas de frecuencia aparecen. Resumen Las brechas acústicas se observan en medios inhomogéneos hechos de materiales compuestos. La modulación de las propiedades elásticas en tales medios crea los efectos coherentes de la dispersión e interferencia que llevan a los intervalos de frecuencia en los que la propagación del sonido es prohibida. En contraste, aquí se reporta una observación experimental de las brechas acústicas en medios homogéneos; específicamente en cadenas granulares. Las esferas usadas en este estudio son magnéticas, por lo tanto, en lugar de modular las propiedades elásticas de la cadena, nosotros modulamos la magnetización, esto es, las fuerzas de contacto. La velocidad de propagación de las señales acústicas a través de las cadenas magnéticas usadas en este estudio es distinta a la velocidad predicha por la ley de Hertz. Palabras clave: Cadena de esferas, Fuerza magnética, Ley de Hertz, Velocidad del sonido, Brechas acústicas. Abstract Acoustic gaps are observed in inhomogeneous structures made of composite materials. The modulation of the elastic properties in such media creates the coherent effects of scattering and interference that lead to frequency intervals where sound propagation is forbidden. In contrast, we report here an experimental observation of acoustic gaps in homogeneous media; specifically in granular chains. The beads used in our study are magnetic. Therefore, instead of modulating the elastic properties of the chain, we modulate the magnetization, i.e. the contact forces. We also observe that the propagation speed of acoustic signals through the magnetic chains used in this study is at odds with the speed predicted by Hertz's law. Keywords: Chain of beads, Magnetic force, Hertz's law, Speed of sound, Acoustic-gaps. Referencias 1. Coste, E. Falcon, and S. Fauve, Phys. Rev. E (1997). 2. C. Coste and B. Gilles, Eur. Phys. J.B. 7, 155 r.m- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 395 �BRECHAS ACÚSTICAS EN ARREGLOS LINEALES DE DIPOLOS MAGNÉTICOS (1999). 3. M. de Billy, J. Acoust. Soc. Am. 108, 1486 (2000). 4. V.F. Nesterenko, J. Appl. Mech. Tech. Phys. (1983). 5. V.F. Nesterenko, J. Appl. Mech. Tech. Phys. (1984). 6. V.F. Nesterenko, Dynamics of Heterogeneous Materials (Springer-Verlag, New York, 2001), Chap. 1. 7. C. Daraio, V.F. Nesterenko, E.B. Herbold, and S. Jin, Phys. Rev. Lett. 96, 058002 (2006). 8. C. Daraio and V.F. Nesterenko, in Shock Compression of Condensed Matter, edited by M. Elert, M.D. Furnish, R. Chau, N. Holmes, and J. Nguyen, AIP Conf. Proc. No. 978 (AIP, New York, 2007), p. 1419. 9. J.N. Munday, C.B. Bennet, J. Acoust. Soc. (2002). 10. P.G. Luan and Z. Ye, Phys. Rev. E 63, (2001). 11. M.A. Porter, C. Daraio, I. Szelengowicz, E.B. Herbold, and P.G. Kevrekidis, Physica D 238, 666 (2009). 12. P.G. de Gennes, Europhys. Lett. 35, 145 (1996). 13. X. Jia, C. Caroli, and B. Velicky, Phys. Rev. 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Para evaluar la eficacia de los productos naturales, es necesario llevar a cabo ensayos clínicos, los cuales deben realizarse con la misma rigurosidad que los que se usan para los medicamentos tradicionales. El reporte adecuado del contenido e identidad del producto natural que se evalúa es crítico, por lo que la identificación del material con el que se trabaja debe ser parte de estos ensayos.2 Uno de los problemas para este tipo de ensayo clínico es la falta de información definida y completa acerca de la composición de los extractos. Una revisión de los artículos acerca de ensayos clínicos llevados a cabo con productos herbales □ El presente artículo está basado en la investigación "Desa- rrollo y validación de métodos analíticos para estandarización de fitofármacos con Turnera diffusa (damiana)", galardonada con el Premio de Investigación UANL 2010 en la categoría de Ciencias Naturales, otorgado en sesión solemne del Consejo Universitario, en septiembre de 2010. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 demostró que en sólo doce (15%) de 81 ensayos se menciona alguna prueba de cuantificación de contenido, y solamente tres (4%) ofrecen datos para comparar la cantidad encontrada frente a la esperada y, al menos para un constituyente, la variación estaba entre 80 y 113%; esto refleja que fue inadecuada la documentación para caracterizar el suplemento herbal.3 La mayoría de los productos herbolarios que se venden en México se contemplan como suplementos alimenticios y no como medicamentos o remedios herbolarios, por lo tanto no se les exige un control de calidad. Debido a esta problemática, y considerando que en México la herbolaria es una práctica médica desde tiempos prehispánicos, nuestro grupo de trabajo analizó, por medio de cromatografía en capa delgada (CCD), los productos herbolarios que se consumen más en nuestra región. Observamos que de 106 productos comerciales analizados, solamente 12% cumplió con los criterios cualitativos y semicuantitativos, asegurando en ellos la calidad cromatográfica.4,5 Por lo anterior, consideramos necesaria la investigación profunda y sistematizada de plantas medicinales que crecen en territorio nacional, para obtener * Departamento de Química Analítica. Facultad de Medicina, UANL, P.O. Box 2316, Sucursal Tecnológico, 64841, Monterrey, Nuevo León, México. 397 �DESARROLLO Y VALIDACIÓN DE MÉTODOS ANALÍTICOS PARA ESTANDARIZACIÓN DE FITOFÁRMACOS CON TURNERA DIFFUSA (DAMIANA) información necesaria que permita establecer los parámetros de análisis con métodos validados, los cuales posteriormente sean aplicados para determinar la calidad en productos que contengan estas plantas. La damiana (Turnera diffusa) es una planta medicinal ampliamente utilizada en México con propiedades afrodisíacas, antihiperglucemiantes, antidepresivas y termogénicas, entre otras.6,7 Nuestro grupo ha demostrado su actividad antioxidante y hepatoprotectora.8 No hay métodos analíticos que permitan su control de calidad, por ello el objetivo del presente trabajo fue desarrollar y validar métodos analíticos para el control de calidad de los productos de dicha planta. Materiales y métodos Para los análisis por HPLC se usó un equipo Waters 2690 Alliance, con detector de arreglo de diodos (DAD) 2996, equipado con automuestreador, desgasificador y controlador de temperatura de columna. Para los análisis por RMN se usó un Bruker Avance DPX400 de 400 MHz. Los análisis en UV-vis se llevaron a cabo en un espectrofotómetro Beckman DU-7500, con arreglo de diodos. Las CCD se realizaron en placas de 0.2 mm espesor de sílica gel 60 F254, Merck (Darmstadt, Alemania). Para el análisis por HPLC se empleó una columna fase reversa C18 AccQ Tag 150 x 3.9 mm, 4µm (Waters Corporation Milford, MA). Los solventes, grado HPLC, se adquirieron en Fisher Scientific (Fair Lawn, NJ, USA). El agua desionizada se adquirió en Laboratorios Monterrey, S.A. de C.V. Los solventes grado reactivo se adquirieron en Fermont (Monterrey, N.L.). 2,2Difenil-1-picril-hidracilo (DPPH) se adquirió en Sigma-Aldrich. T. diffusa (parte aérea) se colectó en Zuazua, N.L., México, en diciembre de 2005, para usarse en el aislamiento e identificación del biomarcador. Un espécimen se depositó en el herbario de la Facultad de Biología de la UANL (voucher No. 23569). Diversas muestras de T. diffusa se colectaron en diferentes regiones de nuestro país, entre 2005 y 2009, para usarse en la obtención de huellas dactilares cromatográficas, las determinaciones de actividad antioxidante y en los estudios de aplicabilidad de los métodos analíticos desarrollados. Los productos comerciales se adquirieron en diversos establecimientos comerciales en la república mexicana, así como en Barcelona, España. Métodos Aislamiento e identificación de un biomarcador Se tomaron 500 g de la parte aérea de Turnera diffusa, se secaron, molieron y se sometieron a extracción con MeOH (3 x 600 mL) por agitación a temperatura ambiente, durante una hora. Se realizó un fraccionamiento biodirigido del extracto que llevó al aislamiento del compuesto 1, cuya pureza e identificación se evidenció por CCD, HPLC-DAD y 1HRMN.9 Determinación de la actividad antioxidante por medio del DPPH por CCD Para la determinación cualitativa de la actividad antioxidante se usó el método del DPPH en CCD,8 y para la determinación cuantitativa se realizó de acuerdo a lo reportado por Leu10 con algunas modificaciones. Los extractos o compuestos se disolvieron en etanol, a una concentración de 1 mg/mL, de esta solución se prepararon soluciones en un intervalo de concentraciones entre 200 a 0.234 µg/mL; cada muestra de ensayo tenía 500 µL de la solución del extracto (o compuesto) a probar y 500 µ L de una solución de DPPH (125 µM en etanol). La mezcla se agitó y se dejó reposar por 30 minutos en la oscuridad. Se midió la absorbancia a 517 nm. Se utilizó quercetina como control positivo, se graficó la correlación entre cada concentración y su porcentaje de reducción. La concentración, que redujo 50% del radical libre m- ____________________ 398 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �AURORA GARZA, JONATHAN PÉREZ, RICARDO SALAZAR, MA. DE LA LUZ SALAZAR, NOEMÍ WAKSMAN DPPH, se calculó por interpolación. La actividad se expresó como EC50. Análisis por HPLC-DAD La fase móvil consistió en ácido trifluoroácético 0.1% (solvente A) y metanol (solvente B). La velocidad de flujo fue de 0.4 mL/min. Se usó gradiente de elución, y el volumen de inyección fue de 10 µL. Los espectros de absorción se adquirieron en un intervalo de 200-400 nm. Los cromatogramas se convirtieron a ASCII, y se exportaron, posteriormente, a Unscramble 9.8, para su procesamiento. Cuantificación del biomarcador Para resolver la señal del compuesto 1 se calculó la primera derivada de los cromatogramas a 350 nm con el algoritmo de Savitzky- Golay, con un suavizado de tres puntos y un polinomio de segundo grado. La cuantificación se realizó por el método de estándar externo; para ello se prepararon cinco estándares en un intervalo de 1 a 100 mg/L. Preparación de las muestras para el desarrollo analítico Las plantas recolectadas se secaron a temperatura ambiente. Las partes aéreas se molieron y se pasaron a través de un cedazo de malla 40. Se agitó 1 g de este polvo vigorosamente en vórtex, durante tres minutos, con una mezcla etanol: agua 9:1 (3 X 5 mL) a temperatura de laboratorio. Los extractos combinados se evaporaron a sequedad bajo vacío, 15 mg de cada extracto se disolvieron en 1 mL de DMSO, previo al análisis. Estandarización del perfil cromatográfico Para definir los componentes principales de T. diffusa, se obtuvieron los cromatogramas de las muestras colectadas. Cada muestra se sometió al proceso de extracción y análisis previamente des- crito. Los cromatogramas obtenidos se analizaron para identificar las señales de mayor intensidad comunes en todas las muestras. La identificación se llevó a cabo en función al tiempo de retención, y con el espectro de absorción de cada señal. Análisis quimiométrico Se trabajó con los datos estandarizados de las áreas relativas de doce señales cromatográficas comunes en 19 muestras de colecta de T. diffusa. Las áreas relativas de los picos comunes se estandarizaron antes del análisis quimiométrico. Los datos de las áreas relativas estandarizadas se exportaron al Programa Unscramble 9.8, para ser procesados mediante análisis de componente principal (PCA), con el fin de construir el modelo quimiométrico y establecer el perfil cromatográfico de la planta. Análisis de datos para correlacionar perfil cromatográfico y actividad antioxidante La matriz inicial de calibración para el PLS1 consistió de 40 muestras, con 2780 variables "X", correspondientes a las respuestas obtenidas en los diferentes tiempos de retención. La variable "Y" consistió en el valor de actividad antioxidante de cada extracto, expresada como CE50. Previo al análisis quimiométrico, se realizó la alineación de los cromatogramas con base en siete señales presentes en todas las muestras analizadas con intensidades relativamente altas. Con el propósito de optimizar el modelo, diferentes métodos de pretratamiento de los cromatogramas fueron evaluados: corrección de la línea base, suavizado, selección de las regiones cromatográficas a utilizar y derivada de los cromatogramas. Como criterios de evaluación se consideraron los mejores valores del coeficiente de calibración y de validación (RMSC y RMSV). Para modelar la relación entre la capacidad antioxidante y los perfiles cromatográficos de los extractos de T. diffusa, se empleó el análisis de PLS1. Para elegir la mejor matriz de datos, se emplearon los mis- r.m- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 399 �DESARROLLO Y VALIDACIÓN DE MÉTODOS ANALÍTICOS PARA ESTANDARIZACIÓN DE FITOFÁRMACOS CON TURNERA DIFFUSA (DAMIANA) mos criterios que para la optimización del modelo. La validación del modelo PLS se realizó mediante la validación cruzada. Resultados y discusión En el presente trabajo se realizó un desarrollo analítico integral de T. diffusa (damiana), que inició con el aislamiento, purificación, identificación y evaluación de la actividad antioxidante de un biomarcador de la planta, continuando con el desarrollo y validación de un método analítico por HPLC-DAD, que puede servir tanto para su control de calidad como para el establecimiento de su identidad en productos comerciales que la contengan. Por último, se estableció una correspondencia entre la actividad antioxidante de la planta y su perfil cromatográfico. La partición líquido-líquido de los extractos H H fi Aunque este compuesto había sido previamente aislado de extractos de damiana, no se había reportado para el mismo ninguna actividad biológica.11 La CE50 de este compuesto (9.62) fue similar a la de quercetina (7.77), y mucho mejor que la del butilhidroxitolueno (39.34). Después del análisis de 40 ejemplares de damiana recolectados en México, encontramos que este compuesto estaba presente en todos éstos. Además, hasta ahora no ha sido reportado su aislamiento de otra especie vegetal. Por lo tanto, este C-glicósido puede ser considerado como un biomarcador de la planta, ya que es constituyente particular de esta especie, y da cuenta de la actividad antioxidante de la misma. Considerando lo anterior, se decidió desarrollar un método por HPLC-DAD, para cuantificar este compuesto en diversos ejemplares nativos de damiana y muestras comerciales, esto como una primera propuesta para control de calidad de los productos de esta planta. El compuesto de interés (tR 19.5) coeluye con otro de tR muy cercano (figura 2). Se probaron distintas modificaciones al siste- OH H H Fig. 2. Cromatograma del extracto de T. diffusa. OH Fig. 1. Estructura de 1 aislado de T. diffusa. metanólicos activos obtenidos de la parte aérea T. diffusa mostró que los extractos obtenidos con acetato de etilo y butanol tenían la mayor actividad antioxidante. Aunque en el extracto estaban presentes varios flavonoides, nuestra meta era aislar e identificar el o los compuestos con mayor actividad antioxidante, según el método del DPPH en CCD. El compuesto aislado 1 fue identificado por RMN en una y dos dimensiones como 8C-β-[6-deoxi-2-O-(α-1-ramnopiranosil)-xilohexopiranos-3-ulosido] de luteolina (figura 1). 400 ma cromatográfico, pero en ningún caso se logró la resolución de los dos picos. Por ello se decidió usar el algoritmo de Savitzky-Golay para obtener la derivada primera (1D) de los cromatogramas, la cual se usó para el análisis posterior. La integración de la señal derivada se llevó a cabo al medir la distancia entre el cero y el mínimo, ya que es la más alejada de la señal cuya interferencia se quiere eliminar. El método se validó de acuerdo con los parámetros recomendados por la AOAC (12). La curva de calibración fue lineal en el rango 1-100 mg/L. El coeficiente de correlación (r2) fue 0.999. La ecuación de la curva de regresión fue CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �AURORA GARZA, JONATHAN PÉREZ, RICARDO SALAZAR, MA. DE LA LUZ SALAZAR, NOEMÍ WAKSMAN 1 D350nm = 5 X 10-5 x - 5 X 10-5. La desviación estándar relativa (% DER) de los factores de respuesta fue menor a 12%. En cuanto a las desviaciones estándar relativas (% DER) de los resultados del estudio de precisión a tres niveles de concentración de la curva de calibración, fueron inferiores a 3% (0.77, 0.86 y 2.61%) para los resultados intradía y 9% (2.35, 2. 47 y 8.52%) para la precisión interdía. Estos resultados demostraron que el método fue preciso. Las recuperaciones se probaron por medio de la adición de estándar a tres niveles de concentración a muestras de T. diffusa, con tres réplicas para cada nivel de adición. Las recuperaciones para los niveles bajo, medio y alto fueron 110, 99.4 y 97.1%, respectivamente, y sus precisiones expresadas como % DER fueron de 2.53, 1.85, y 0.94. Se demostró la estabilidad del marcador en las condiciones de almacenamiento por 90 días. Para establecer la huella dactilar de T. diffusa, se probaron tres columnas cromatográficas, dos solventes orgánicos (metanol y acetonitrilo), la adición de TFA a la fase móvil y cambios en el programa de gradiente de elución, como se reportó previamente.13 Los criterios empleados para la optimización de las condiciones de separación fueron la reproducibilidad, el tiempo de análisis y el número de picos. El método desarrollado fue validado con los siguientes parámetros: a) precisión, la cual fue evaluada por el % DER de los tR, áreas y alturas relativas de las señales de mayor intensidad (16 señales). El % DER intradía, tanto para las áreas como para las alturas relativas, fue menor de 8%, y los % DER interdía menores a 10%. b) Como criterio de selectividad se emplearon el tiempo de retención y el espectro de absorción obtenido en el ápex de cada señal, después de la sustracción de la línea base. c) Robustez, los ensayos mostraron que pequeños cambios en la concentración del TFA, temperatura de la columna y especialmente en la proporción de metanol, causan cambios significativos en los tiempos de retención al nivel de significancia empleado (95%). d) Estabilidad, la cual fue evaluada con gráficas control construidas con los datos obtenidos del análisis de precisión, con un límite de ± 2 desviaciones estándar. Los resultados mostraron que la solución del extracto fue estable hasta el día 60 posterior a su preparación, cuando se almacenó a 4ºC. Se identificaron catorce picos comunes presentes en las 19 colectas de T. diffusa (figura 2). Posteriormente se estableció un modelo quimiométrico por PCA, empleando las áreas relativas de las señales comunes en las diferentes muestras de T. diffusa. El PCA es una técnica quimiométrica ampliamente usada para el análisis de datos multivariables, como los datos cromatográficos.14 Para la construcción del modelo se trabajó con una matriz inicial de 19 muestras (muestras de plantas nativas colectadas) y catorce variables (áreas relativas de las catorce señales comunes), con el programa Uscramble 9.8 (Umetrics). Los dos primeros picos, al no resolverse bien en el sistema cromatográfico, aumentaban en forma importante la varianza de los datos, por lo que se les excluyó del modelo. El nuevo modelo consistió en una matriz de datos de 19 muestras x y doce variables. Todas las variables tienen una contribución similar a la varianza de los datos. Una vez establecido el modelo, se obtuvieron las huellas dactilares de cada uno de los 40 extractos nativos. La precisión intradía del método cromatográfico utilizado para obtener las huellas dactilares se evaluó, considerando los datos de los tiempos de retención, alturas y áreas relativas de las doce señales comunes en los diferentes extractos. Los resultados de precisión, expresados como % DER, estuvieron entre 0.1 a 2.8% para los tiempos de retención, 2.35 a 12% para las áreas relativas, y 2.61 a 16% para las alturas relativas. Los desplazamientos de los tiempos de retención en cromatografía son frecuentes, debido a causas como variaciones en la composición de la fase móvil, temperatura, flujo, edad de la columna o variaciones instrumentales, por lo que se recomienda alinear los cromatogramas antes de lle- r.m- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 401 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �DESARROLLO Y VALIDACIÓN DE MÉTODOS ANALÍTICOS PARA ESTANDARIZACIÓN DE FITOFÁRMACOS CON TURNERA DIFFUSA (DAMIANA) var a cabo el análisis quimiométrico. En nuestro caso, la alineación de los cromatogramas se realizó con base en siete señales presentes en todas las muestras analizadas, con intensidades relativamente altas. Por último, para estudiar la correlación entre actividad antioxidante y perfil cromatográfico, un set de calibración de 40 muestras se empleó para establecer los modelos PLS1. En todos los casos la variable de predicción "Y" fue el valor de la actividad antioxidante de los extractos. Cada análisis se realizó por triplicado, los resultados mostraron % DER, entre 0.1 y 18.1%. Para evitar sobreajustes del modelo, se empleó la técnica de validación cruzada para construir los modelos PLS1, en la que una muestra se remueve del set de calibración, y el modelo de PLS se calibra con los datos restantes. Los mejores resultados se obtuvieron con los cromatogramas en orden cero suavizados con cinco puntos. Para la construcción del modelo fueron excluidas de los cromatogramas originales las variables correspondientes a los tiempos de retención, entre 3.3 a 4.5, y posteriores a los 35 minutos. Bajo estas condiciones, el número de componentes óptimos para el PLS1 fue de 5. En la figura 3 se muestra la gráfica de correlación entre los valores medidos y de predicción de la actividad para cada una de las muestras usadas para la Tabla I. Predicción de la actividad antioxidante de seis productos comerciales. Mue.s ira Predicción Desviación Ex perimental DPR B- 1 B-2 B-3 Ca l SLP 36,5 36,2 35,6 22,0 34,2 21,0 7,1 10,3 8.4 10,4 8,3 9,1 39 9 94.5 4 1.8 30,1 48,7 20,9 -8,4 -6 1,7 - 14,9 -26,9 -29,8 0,5 DF DPR: diferencia porcentual relativa; B = Barcelona, España; Cal = California; SLP = San Luis Potosí; DF = Distrito Federal. calibración del método quimiométrico optimizado. El modelo establecido y validado se aplicó a la predicción de la capacidad antioxidante de seis productos comerciales, a partir del perfil cromatográfico. Las muestras se procesaron de igual manera que las plantas. Los resultados de predicción se compararon con los datos de actividad antioxidante obtenidos experimentalmente, y se presentan en la tabla I. Las diferencias porcentuales relativas entre los valores experimentales y los predictivos se presentan en la misma tabla. Los resultados de predicción de actividad antioxidante para cinco de los seis productos analizados coinciden con los encontrados experimentalmente. La falta de capacidad del modelo para predecir la actividad antioxidante de la muestra B-2 puede justificarse, dado que el valor experimental de la EC50 para dicha muestra estaba fuera Predicl ed Y B0 -+~E~l-em-en_ts_:____4_1~ 60 S lope : Offset Correlation: R- Square: RMSEC: SEC: Bias: 0 .962472 1.185503 0 .981057 0 .962473 3 .310003 3 .351123 4 .852e-0B 40 : 20 . . 5 ~-21•2~· ~ .- 19 3f4 18. _ :2 · o 10 20 RESU LT4 , (Y-va r, PC): (~.5) Me,,sured Y 30 40 50 60 70 80 Fig. 3. Correlación entre los valores de predicción y experimentales de las muestras empleadas en el modelo de calibración. 402 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �AURORA GARZA, JONATHAN PÉREZ, RICARDO SALAZAR, MA. DE LA LUZ SALAZAR, NOEMÍ WAKSMAN del intervalo de las muestras empleadas en la construcción del modelo (14,6 -77,8). Conclusiones Se desarrollaron y validaron métodos analíticos para el control de calidad de T. diffusa (damiana). Por un lado, se aisló un flavonoide C- glicosilado, que resultó ser un buen marcador de la planta, por haber sido hasta ahora aislado de esta planta y estar presente en todos los ejemplares analizados por nosotros. Al emplear este compuesto como estándar y HPLC/DAD como técnica, se desarrolló un método analítico reproducible y exacto, que proponemos sea aplicado como control de calidad de los productos que contienen damiana. Por otro lado, se estableció y validó un perfil cromatográfico de la planta, el cual fue además correlacionado con la actividad antioxidante, para desarrollar un modelo que permite predecir la actividad antioxidante de los extractos de damiana a partir de sus datos cromatográficos. Todos estos métodos se podrán aplicar en un futuro inmediato para generar extractos estandarizados de damiana, que pudieran utilizarse en ensayos clínicos, como paso fundamental para desarrollar fitofármacos a partir de esta planta medicinal. Resumen Para desarrollar protocolos clínicos de productos herbales es necesario contar con productos estandarizados de calidad consistente. Para ello se requiere el desarrollo de una metodología analítica que asegure la calidad y reproducibilidad de estos productos. Damiana (Turnera diffusa) es una planta medicinal utilizada en México como afrodisíaca, antidepresiva, termogénica, etcétera. Nuestro grupo ha demostrado su actividad antioxidante y hepatoprotectora. No hay métodos analíticos que permitan su control de calidad. En el presente trabajo se realizó un desarrollo analítico integral de T. diffusa, que inició con el aislamiento, purifi- cación e identificación de un biomarcador de la planta, y continuó con el desarrollo y validación de un método analítico por HPLC-DAD para cuantificar dicho biomarcador, que puede servir para su control de calidad. Además, se estableció una huella dactilar cromatográfica de la planta que sirve para el establecimiento de su identidad en productos comerciales que la contengan. Por último, se estableció un modelo que permite predecir la actividad antioxidante de la planta a partir de su perfil cromatográfico. Todos estos métodos permitirán generar extractos estandarizados de damiana que pudieran utilizarse en ensayos clínicos, como paso fundamental para desarrollar fitofármacos, a partir de esta planta medicinal. Palabras clave: Damiana, Turnera diffusa, Control de calidad, Antioxidantes, HPLC. Abstract In order to develop clinical trials with herbal products, it is necessary to have standardized extracts with consistent quality. To accomplish this, the development of analytical methods that could assure the quality and reproducibility of herbal extracts is required. Damiana (Turnera diffusa) is a medicinal plant widely used in México as an aphrodisiac, anti-depressant, thermogenic agent, among others. Our research team demonstrated its potential as antioxidant and hepatoprotective. Up to now, no analytical method is available for quality control of Damiana. In the present contribution an integral analytical development of T. diffusa is presented, which began with the isolation, purification, and identification of a biomarker for this plant, followed by the development of an HPLC-DAD analytical method for its quantification that could be useful for quality control. Furthermore, the chromatographic fingerprint of the plant was obtained, which could be used for authenticity of commercial samples containing Damiana. Finally, a model that could predict the antioxidant activity r.m- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 403 �DESARROLLO Y VALIDACIÓN DE MÉTODOS ANALÍTICOS PARA ESTANDARIZACIÓN DE FITOFÁRMACOS CON TURNERA DIFFUSA (DAMIANA) from the chromatographic fingerprint was also developed. All of these methods will allow the generation of standardized extracts which could be used in clinical trials as a fundamental step toward development of phytopharmaceuticals from this plant. Keywords: Damiana, Turnera diffusa, Quality control, Antioxidants, HPLC. Agradecimientos Se agradece el apoyo de Conacyt (53877) y Paicyt (SA1644-07) para la realización del presente trabajo. Referencias 1. Cañigueral, S. (2002). La fitoterapia: ¿una terapéutica para el tercer milenio? Revista de Fitoterapia, 2, 101-121. 2. Whelan A., Jurgens, M., Lord, L. (2009). Evaluating the Quality of Randomized Controlled Trials that Examine the Efficacy of Natural Health Products: A Systematic Review of Critical Appraisal Instruments. eCAM, 6, 441-448. 3. 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Pérez, J., Garza, A., Salazar, R., Salazar, M.L., Waksman, N. (2010). Development and validation of an HPLC-DAD analytical procedure for quality control of damiana (Turnera diffusa) using an antioxidant marker isolated from the plant. J AOAC International, 93,161-1168. 10. Leu, S.J., Lin, Y.P., Lin, R.D., Wen, C.L., Cheng, K.T., Hsu, F.L., Lee, M.H. (2006). Phenolic constituents of Malus doumeri var. formosana in the field of skin care. Biological and Pharmaceutical Bulletin, 29, 740-745. 11. Zhao, J., Pawar, R.S., Ali, Z., Khan, I.A. (2007). Phytochemical investigation of Turnera diffusa. Journal of Natural Products, 70, 289292. 12. AOAC International. (2003). Official methods of analysis of AOAC Inte. 17th edition. 2nd revision. Gaithersburg, MD, USA, Association of Analytical Communities. 13. Garza, A., Waksman, N., Ramírez, R., Salazar, M.L. (2009). Development and validation of fingerprints of T. diffusa extracts obtained by use of HPLC with DAD and chemometric methods. Acta Chromatographica, 21, 217235. 14. Miller, J., Miller, J. (2002). Estadística y quimiometría para química analítica. Editorial Pearson, Madrid. 4ª edición, pp. 221-243. Recibido: 01 agosto 2010 Aceptado: 01 septiembre 2010 m- ____________________ 404 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �Efecto de las remesas en la generación y redistribución del ingreso en México ERNESTO AGUAYO TÉLLEZ*, JOANA CHAPA CANTÚ*, ERICK RANGEL GONZÁLEZ*, NELLY RAMÍREZ GRIMALDO* 35(0,2�'(�,19(67,*$&,Ð1 Una matriz de contabilidad social 8$1/����� (MCS), herramienta sumamente útil para comprender las relaciones intersectoriales de los diferentes agentes de una economía, puede emplearse como instrumento #PKXGTUCTKQ evaluador de política económica.a La MCS, una radiografía que incorpora todas las transacciones de la estructura productiva y funcional de una economía, refleja, además, las operaciones de distribución de la renta. Con base en estas matrices, se formulan los modelos económicos multisectoriales, los cuales se agrupan en dos grandes categorías: a) modelos de producción y gasto de coeficientes fijos, o modelos lineales del flujo circular de la renta, o modelos lineales SAM (iniciados por Stone (1978)1 y Pyatt y Round (1979)2); b) modelos de equilibrio general computable (iniciados por Shoven y Walley (1972 y 1973).3,4 En la presente investigación se utiliza una MCS como herramienta para analizar los efectos de las remesas internacionales sobre la generación y redistribución del ingreso en México en 2004. Esta MCS retrata las relaciones de ingreso-gasto de la economía mexicana en 2004, y sigue, en términos generales, los lineamientos de las Naciones Unidas.5 El nivel de desagregación está dictado por las estadísticas oficiales disponibles: diez tipos de hogares, 17 sectores productivos, 17 tipos de ocupación, un tipo de capital, un sector externo, un nivel de gobierno y una cuenta agregada de capital. Construcción y fuentes de informaciónb La MCS México 2004 fue construida con información proveniente de la Matriz Insumo-Producto Nacional 2004 (MIP México 2004), de los microdatos de la Encuesta Nacional de IngresoGasto de los Hogares 2004 (ENIGH 2004), de estadísticas de contabilidad nacional de INEGI, de estadísticas de finanzas públicas de la SHCP, entre otras fuentes. a También conocido como modelo SAM, por sus siglas en inglés. Por cuestiones de espacio, las bases de datos no se incluyen en el presente escrito, pero pueden ser solicitadas a los autores. b □ El presente artículo está basado en la investigación "Efecto de las remesas en la generación y redistribución del ingreso en México", galardonada con el Premio de Investigación UANL 2010 en la categoría de Ciencias Sociales, otorgado en sesión solemne del Consejo Universitario, en septiembre de 2010. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 * Facultad de Economía y Centro de Investigaciones Económicas, UANL. Av. Lázaro Cárdenas 4600 Ote. Fracc. Residencial Las Torres, CP. 64930, Monterrey, N.L., México. 405 �EFECTO DE LAS REMESAS EN LA GENERACIÓN Y REDISTRIBUCIÓN DEL INGRESO EN MÉXICO La MIP México 2004 se elaboró a partir de las estadísticas oficiales de las Cuentas de Bienes y Servicios y Cuentas de Producción del Sistema de Cuentas Nacionales de México (INEGI). Se trata de una MIP de coeficientes técnicos totales, que distingue la generación de producto por el lado de usos y recursos para 17 sectores productivos, según el codificador del Sistema de Cuentas Nacionales de México 1993. La matriz de coeficientes técnicos es una actualización de la correspondiente a la MIP México 1993, esta última elaborada por consultores internacionales especializados.c La actualización se llevó a cabo mediante el Método RAS desarrollado por Stone (1962)7 y Stone y Brown (1962),8 y ampliamente empleado en la bibliografía insumo producto.d La MIP, consistente con la información oficial de Cuentas Nacionales, refleja la generación del PIB a precios del productor.e A partir de la ENIGH 2004 se derivaron estructuras porcentuales que involucran las relaciones de ingreso-gasto entre las familias, los factores productivos, el sector externo y el gobierno. Esc En este caso se decidió actualizar la MIP 1993, porque existe evidencia de que esta matriz refleja el cambio estructural experimentado por la economía mexicana a partir de la apertura comercial (Chapa (2003)). 6 d El RAS es un método de balanceo, iterativo, que ajusta los coeficientes técnicos iniciales (1993) para que cumplan con los nuevos vectores de consumo intermedio, demanda intermedia y producción bruta sectorial (2004). El ajuste que realiza el RAS tiene una interpretación económica: el ajuste por filas es un efecto sustitución que corresponde a los cambios de insumos entre sectores, el ajuste por columna es el efecto producto que hace referencia a cambios en la tecnología de producción y, por lo tanto, la combinación de los dos anteriores es el efecto mixto o total. El efecto sustitución es mayor al efecto producto para los siguientes sectores: agricultura, minería, alimentos, bebidas y tabaco; industria textil; industria de la madera; industrias metálicas básicas; productos metálicos, maquinaria y equipo y otras industrias manufactureras; sucede lo contrario en el caso de la industria del papel, industria química, productos de minerales no metálicos, construcción y los proveedores de servicios. Por cuestiones de espacio, el cálculo de estos efectos y la diferencia entre los coeficientes técnicos de 1993 y 2004 no se presentan, pero están disponibles bajo solicitud al autor. e Para ello se utilizaron los márgenes de comercialización y distribución de 1993, que está contenido en el CD ROM Cuentas Nacionales de México, INEGI. La tasa efectiva de impuestos sobre la producción menos subsidios se tomó de la MIP México 2000 de Consultores Internacionales Especializados. tas estructuras permitieron transformar los datos de contabilidad nacional y de finanzas públicas, según el hogar que generaba el gasto y el hogar que recibía el ingreso. Para ello, los hogares se clasificaron en diez tipos, según deciles de ingreso corriente trimestral.f Una vez que se ubicaron los hogares por decil de ingreso, se estimaron las demás submatrices que componen la MCS México 2004: consumo privado de los hogares por tipo de bien, remuneraciones de las personas ocupadas por sector económico y tipo de hogar, reparto del ingreso por sociedades por tipo de hogar, impuesto sobre la renta pagado por cada tipo de hogar y transferencias recibidas por cada tipo de hogar. Multiplicadores contables y matriz de redistribución de la renta El modelo de multiplicadores contables es estático, supone propensiones medias fijas, relaciones de producción lineales (complementariedad entre los bienes intermedios, importaciones y factores primarios), y precios fijos o una economía con capacidad ociosa. Los hogares, las empresas o sectores económicos y los factores productivos son las cuentas endógenas, ya que se desea explicar su nivel de renta ante una inyección del gasto público, aumento de demanda de exportaciones o de demanda de capital. Estas últimas tres variables corresponden al gobierno, sector externo e inversión, que son los sectores instituciones o cuentas concebidas como exógenas. Los multiplicadores contables son similares a los multiplicadores insumo-producto, sólo que ahora se trata de una matriz inversa, que involucra f El ingreso corriente total incluye el ingreso corriente monetario (remuneraciones al trabajo, renta empresarial, transferencias, renta de la propiedad y otros ingresos) y el ingreso corriente no monetario (autoconsumo, pago en especie, regalos y estimación del alquiler de la vivienda). Los cálculos fueron construidos a partir de la información de la "Tabla Concentrado", la cual contiene información de 22,594 hogares que, una vez considerado el factor expansión correspondiente a cada hogar, da un total de 25,560,736 hogares. m____________________ 406 ~ CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �ERNESTO AGUAYO TÉLLEZ, JOANA CHAPA CANTÚ, ERICK RANGEL GONZÁLEZ, NELLY RAMÍREZ GRIMALDO propensiones medias a gastar y no coeficientes técnicos: (1) )111 = n +X= A11 y 11 +X= (¡ -A,,) 1X= Mx En la que M son los multiplicadores ampliados, n es un vector columna que contiene el ingreso de las variables endógenas que obtienen de ellas mismas, x es un vector columna que contiene el ingreso de las variables endógenas que proviene de las variables exógenas (inyecciones), An es la matriz de propensiones medias a gastar, y yn es un vector columna que contiene el ingreso total (o gasto total) de las cuentas endógenas. El elemento Mij de la matriz representa el incremento en la renta nacional de la cuenta i, cuando la cuenta j recibe una inyección unitaria de ingreso proveniente de uno de los sectores institucionales exógenos. La matriz de multiplicadores contables no ofrece información sobre si la cuenta i mejora o empeora su participación relativa en la renta, cuando la cuenta j recibe una transferencia exógena de ingreso. Debido a esto Polo, Roland-Holst y Sancho (1990)9 derivaron la matriz de redistribución R(x), que identifica cómo cambia el estado relativo de una cuenta endógena (familias, empresas, trabajo o capital) ante una inyección de ingreso en una institución exógena (gobierno, sector externo o inversión). Esta matriz se obtiene al aplicar la siguiente fórmula: (2) En la que e es un vector columna de unos, y su dimensión la dicta la cantidad de variables endógenas. El elemento Rij identifica el signo, magnitud y dirección de un cambio en la renta relativa de la institución i, cuando la institución j recibe un flujo exógeno de ingreso. La siguiente expresión permite clarificar la interpretación de los elementos de R(x): R-IJ 1 [M- 'YY¡ (e'M -)] = ·y e n IJ e n J CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 (3) Nótese que Rij compara el ingreso inducido en la institución i ante una transferencia de renta sobre la cuenta j (Mij), contra el ingreso inducido que le correspondería si se mantuviera la participación inicial de su renta en el ingreso de las cuentas endógenas . Por lo tanto, las columnas de R(x) suman cero. Es decir, esta matriz establece la redistribución de la renta como un juego de suma cero. Un elemento Rij negativo indica que un flujo exógeno de renta hacia la institución j provoca una pérdida relativa de ingreso de la cuenta i, con respecto a las demás instituciones endógenas. Sucede lo contrario si el signo es positivo. Las remesas internacionales En la bibliografía sobre los efectos de las remesas internacionales en México no hay estudios que permitan cuantificar los efectos generadores y redistributivos de las remesas entre diferentes tipos de hogares, como se puede hacer a través de la MCS presentada en este artículo (véase Esquivel y Huerta-Pineda;2006), Tuirán (2002), Acosta et al. (2007), Vargas-Silva (2008) y Stark, Taylor y Yitzaki (1986)).10-14 Con fines de la aplicabilidad del modelo, se supondrá que dichas remesas no modifican el patrón de consumo de los individuos receptores.g La distribución de las remesas por decil de ingreso de los hogares se obtuvo de la ENIGH 2004.h Como se puede observar en la tabla I, los deciles de hogares que recibieron mayores remesas son los deciles considerados como clase media alta. g Estas estimaciones pueden ser vistas como una primera aproximación de estos efectos, ya que lo ideal sería emplear un modelo de equilibrio general para obtener estimaciones más precisas. Goce-Dakila y Dakila (2006)15 es un ejemplo de cómo se pueden estimar los efectos de las remesas sobre una economía (Filipinas), a través de un modelo de equilibrio general que emplea como base una MCS que especifica tres diferentes tipos de hogares, cinco regiones económicas y siete sectores productivos. 407 �EFECTO DE LAS REMESAS EN LA GENERACIÓN Y REDISTRIBUCIÓN DEL INGRESO EN MÉXICO En total, del sexto al noveno decil de ingreso (H6 a H9) recibieron casi 60% del total de remesas. Tabla I. Distribución de remesas por decil del ingreso, 2004. Tipo de ho g ar Porcentaje onto tran forido de remes a s (millones de HI H2 H3 2.0 6.1 6.9 R.O 9.9 14.7 1 1.4 19.4 13.2 8.2 100.0 3760.7 11372.6 12780.6 1490 l. 7 18388.? 27297.2 ? 1090.4 35982.2 24 4 S0.8 15171.7 185196.0 nesos) H4 HS H6 H7 H8 H9 HIO Total Fuente: Elaboración propia. Generación de renta Como se puede observar en la tabla II, la inyección de un peso adicional de remesas internacionales en la economía mexicana (sigue el patrón presentado en 2004) generaría un ingreso total adicional de 6.46 pesos, de los cuales, 2.20 pesos serían absorbidos por los hogares (H), 2.81 pesos por las actividades económicas (AE), 1.06 pesos por la cuenta de capital (K), y 0.37 pesos por las ocupaciones (L). El mecanismo que está detrás de esta expansión es el siguiente: los hogares reciben las remesas y parte de las mismas las destinan a comprar bienes y servicios finales provenientes de los sectores productivos, estos últimos requieren de insumos intermedios, trabajo y capital para h Para realizar este ejercicio se clasificó a cada hogar de la muestra de la ENIGH 2004 dentro de su decil de ingreso correspondiente y se obtuvo la cantidad ponderada total de transferencias internacionales recibidas para cada decil, después se calculó el porcentaje correspondiente para cada decil del total de transferencias internacionales. La ENIGH 2004 no reporta ingresos por remesas internacionales sino ingresos por "transferencias" internacionales que incluyen remesas y otras transferencias como pago a capital en el extranjero y la diferencia es menor a 10% del monto reportado por el Banco de México. El monto transferido por remesas para cada decil de ingresos se obtiene de multiplicar los 185,196 millones de pesos que reporta el Banco de México por el porcentaje de cada decil. i Los valores comentados están en pesos de 2004. 408 abastecer la mayor demanda, y a cambio entregan salarios y renta de capital a los hogares, los cuales gastan el ingreso en bienes de consumo, e inicia de nuevo el proceso hasta que converge.i En cuanto a los hogares, los deciles que se verían más beneficiados por dicho incremento unitario en las remesas internacionales serían, en orden de importancia: el decil más rico (H10), con un incremento en su ingreso de 62 centavos, a pesar de recibir una transferencia inicial de solamente 8.2 centavos, y el segundo y tercer deciles más ricos (H9 y H8), con incrementos de su ingreso de 31 centavos cada uno, al recibir transferencias iniciales de 13 y 19 centavos, respectivamente. El resto de los deciles, a excepción del decil más pobre, obtendría un incremento en su ingreso de entre 8 y 22 centavos cada uno. El decil más pobre (H1) tendría un incremento en su ingreso de únicamente 3.5 centavos. Un resultado interesante de este ejercicio surge cuando se toma en cuenta el efecto multiplicador de la transferencia vía el flujo circular de la renta, los hogares que más se verían beneficiados por las remesas internacionales son los deciles más altos de ingreso. Con respecto al empleo, el capital y las actividades económicas, las cuentas más favorecidas por un incremento de un peso en el flujo de remesas internacionales distribuido en los deciles de hogares siguiendo el mismo patrón que las remesas en 2004 serían, en orden de importancia: la cuenta de capital (K) con un incremento en su ingreso de 1.06 pesos; las actividades económicas servicios comunales, sociales y personales (AE17), alimentos, bebidas y tabaco (AE3), comercio, restaurantes y hoteles (AE14), servicios financieros y de alquiler de inmuebles (AE16) y comunicaciones y transportes (AE15), con incrementos en su ingreso de entre 32 y 47 centavos cada una; y las actividades económicas, industria química (AE7), productos metálicos, maquinaria y equipo (AE10) y agricultura, ganadería, silvicultura y pesca (AE1), con efectos expansión de entre 15 y 20 centavos cada una. El resto de las actividades económicas y todas las cuentas de empleo tendrían incremen- CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �ERNESTO AGUAYO TÉLLEZ, JOANA CHAPA CANTÚ, ERICK RANGEL GONZÁLEZ, NELLY RAMÍREZ GRIMALDO Tabla II. Efectos expansivos de las remesas (un peso). 1 111 llt-: M F..SA S ¡g 11 1 112 ¡,; H3 > z < ~ ~ ti "' '-" "- ~ ,..~ ~ 0.0'203 0.0207 0.0007 0.00 11 0.00 12 0.()0 t 7 0.0021 0 .0025 0 .0032 0.0049 0.0 146 0.05 2 7 0.0098 0.0289 0.0782 0.1697 114 115 11 6 11 7 11 8 11 9 1110 11 K A To 1:1I 1 11 2. 0.06 14 O.OD I O 0.063 0.0029 0.003 1 0 .0043 0.0053 0.0063 0.0083 0 .012S 0.0373 0.1 4 4-1 0.025 1 0 .074 1 0.1982 0.44 18 1 11 3 0.0690 0.0010 0.0018 0 .0718 0 .0030 0.0042 0 .0052 0 .0061 0 .0080 0.0 121 0 .0361 0 . 1-193 0 .0245 0.071S 0. 1924 0.437 6 1 1 1 1 114 11 5 116 11 7 DISTRIBUC ION DE LAS RF:MESA S 0 . 0805 0.0993 0. 14 7 4 0. 11 39 0.0013 0.0014 0.0020 0.0016 0.0029 0 .0024 0.0025 0.0035 0 .0038 0.0040 0.0056 0.0046 0 .0846 0 .004 3 0.0060 0.0050 0.0069 0.0057 0. t 053 0.0083 0 .0074 0.0070 0 . 1577 0.0085 0 .0083 0 .0088 0 .0122 0. t 240 0 .0109 0 .0116 0.016 1 0.0133 0.016S 0.017S 0.024 3 0.020 1 0 .049 1 0.071<J 0.0519 0.0595 0. 2 465 0.214M 0.3075 0 . 1896 0 .0333 0 .0356 0.0495 0.0412 0.0973 0. t 419 0. t 172 0. t 025 0 .273~ 0.3113 0 .2580 0 .3782 0.57 82 0.626 7 0.87 71 0. 7 162 1 11 8 0.1943 0.0028 0.0050 0 .0080 0 .0087 0.0120 0 .0149 0 .0177 0 .2 175 0.0351 0 . 1038 0 .4 255 0 .0723 0 .2037 0 .5357 1.2372 1 119 0.1320 0.0020 0.0037 0.0058 0 .0063 0.0088 0.0109 0 .0130 0 .0170 0.1S77 0.0758 0.30 11 0 .0533 0.1484 0.3846 0.88 7 4 TOTAL 11 10 1.01100 0.0350 0.0819 0.0011 0.0020 0 .0032 0 .0035 0.0049 0 .0061 0 .0072 0.0095 0.0 143 0.0879 U. 1108 0 . 1257 O. 162 1 0.2252 0 .20 6 1 0.3154 0 .3 ISO 0.6240 0 . 12-10 0 . 1757 0.0299 0.08 18 0.2083 0.4958 2.207 1 0.3747 1.0672 2.8187 6 . .Ui76 Fuente: Elaboración propia. H1 a H10: deciles de los hogares. L1 a L17: clasificación de ocupaciones. K: cuenta de capital. AE a AE17: clasificación de actividad económica. Tabla III. Efectos redistributivos de las remesas (un peso). 1 111 1 112 1 113 1 11 4 1 l 15 1 ll 6 1 11 7 1 II H 1 119 1 1110 1 TOTA i- 0ISTttlBU C I ON DE LAS REMESAS IUSM ESA S § ¡g ~ ii ....:"-t3 5 ,_ 0 . 020 3 U.0614 0.0690 O. OH05 0 . 0993 0.1-1 7 .& 0.113!> 0 . 19.a.J 0 . 1320 O.ONI~ ll l 0.0202 ~0 .0002 -0 .000:? 11 2 -0.0001 -0.0002 -0.0003 -0.0003 -0, 0004 -0.0004 -0.0006 -0 .0008 -0.0021 -0.0005 0.0684 -0 .0008 -0 .00 10 •0.000 -0.0005 •0.0O0J -0.0006 -0.0008 - 0.001 1 0 .0980 - 0 .0017 -0.0005 -0.0010 -0.0012 -0.0016 -0.00l<l o. 14-19 -0.0028 -0.004 0 - 0 .005 1 -0.0146 -0 .0004 -0.0007 -0.00 1O -0.0007 -0.00 l 3 -0.00 l 6 -0.0004 -0.0009 -0.0010 -0.0014 -0.0016 - 0.000J -0.0005 -0.0006 -0 .0008 -0.0009 11 0 .01 4 9 L K -0.00J 0.0004 A -U.ú l 20 0 .06 10 -0.0005 -0 .0007 -0.000() -0.00 1 1 -0.00 13 -0.00 1R - 0 .0023 -0.0U62 0.0-1 60 -0.00<JI -0 .0002 -0.0367 Totul º·ºººº º·ºººº 1 13 114 115 116 117 11 8 119 JI I O -0 .00 12 -0.0014 -0.0020 - 0 .0025 -0.007 ( 0 .0518 -0.0094 - 0 .002 1 -0.0403 0.0000 -0.0007 0 .0 7 9 5 -0.00 1 1 -0.00 ( 4 -0.00 16 -0 .002 - 0.0029 -0.0080 0 .0609 -0.01 l 5 0.0000 -0.0494 º·ºººº -0.0019 -0.0027 - 0 .0035 -0.009•) 0.0753 -O.O 13 0 - 0 .0030 -0.0594 0 .0000 -0.001:? ~0.0021 -0.00 15 -0.00 19 0. 11 t 7 -0.0030 -0 .003 9 -0.0111 -0.0024 -0 .003 1 -0.0035 0.1893 •0 .0064 -0 .0182 -0.0020 - 0 .0012 -0.0022 -0.0013 -0.0018 -0.00 2 0 . 127 9 -0.0117 - 0 .002.i.i 0 .075 1 t.0000 0.0 170 0 .0549 0.0607 0 .0695 0.0864 0 . 13 09 0 .0953 0.167R 0 .0981 -O.O 13 8 0. 1 122 0.0870 0.1500 D_ I 0.35 0.0653 0.766() -0.0 185 -0 .0057 -0 .088 ( -0.014 -0.003 J -0.0694 -0.023S •0 .0044 -0. ,~21 -0.015 -1 -0 .0009 -0.087 ( -0.0OR5 - 0 .0016 -0.0553 º·ºººº º·ºººº º·ºººº 0 .0000 º·ºººº - 0 . 1265 -0.0207 - 0.6 197 0.0000 Fuente: Elaboración propia. H1 a H10: deciles de los hogares. L1 a L17: clasificación de ocupaciones. K: cuenta de capital. AE1 a AE17: clasificación de actividad económica. tos en su ingreso menores a siete centavos cada una. La inyección de ingreso a través de remesas internacionales provocaría un incremento en el consumo de los hogares. Por tal motivo, los sectores económicos antes mencionados se verían favorecidos, ya que son los principales proveedores de bienes o servicios para consumo final y, a su vez, el factor capital es el principal insumo primario utilizado por dichos sectores. Redistribución de renta La tabla III muestra los efectos redistributivos de un peso adicional de remesas internacionales sobre las diferentes cuentas que componen la ecoCIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 nomía mexicana. Un peso adicional de remesas distribuido en los hogares de México, si sigue el mismo patrón que las remesas en 2004, redistribuiría la renta en un monto que asciende a 1.40 pesos, de los cuales 98 centavos serían absorbidos por los hogares (H) y 42 centavos por las actividades económicas (AE). En esta tabla se observan los ganadores y perdedores relativos al incremento de un peso en las remesas internacionales. Todos los deciles de hogares mejorarían su posición relativa en la distribución de la renta, con la excepción del decil más rico (H10), que perdería 1.4 centavos. En contraste, casi todas las instituciones de empleo (L) y la cuenta de capital (K) perderían posiciones en la distribución relativa del ingreso a excepción de los trabajadores en 409 �EFECTO DE LAS REMESAS EN LA GENERACIÓN Y REDISTRIBUCIÓN DEL INGRESO EN MÉXICO actividades agrícolas, ganaderas y silvícolas (L5), los conductores y ayudantes de conductores de maquinaria móvil y medios de transporte (L10) y los trabajadores en servicios domésticos (L16). También la mayoría de las actividades económicas perdería posiciones relativas en la distribución del ingreso, excepto la agricultura, ganadería, silvicultura y pesca (AE1), alimentos, bebidas y tabaco (AE3), electricidad, gas y agua (AE13), comunicaciones y transportes (AE15) y servicios financieros y de alquiler de inmuebles (AE16), que llegarían a ganar hasta 12 o 15 centavos, como en el caso de servicios financieros y de alquiler de inmuebles (AE16) y alimentos, bebidas y tabaco (AE3). El decil más rico, que recibe de manera directa una proporción importante de las remesas (8.2%), perdería posiciones en la distribución relativa del ingreso. El ingreso de todos los deciles de hogares mejoraría, pero el ingreso adicional, que recibiría el decil más rico, no es suficiente para mejorar su posición relativa en la distribución del ingreso. Los sectores productivos que pierden posiciones relativas no son proveedores importantes de bienes o servicios finales de consumo; como productos metálicos, maquinaria y equipo (AE10), que pierde 51 centavos, y construcción (AE12), que pierde 19 centavos. Cabe comentar que, en menor medida, los factores trabajo y capital también pierden posiciones en la distribución del ingreso. El decil más rico absorbería la mayor parte del ingreso generado por la inyección unitaria de remesas, pero, a su vez, en términos relativos, perdería posición en la distribución del ingreso. Para explicar este resultado debemos notar que el ingreso generado y redistribuido en los hogares por una transferencia unitaria de las remesas depende de dos factores: la estructura económica del país y de cómo se reparte la transferencia entre los hoga- j El décimo decil no mejora ni empeora cuando se inyecta uniformemente el ingreso, es decir, cuando recibe 10% de la transferencia unitaria. res. En este caso, el reparto de las remesas es el que ocasiona que el decil más rico pierda en términos relativos, ya que este tipo de hogar recibe menos de 10% de las remesas (8.4%), pues la mayor proporción de las mismas se concentra entre el sexto y noveno decil.j Conclusiones Los principales resultados indican que los tres deciles más ricos de ingreso son los hogares más favorecidos en términos de ingreso inducido ante un incremento unitario en las remesas, inyección distribuida entre los deciles de hogares, según lo dicta la ENIGH 2004. En términos relativos, todos los deciles de ingreso, con excepción del decil más rico, mejorarían su participación porcentual en la distribución de la renta. El décimo decil perdería posición en la distribución de la renta, como consecuencia del reparto de las remesas por decil, y no por la estructura económica de México. El modelo de multiplicadores contables es de carácter estático, en este sentido, el presente análisis sobre generación y distribución de la renta es válido sólo para el año base de la matriz de contabilidad social. Además, dado los supuestos restrictivos del modelo (precios fijos y propensiones medias a gastar fijas), los resultados del ejercicio de las remesas deben tomarse con cautela; sin embargo, proporcionan una primera aproximación de cuáles son los deciles de ingreso, sectores y factores productivos beneficiados por las remesas, en términos absolutos y relativos, toma en consideración el flujo circular de la renta y, con ello, la distribución funcional del ingreso. Resumen A partir de una matriz de contabilidad social para México se cuantifican los efectos de las remesas internacionales sobre la generación y distribución de la renta en México. Los principales resultados indican que ante un incremento unitario en las m____________________ 410 ~ CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �ERNESTO AGUAYO TÉLLEZ, JOANA CHAPA CANTÚ, ERICK RANGEL GONZÁLEZ, NELLY RAMÍREZ GRIMALDO remesas, los tres deciles más ricos de ingreso son los que absorberían la mayor parte del ingreso transferido y expandido vía el flujo circular de la renta; mientras que, en términos relativos, todos los deciles de ingreso, con excepción del decil más rico, mejorarían su participación porcentual en la distribución de la renta. Palabras clave: Matriz de contabilidad social, Tabla de insumo producto, Modelo de multiplicadores contables, Distribución del ingreso, Remesas. Abstract Using a Social Accounting Matrix for Mexico, this article quantifies the effects of the international remittances on the generation and distribution of income in the country. If there were an additional peso of remittances in the economy, main findings report that the three richest deciles of income would absorb most of the transferred and expanded income, via the circular income flow. On the other hand, all deciles of income, except the richest one, will improve their relative share in the income distribution. Keywords: Social accounting matrix, Input output table, Accounting multipliers model, Income distribution, Remittances. Clasificación JEL: D57 D58 D3 F24 Referencias 1. Stone, R. (1978): "The Disaggregation of the Household Sector in the National Accounts". World Bank Conference on Social Accounting Methods in Development Planning. Cambridge. 2. Pyatt, Graham y Jeffery I. Round. (1979). Accounting and Fixed Price Multipliers in a Social Accounting Matrix Framework. The Economic Journal. Vol.89. No.356:850-873. 3. Shoven, J. Y Walley, J. (1972): "A General Calculation of the Effects of Differential Taxation of Income from Capital in the US." Journal of Public Economics, 1, pp. 281-321. 4. Shoven, J. Y Walley, J. (1973): "A General Equilibrium with Taxes: A Computational Procedure and an Existence Proof". Review of Economics Studies, 40, pp. 475-495. 5. 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El estudio más reciente en México, en torno a la violencia escolar, lo realizó el Instituto Nacional para la Evaluación de la Educación (INEE, 2006),1 el cual, en su informe "Disciplina, violencia y consumo de sustancias nocivas a la salud", revela que 46.4 por ciento de los estudiantes de primaria reportan el robo de algún objeto o dinero dentro de su escuela, de igual forma, en el nivel secundaria se registra una incidencia de 43.6. En lo que respecta a las agresiones físicas, 17 por ciento de los niños de primaria afirmó que ha padecido algún ataque en comparación con 14.5 de los de secundaria, y las burlas de sus compañeros han □ El presente artículo está basado en la investigación "Un modelo predictivo de la violencia escolar en adolescentes", galardonada con el Premio de Investigación UANL 2010 en la categoría de Humanidades, otorgado en sesión solemne del Consejo Universitario, en septiembre de 2010. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 afectado a 24.2 por ciento, contra 13.6 de secundaria. De estas conductas, las peleas entre compañeros son las más frecuentes. Un alumno violento/agresivo en la escuela es aquél cuya manera de comportarse supone el incumplimiento de las normas escolares y sociales que rigen la interacción en el aula y centro educativo, con la expresión de diversas conductas punitivas.2 En el contexto escolar se dan comportamientos de carácter violento hacia objetos, como: actos vandálicos, el maltrato a los pupitres y puertas, pintas de nombres, mensajes y dibujos en las paredes de la escuela;3 otro tipo de violencia ejercida en el ámbito escolar son las agresiones físicas y verbales hacia los compañeros y maestros.4 El primero en utilizar el término bullying fue el psicólogo noruego Olweus,5 y lo define como: "una conducta de persecución física o psicológica que realiza un alumno hacia otro, al que elige como víctima de repetidos ataques. Esta acción, negativa e intencionada, sitúa a las víctimas en posiciones de las que difícilmente pueden salir por sus propios medios". * Facultad de Psicología - Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias de la Salud, UANL. ** Departamento de Psicología Social, Universidad Pablo de Olavide, Sevilla, España. 413 �UN MODELO PREDICTIVO DE LA VIOLENCIA ESCOLAR EN ADOLESCENTES En un trabajo posterior, Olweus6 añade: "un alumno es agredido o se convierte en víctima cuando está expuesto, de forma repetida y durante un tiempo, a acciones negativas que lleva a cabo otro alumno o varios de ellos", y considera como acción negativa "toda acción que causa daño a otra persona de manera intencionada". De tal forma que la víctima puede realizar acciones negativas mediante el maltrato físico (golpes, empujones), verbal (insultos, apodos), psicológico (conductas que se dirigen a la vejación de la autoestima), social (rumores, exclusión y aislamiento de grupo), y agresiones indirectas, como inducir a la agresión de una tercera persona. En la adolescencia aumenta la implicación en la conducta violenta, estos adolescentes suelen asociarse en su entorno escolar con iguales desadaptados que los aceptan y comparten con ellos normas, pautas comportamentales, valores y actitudes,7 que refuerzan sus conductas e incrementan la probabilidad de que la desviación se agrave.8 Una vez constituido este grupo, las interacciones positivas con otros iguales se encuentran limitadas, lo que conduce a la perpetuación tanto del aislamiento como de la violencia.9 Por otro lado, estudios previos señalan que el ambiente familiar negativo, caracterizado por los problemas de comunicación entre padres e hijos adolescentes, constituye uno de los factores familiares de riesgo más estrechamente vinculados con la violencia escolar y con el desarrollo de problemas de salud mental en los hijos, como la presencia de síntomas depresivos, ansiedad y estrés.10 En cambio, una comunicación familiar abierta, fluida, respetuosa, afectiva y empática entre padres e hijos ejerce un fuerte efecto protector, e incide positivamente en el bienestar psicológico del adolescente.11 Los problemas de integración social en la escuela presentan normalmente puntuaciones más elevadas en medidas de depresión, ansiedad y estrés, en comparación con aquellos adolescentes integrados y que son aceptados por sus iguales.12 Asimismo, se ha encontrado que una elevada autoestima durante la adolescencia constituye un importante factor de protección.13 Sin embargo, su relación no está del todo clara en el caso de las conductas violentas en la adolescencia, puesto que algunos autores señalan que los adolescentes agresivos presentan una autoestima más baja, mientras otros afirman que los agresores suelen valorarse positivamente a sí mismos.14 El marco teórico-conceptual que fundamenta esta investigación integra el modelo ecológico de Bronfenbrenner15 y la identificación de factores de riesgo y protección del modelo de Musitu.7 El objetivo general que nos planteamos es analizar la relación entre determinados factores familiares, escolares, comunitarios y variables psicosociales con la violencia escolar. Las variables familiares consideradas son: el funcionamiento familiar y la comunicación familiar padre-hijo y madre-hijo; las variables escolares: problemas de integración escolar, expectativas académicas y rendimiento académico; las variables comunitarias son la integración, participación y aislamiento comunitario; las variables psicosociales contempladas son la multidimensional de la autoestima (familiar, escolar, social, física y emocional), y el malestar psicológico (sintomatología depresiva y estrés percibido). Partimos del supuesto de que el conjunto de estas variables contribuyen, de modo directo e indirecto, en la explicación de la violencia escolar. Método En este estudio se utilizó un diseño transversal, el tipo de estudio es explicativo. Participantes Se trabajó con cuatro escuelas públicas de Monterrey y su área metropolitana, dos secundarias y dos preparatorias, se seleccionó un tamaño de muestra de 1,285 alumnos mediante un muestreo aleatorio estratificado, se consideró la proporción m- ____________________ 414 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �MARÍA ELENA VILLARREAL GONZÁLEZ, JUAN CARLOS SÁNCHEZ SOSA, GONZALO MUSITU OCHOA de alumnos por semestre, grupos y turno. El tamaño de muestra se estimó con el programa nQuery Advisor 6.0, se estableció que el máximo de variables a contemplar para un modelo predictivo serían 20, con coeficiente de determinación de .05 y un poder de .90.16 Instrumentos Para la selección de los instrumentos se consideró su adecuación teórica con el estudio, así como la validez y fiabilidad de las escalas. A continuación se detallan cada una de las escalas utilizadas en el presente trabajo de investigación: Escala de family (APGAR).17 Consta de cinco ítems con escala likert, su rango es de 0 a 10. Se sugiere como disfunción severa de 0 a 3, disfunción moderada de 4 a 6, y como funcionalidad familiar de 7 a 10. Escala de comunicación padres- hijos (PACS).18Es una adaptación llevada a cabo por el Grupo Lisis (Facultad de Psicología de la Universidad de Valencia). Esta escala está compuesta por 20 ítems y dos subescalas que evalúan la comunicación con ambos padres. Es una escala tipo likert que presenta una estructura de dos factores: el primero indica el grado de apertura en la comunicación, y el segundo, la presencia de problemas en la comunicación. En cuanto a la fiabilidad del cuestionario, se señalan niveles adecuados de consistencia interna (de α=.87 y α=.86 para madre y padre, respectivamente). Escala de ajuste escolar (EBAE).19 Consta de diez ítems con un formato tipo likert. El rango de la escala va de 10 a 60, a mayor puntuación, mayor ajuste escolar. Está compuesta por tres factoresproblemas de integración escolar, rendimiento escolar y expectativas académicas. La consistencia interna para cada uno de sus factores es de α=.85, α=.78 y α=.85, respectivamente. Escala de apoyo social comunitario.20 Consta de 20 ítems, es una escala lickert, consta de tres dimensiones integración, participación y aislamiento comunitario. En relación a las propiedades psicométricas del instrumento, la dimensión de integración comunitaria reporta una consistencia interna de α=.88, la de participación de α=.86 y aislamiento comunitario α= .85. Cuestionario de evaluación de la autoestima en adolescentes (AFA 5).21 Se compone de 30 ítems, a los que se responde mediante una escala tipo likert. Evalúa cinco dimensiones: académica, social, emocional, familiar y física. A mayor puntuación en cada uno de los factores mencionados corresponde mayor autoconcepto en dicho factor. La consistencias internas para las subescalas son: académico/laboral α=.88; social α=.69; emocional α=.73; familiar α=.76 y física α=.74. Escala de sintomatología depresiva (CESD).22 Adaptación realizada por el Grupo Lisis (Universidad de Valencia). El instrumento se compone de 20 ítems con formato lickert. Evalúa la sintomatología asociada normalmente con la depresión, pero no evalúa la depresión en sí misma. A mayor puntaje en esta escala, mayores síntomas depresivos, presenta una consistencia interna de α=.89. Escala de estrés percibido (PSS).23,24 Mide el grado en que las situaciones de la vida se valoran como estresantes, es una escala tipo lickert. Las propiedades psicométricas reportadas indican una adecuada consistencia interna25 α=.83. Escala de conducta violenta.26 Evalúa trece comportamientos violentos en los tres últimos años, considerando la trasgresión de normas sociales o reglamentos escolares. La escala es lickert. Tanto el cuestionario original como el adaptado al castellano se han aplicado con éxito a muestras de la población general de adolescentes en Inglaterra, Italia y España. La fiabilidad para la conducta violenta en el aula es de α=.84. Procedimiento Para la obtención de los datos se solicitó el consentimiento de los directivos de los planteles educativos, maestros y alumnos. Además se explicaron los objetivos de la investigación, se estableció el compromiso de confidencialidad y anonima- r.m- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 415 �UN MODELO PREDICTIVO DE LA VIOLENCIA ESCOLAR EN ADOLESCENTES to, así como el derecho de los participantes a rehusarse en participar en el estudio. Resultados El análisis correlacional (Pearson) entre las variables del estudio destaca que la comunicación abierta madre/padre y el funcionamiento familiar se correlacionan negativa y significativamente con la violencia escolar (r= -.192, p= .001; r= -.085, p= .001; r= -.161, p= .001). En cuanto al contexto escolar, se encontró que el rendimiento escolar y las expectativas académicas se correlacionan negativa y significativamente con la violencia escolar (r= -.207, p= .001; r= -.267, p= .001). En el ámbito comunitario, se observó que la integración y la participación comunitarias se correlacionan de forma positiva con la violencia escolar (r= .219, p= .001; r= .067, p= .005). En relación a las variables psicosociales, los datos reportaron que el estrés percibido y la sintomatología depresiva se correlacionan de forma positiva con la violencia escolar (r= .177, p= .001) r= .158, p= .001). Con respecto a las dimensiones de autoestima, los hallazgos reportan que la autoestima social se correlaciona positivamente con la violencia escolar (r= .145, p= .001). Luego se calculó un modelo de ecuaciones estructurales con el programa EQS 6.0.27 El método de estimación utilizado fue el de máxima verosimilitud robusta, debido a la desviación de la multinormalidad de los datos. Para realizar el cálculo, se estandarizaron las variables. Para evaluar el ajuste global del modelo se emplearon las versiones robustas de los índices NNFI (Bentler-Bonett Non-Normed Fit Index), CFI (Comparative Fit Index), IFI (Bollen Fit Index), RMSEA (Root Mean-Square Error of Approximation) y GFI (Goodness-of-Fit Index). Con base en la teoría y los antecedentes empíricos, se especificó el modelo mismo que quedó conformado por seis factores de la siguiente forma: Factor 1. La variable latente del contexto familiar hace referencia a tres variables observadas: fun- cionamiento familiar APGAR,17 apertura en la comunicación con la madre y apertura en la comunicación con los padres.18 Factor 2. La variable latente integración escolar hace referencia a dos variables observadas: expectativas académicas y rendimiento académico.19 Factor 3. La variable latente de contexto comunitario hace referencia a dos variables observables: integración comunitaria y participación comunitaria.20 Factor 4. La variable latente autoestima social alude a los ítems correspondientes a esta dimensión de la escala de autoestima AF5.21 Factor 5. Malestar psicológico conformado por la partición de las escalas de estrés percibido24 y sintomatología depresiva.22 Factor 6. La variable latente es la conducta violenta conformada por trece ítems correspondientes a esta dimensión.26 En relación al modelo, se utilizaron estimadores robustos, debido a la desviación de la normalidad de los datos. El modelo calculado se ajustó bien a los datos: CFI= .95, IFI= .95, GFI= .95, NNFI= .94, y RMSEA= .042. Este modelo explica 66% de la varianza de la conducta violenta, con un coeficiente Mardia normalizado de 47.39. Los resultados muestran que el contexto familiar se relaciona con el escolar (β= 0.179, p<0.001) y con el contexto comunitario (β= .078, p<0.001), y éste, a su vez, con el familiar (β= 0.377, p<0.001). El contexto familiar se relaciona de forma negativa con la conducta violenta mediada por el malestar psicológico (sintomatología depresiva y el estrés percibido) (β= -0.413, p<0.001), y éste de forma positiva con la conducta violenta (β= 0.186, p<0.001), es decir, la apertura en la comunicación con la madre y el padre, así como un buen funcionamiento familiar inhibe la presencia del malestar psicológico (sintomatología depresiva y el estrés percibido), y la presencia de este malestar psicológico se asocia de forma positiva con la conducta violenta en el aula. m- ____________________ 416 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �MARÍA ELENA VILLARREAL GONZÁLEZ, JUAN CARLOS SÁNCHEZ SOSA, GONZALO MUSITU OCHOA En relación al contexto escolar, el rendimiento y las expectativas académicas se relacionan positivamente con la autoestima social (β= 0.123, p<0.001), y ésta, a su vez, con la conducta violenta en el aula (β= 0.158, p<0.001), esta autoestima es una variable de riesgo en la conducta violenta en el aula. El contexto comunitario se relaciona de forma directa y positiva con la autoestima social (β= 0.314, p<0.001), y de forma negativa con el malestar psicológico (β= - 0.155, p<0.001), y éstos, a su vez, con la conducta violenta en el aula. CONTEXTO FAhlLlAR CONTEXTO COM,IJllTARto CONTEXTO ESCOLAR •·· P<0.001 Figura 1 Modelo Expl•eonNode la Conduela Viotenta Fig. 1. Modelo explicativo de conducta violenta. Conclusiones Los resultados obtenidos permiten extraer algunas conclusiones de interés. Muestran una relación indirecta de las variables familiares, escolares y comunitarias con la conducta violenta en el aula, mediada por las variables psicosociales de autoestima social y malestar psicológico (sintomatología depresiva y estrés percibido), las cuales guardan un efecto directo y significativo con la violencia escolar. Los aspectos encontrados, en cuanto al contexto familiar, por diversos autores28,29 con respecto a que una alta cohesión y adaptabilidad entre los miembros de la familia y la apertura en la comunicación familiar, se relacionan de forma negativa con la presencia del malestar psicológico (sintomatología depresiva y estrés percibido), y esto a su vez con la violencia escolar. Esto se relaciona con los reportes de diversos autores,30,31 quienes señalan que los adolescentes CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 que participan en conductas violentas en el aula informan de problemas de comunicación con sus padres. En relación al ámbito escolar y el contexto comunitario, los datos encontrados reportan un efecto indirecto con la violencia escolar, mediados ambos contextos por la autoestima social.32 La violencia escolar podría ser una respuesta de los adolescentes ante un entorno que consideran injusto y poco útil para sus vidas y sobre el que, además, se sienten impotentes para llevar a cabo el más mínimo cambio. Por otra parte, los datos revelan que los problemas de integración escolar, así como las pobres expectativas académicas y el bajo rendimiento escolar, se asocian a la violencia escolar, por lo que se puede determinar que las experiencias de fracaso escolar constituyen un factor de riesgo, mientras que el logro representa un factor protector. En esta misma línea, se ha encontrado33 que una adecuada integración escolar eleva las autopercepciones del adolescente en cuanto a la autoestima social, y que ésta contribuye a que disminuya el malestar psicológico (estrés percibido y la sintomatología depresiva). En relación al contexto comunitario, se confirma lo reportado por algunos autores,34 quienes mencionan que la comunidad constituye una fuente potencial de apoyo social, la pertenencia a grupos les brinda un sentido de identidad al grupo, y hace que tengan una elevada capacidad para hacer amigos. De igual forma, hay una relación directa entre la violencia escolar y la presencia de malestar psicológico (síntomas depresivos o niveles elevados de estrés percibido) en la adolescencia, concordando con estudios que sostienen que hay una correlación positiva entre ambas variables.35 No obstante estos resultados, hay limitaciones, debido fundamentalmente al carácter transversal de los datos, lo cual, como es bien sabido, no permite establecer relaciones de tipo causal, así como las medidas de autoinforme implican ciertos sesgos derivados del hecho de ser el propio sujeto el informador. En futuras investigaciones, 417 �UN MODELO PREDICTIVO DE LA VIOLENCIA ESCOLAR EN ADOLESCENTES sería interesante incorporar la dimensión temporal para analizar la estabilidad de las relaciones observadas en este trabajo, sería conveniente incluir otros informantes, como padres o profesores. Sin embargo, creemos que los resultados obtenidos en el presente estudio contribuyen a un mejor conocimiento de las relaciones entre la familia , escuela y comunidad, en la explicación de la violencia escolar. Recomendamos la elaboración de programas de intervención que les permitan a los alumnos un mejor ajuste psicosocial, tomando en consideración las variables de riesgo presentadas en este estudio. comunicación con los padres y una adecuada integración y participación comunitaria inhiben la presencia del estrés y de la sintomatología depresiva y éstos con la violencia escolar. El rendimiento, las expectativas académicas y la integración y participación comunitaria, favorecen la autoestima social, la cual se relaciona de forma directa con la violencia escolar. Conviene tomar en cuenta esta autoestima social, debido a que es una variable de riesgo con la conducta violenta. Palabras clave: Factores contextuales, Psicosociales, Violencia escolar, Adolescentes. Abstract Resumen El objetivo de este estudio es proponer un modelo explicativo para predecir la violencia escolar, que integre variables contextuales (familiares, escolares y comunitarias) y variables psicosociales (la multidimensionalidad de la autoestima y el malestar psicológico). Las variables familiares evaluadas: funcionamiento familiar, comunicación con ambos padres; las variables escolares: problemas de integración, rendimiento y expectativas académicas; las variables comunitarias: integración, participación y aislamiento comunitario, y las variables psicosociales estudiadas: autoestima familiar, autoestima social, autoestima académica, autoestima emocional, autoestima física, sintomatología depresiva y estrés. Se trabajó con cuatro escuelas públicas, con una muestra aleatoria estratificada de 1,285 alumnos, se consideró la proporción de alumnos por semestre, grupo y turno. Los resultados encontrados muestran que la apertura en la comunicación con el padre y la madre inhibe la presencia de la violencia escolar, mediados por la sintomatología depresiva y el estrés percibido. El rendimiento, las expectativas académicas, la integración y participación comunitaria se relacionan positivamente con la autoestima social, y ésta, a su vez, con la conducta violenta. Concluimos que la presencia de la apertura en la The object of this study is to propose an explanatory model of school violence in terms of contextual variables (family, school, and community) and psychosocial variables (the multidimensionality of self-esteem and psychological distress). As part of the contextual variables, the family variables assessed were: family functioning and communication with both parents; the school variables: problems of school integration, academic achievement, and academic expectations; community variables: integration, participation, and community isolation. The psychosocial variables studied were: family selfesteem, social self-esteem, academic self-esteem, emotional self-esteem, physical self-esteem, depressive symptoms, and stress. We worked with four public schools, with a stratified random sample of 1,285 students considering proportion of students per semester, group, and schedule (morning or afternoon). The results show that openness in communication with the father and mother inhibits the presence of school violence mediated by depressive symptoms; and perceived stress, performance, academic expectations, integration, and community participation are positively related to social self-esteem, which in turn is related to violent behavior. We conclude that the presence of the opening in m- ____________________ 418 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �MARÍA ELENA VILLARREAL GONZÁLEZ, JUAN CARLOS SÁNCHEZ SOSA, GONZALO MUSITU OCHOA communication with the parents and proper integration and community involvement inhibit the presence of stress and depressive symptoms, which in turn inhibit school violence. We also conclude that performance and academic expectations promote integration and community participation and social self-esteem that directly relates to school violence. It is worth taking into account social self-esteem because it is a risk factor in violent behavior. Keywords: Contextual factors, Psychosocial, School Violence, Adolescents. Referencias 1. INEE (2006). Disciplina, violencia y consumo de sustancias nocivas a la salud en escuelas primarias y secundarias. México. 2. Marín, M. (1997). Psicología social de los procesos educativos. Sevilla: Algaida. 3. Moreno, J.M. (1998). Comportamiento antisocial en los centros escolares: una visión desde Europa. 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Recibido: 01 de agosto de 2010 Aceptado: 01 de septiembre de 2010 m- ____________________ 420 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �Fot ocatálisis het er ogénea ccomo omo her ta oto heter ero herrramien amienta tecnológica para la purificación de aguas residuales A. MARTÍNEZ DE LA CRUZ*, S. A. OBREGÓN ALFARO*, E. M. LÓPEZ CUÉLLAR*, KAREN H. LOZANO RODRÍGUEZ* 35(0,2�'(�,19(67,*$&,Ð1 La mayor dificultad en el trata- 8$1/����� miento de efluentes industriales acuosos estriba en la ineficiencia de la aplicación de procesos físicos, como coagulación y adsorción, dado que sólo transfieren #PKXGTUCTKQ los contaminantes del agua residual a otro medio y provocan una polución secundaria. Estos mecanismos, además de resultar imprácticos, requieren etapas adicionales para la recuperación de los residuos y una posterior calcinación de los mismos, con un consecuente aumento en los costos del proceso. La presente investigación pretende atacar un punto esencial para el desarrollo de la humanidad: el tratamiento de aguas residuales para preservar una alta calidad del medio ambiente. Hasta hace poco, bastaba que este proceso de purificación fuera viable técnicamente, aplicable a gran escala y, en gran medida, económico. Sin embargo, en tiempos modernos debemos incorporar la sustentabilidad del mismo a cualquier propuesta que pretenda atacar esta problemática. En este □ El presente artículo está basado en la investigación "Fotocatálisis heterogénea como herramienta tecnológica para la purificación de aguas residuales", galardonada con el Premio de Investigación UANL 2010 en la categoría de Ingenieria y Tecnología, otorgado en sesión solemne del Consejo Universitario, en septiembre de 2010. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 sentido, la fotocatálisis heterogénea cumple con todos estos requisitos para ser considerada como una tecnología de vanguardia, acorde a los tiempos actuales. La sustentabilidad de la fotocatálisis heterogénea se basa en el empleo de óxidos semiconductores cerámicos (no tóxicos) y energía solar (energía gratuita). La fotocatálisis heterogénea es un proceso que consiste en utilizar un sólido semiconductor (normalmente de banda ancha), capaz de absorber directa o indirectamente energía radiante, igual o superior a su banda de energía prohibida. La etapa inicial del proceso consiste en la generación de pares hueco-electrón en las partículas del semiconductor por una promoción de sus electrones de la banda de valencia a la de conducción. La formación del par hueco-electrón y la migración de estas especies a la superficie del fotocatalizador permite que se lleven a cabo reacciones de óxido-reducción en la superficie del fotocatalizador, en la que participan especies contaminantes adsorbidas. La fotocatálisis heterogénea presenta grandes ventajas sobre los métodos tradicionales de tratamiento de aguas residuales, puesto que incluye la mineralización completa de contaminantes y una * Posgrado de Materiales, FIME-UANL. Pedro de Alba s/n, San Nicolás de los Garza, N.L., México 421 �FOTOCATÁLISIS HETEROGÉNEA COMO HERRAMIENTA TECNOLÓGICA PARA LA PURIFICACIÓN DE AGUAS RESIDUALES alta eficiencia de degradación de casi todos los compuestos orgánicos, convirtiéndola en una de las tecnologías más prometedoras para la remoción de contaminantes orgánicos en medios acuosos. Semiconductores como TiO2, ZnO, ZnS, WO3, entre otros, son los fotocatalizadores más estudiados. Entre éstos, el TiO2 es el semiconductor de mayor aplicación, debido a su alta estabilidad y bajo costo.1 Desde el punto de vista tecnológico, la fotocatálisis heterogénea se encuentra actualmente en una fase temprana de investigación y desarrollo tecnológico. No obstante, existen dispositivos comerciales que operando bajo este principio se utilizan para la purificación de aire, principalmente en la eliminación de óxidos de nitrógeno (NOx) y de compuestos orgánicos volátiles (VOC´s).2 Asimismo, el desarrollo comercial de superficies autolimpiantes como ventanas y piezas cerámicas, así como de cubiertas de focos de alumbrado que operan por la presencia de un fotocatalizador es una realidad. 3Aunque son notables los reportes de avances en el empleo de la fotocatálisis heterogénea para la remoción de contaminantes en medio acuoso,4 el camino a recorrer aún es largo para su aplicación en grado masivo y en el empleo de radiación solar para la activación del proceso. El presente trabajo busca contribuir al desarrollo del conocimiento científico del área y, más allá de experimentos modelo de laboratorio, dar un paso hacia la aplicación tecnológica en película delgada. Para esto hemos propuesto los molibdatos γ-Bi2MoO6, y α-Bi2Mo3O12 como fotocatalizadores activos al visible, para la degradación de colorantes orgánicos utilizados en industrias como la textil, de cosméticos, de alimentos y fármacos.5 En términos generales, la parte medular del trabajo se puede dividir en tres: una exploratoria para identificar la existencia de actividad fotocatalítica en los óxidos propuestos, una segunda en la que se utilizan rutas alternas de síntesis de los óxidos, con la finalidad de potenciar su actividad fotocatalítica, y una tercera en la que se encamina el trabajo hacia una aplicación tecnológica, mediante la deposición del fotocatalizador en forma de película delgada. Experimental Los molibdatos γ-Bi2MoO6 y α-Bi2Mo3O12 se prepararon en forma policristalina mediante el método cerámico tradicional, y por coprecipitación en medio acuoso de sales metálicas de bismuto y molibdeno. Para la preparación de los molibdatos por el método cerámico tradicional se pesaron cantidades en relación estequiométrica apropiada de los óxidos Bi2O3 y MoO3, se homogeneizaron y se hicieron reaccionar a 550°C durante 96 horas para el caso de γ-Bi2MoO6, y a 700°C por 24 horas para la preparación de α-Bi2Mo3O12. Para la síntesis de γ-Bi2MoO6 y α-Bi2Mo3O12 por coprecipitación, se utilizaron como precursores los reactivos Bi(NO 3 ) 3 •5H 2 O y (NH4)6Mo7O24•4H2O. A partir de dichas sales se prepararon las soluciones correspondientes, y se siguió el procedimiento experimental descrito a detalle en un trabajo previo.6 El óxido γ-Bi2MoO6 fue seleccionado para estudiar su actividad fotocatalítica en película delgada. La película delgada de γ-Bi2MoO6 se obtuvo por evaporación térmica al vacío. Para este propósito, polvos policristalinos de γ-Bi2MoO6 sintetizados por el método cerámico tradicional se utilizaron como fuente de evaporación. La evaporación térmica de γ-Bi2MoO6 se realizó en un sistema de evaporación térmica (TES) Åmod 204, desarrollado por la compañía Angstrom Engineering. El óxido γ-Bi2MoO6 se colocó en un crisol metálico, que a su vez se conectó en un circuito eléctrico del TES, como se muestra en la figura 1. La presión dentro de la cámara se disminuyó hasta 2x10-6 Torr. Con la finalidad de evitar una abrupta evaporación del óxido, se utilizó una lenta velocidad de depósito del orden de 1.2 Ås-1. m- ____________________ 422 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �A. MARTÍNEZ DE LA CRUZ, S. A. OBREGÓN ALFARO, E. M. LÓPEZ CUÉLLAR, KAREN H. LOZANO RODRÍGUEZ logía definida en particular, y se observaron partículas de formas irregulares y de tamaños superiores a los 300 nm. Este fenómeno es común en materiales preparados por coprecipitación, dado que esta técnica dificulta una formación controlada del material. Fig. 1. Parte interna de la cámara del sistema de evaporación térmica para la formación de película delgada de γ-Bi2MoO6. El proceso de formación de los molibdatos policristalinos de γ-Bi2MoO6 y α-Bi2Mo3O12, así como sus características estructurales, morfológicas, propiedades ópticas y texturales, se estudiaron mediante difracción de rayos-X (DRX), microscopía electrónica de transmisión y barrido (TEM/ SEM), espectroscopía de reflectancia difusa (DRS) e isotermas de adsorción-desorción de N2 (área BET). Como modelo de reacción fotocatalítica se utilizó la degradación del colorante orgánico rodamina B (rhB) en medio acuoso. Resultados y discusiones Las muestras obtenidas por el método de coprecipitación se caracterizaron estructuralmente mediante difracción de rayos-X en polvo. Los difractogramas obtenidos mostraron la presencia de las fases γ-Bi2MoO6 y α-Bi2Mo3O12 sin ninguna impureza, de acuerdo a las tarjetas JCPDS 0840787 y 021-0103, respectivamente. En particular, la temperatura óptima de síntesis de γ-Bi2MoO6 se ubicó en 450oC, mientras que en el caso de α-Bi2Mo3O12 fue posible la obtención del óxido en el intervalo de temperatura de 250 a 480oC. La morfología de γ-Bi2MoO6 se observó mediante TEM y SEM (figura 2). De acuerdo al análisis por TEM, la muestra no presentó una morfo- CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 Fig. 2. Morfología de γ-Bi 2 MoO 6 preparada mediante coprecipitación: (a) TEM; (b-d) SEM. La caracterización morfológica de las distintas muestras de α-Bi2Mo3O12, calcinadas en el intervalo de temperatura de 250-480oC, se llevó a cabo mediante TEM. Cuando el precursor producto de la coprecipitación se calcinó a 250°C, la fase α-Bi2Mo3O12 obtenida presentó una morfología homogénea de nanoplatos rectangulares, cuyas dimensiones fueron de 50 nm de ancho y 200 nm de largo, tal como observa en los incisos (a-b) de la figura 3. A temperaturas mayores de calcinación, como 300°C, la morfología de las partículas comenzó a cambiar, obteniéndose formas semiesféricas; sin embargo, con el predominio de los platos rectangulares anteriormente descritos (incisos c-d). La presencia de dichas partículas semiesféricas se mantuvo cuando la muestra se calcinó a 400°C (inciso e), no se observó la presencia de los platos rectangulares. Cuando la muestra se calcinó a 480°C, se observó un cambio significativo en la morfología, y aparecieron partículas elipsoides, producto del proceso natural de sinterización del 423 �FOTOCATÁLISIS HETEROGÉNEA COMO HERRAMIENTA TECNOLÓGICA PARA LA PURIFICACIÓN DE AGUAS RESIDUALES óxido cerámico. Asimismo, se encontraron partículas aisladas con tamaños que oscilan entre 500 a 700 nm, que indican la existencia de un paso crítico de sinterización entre 400-480°C. indican la capacidad de los óxidos para absorber en la región visible del espectro electromagnético. El área superficial de las muestras preparadas por coprecipitación se determinó mediante el método BET, con los valores de la isoterma de adsorción-desorción de N2 a su temperatura de ebullición (tabla I). Los valores obtenidos del área superficial entran dentro de los valores típicos reportados para óxidos de metales de transición sintetizados por coprecipitación. Tabla I. Valores de área superficial BET para muestras de γ-Bi2MoO6 y α-Bi2Mo3O12. i\1olibda10 M~IOdo dt" .5íntesis Tem1)era1u rn dr I Art'll Fig. 3. Morfología de α-Bi 2Mo 3O12 preparada mediante coprecipitación y calcinada a (a-b) 250°C; (c-d) 300°C; (e) 400°C; (f) 480°C. De acuerdo a los espectros de reflectancia difusa (DRS) obtenidos, la muestra de γ-Bi2MoO6 preparada por coprecipitación presentó un ligero desplazamiento hacia el azul, con respecto a la muestra del método cerámico tradicional, calculándose valores de Eg de 2.44 eV para el material obtenido por coprecipitación, y de 2.51 eV para la muestra obtenida por el método cerámico tradicional. Con respecto a las distintas muestras obtenidas de α-Bi2Mo3O12, todas presentaron un marcado desplazamiento hacia longitudes de onda más cortas con respecto al material de referencia (700°C). Dicho fenómeno, al igual que en el caso de γ-Bi2MoO6, puede asociarse a pequeñas cantidades de material amorfo presente en el óxido sintetizado, como se ha descrito para otros sisetmas.7 Del análisis de los datos obtenidos se estimaron valores de Eg de 2.74 eV (250ºC), 2.82 eV (300ºC), 2.79 eV (400ºC), 2.77 eV (480ºC) y de 2.45 eV para la muestra de referencia. Todos estos valores, al encontrase por debajo de los 3 eV, 424 s u ¡>erfich1I. Df:T (m'.g" 1) calci n:ició n (" y-lJi, Moo. Estado sólido 550 0.38 y- 1Ji 2MoO6 Coprccípilación 450 2.28 a-lJi,Mo,O 11 Estado sólido 700 0.67 u-Hi, Mo, O ,, oprecipitación 250 7.04 u-lJi,Mo,O 11 Coprccipilación 300 6.92 a -Bi, Mo, o ,, Copreci1)ilación 400 7.08 a-Bi 1 Mo,O 11 Coprccipilación 480 2.56 Mitodo cenimlco 0.i 0.1 0.7 º·' tradiclon ■ I • • • 0.• • • 0.3 0.2 0.1 20 ,o eo 10 Tiempo (minutos) 100 120 100 Fig. 4. Fotodegradación de rodamina B en presencia de γ-Bi2MoO6. La actividad fotocatalítica del molibdato γBi2MoO6 se evaluó mediante la degradación del colorante rodamina B. Los resultados se muestran en la figura 4. A partir de ésta se calcularon las constantes cinéticas, mediante el modelo de Langmuir-Hinshelwood, para una reacción de primer orden, tal como se describe en un trabajo CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �A. MARTÍNEZ DE LA CRUZ, S. A. OBREGÓN ALFARO, E. M. LÓPEZ CUÉLLAR, KAREN H. LOZANO RODRÍGUEZ previo.6 Se observó un notable descenso en el tiempo de vida media del colorante, desde 1386 minutos, cuando se emplea el fotocatalizador sintetizado por estado sólido, hasta sólo 29.4 minutos para el caso en el que se utilizó como fotocatalizador al molibdato sintetizado por coprecipitación. Es evidente que la actividad fotocatalítica del material de coprecipitación fue aproximadamente 47 veces mayor con respecto al material obtenido por el método cerámico tradicional. Dicha diferencia puede explicarse de acuerdo a la síntesis del óxido: mientras el método cerámico tradicional proporciona un material altamente sinterizado y una baja área superficial, la técnica de coprecipitación provee un material de mayor área superficial, con una mayor concentración de sitios activos en su superficie. Las muestras de la fase α-Bi2Mo3O12 obtenidas por coprecipitación presentaron una fuerte interacción con el colorante orgánico, lo que condujo a que un porcentaje importante de moléculas de rhB fueran adsorbidas en la superficie del fotocatalizador. Ante esta situación, fue necesario dar un tratamiento experimental diferente al seguido con γ-Bi2MoO6, con el fin de caracterizar debidamente la actividad fotocatalítica de α-Bi2Mo3O12. Por ello se realizaron experimentos a diferentes concentraciones iniciales del colorante en presencia del semiconductor, bajo condiciones de oscuridad, con el objetivo de evaluar el grado de adsorción en cada muestra calcinada, previo al estudio de su actividad fotocatalítica. En la figura 5 se muestra la evolución de la concentración del colorante rhB en presencia de la fase α-Bi2Mo3O12, sintetizada a diferentes temperaturas, bajo irradiación de luz visible. Como se puede observar en la figura, el proceso puede ser dividirse en tres etapas distintas: (a) dispersión mediante ultrasonido del fotocatalizador en la disolución del colorante bajo condiciones de oscuridad; (b) establecimiento del equilibrio de adsorción-desorción en oscuridad; (c) degradación del colorante bajo luz visible. El equilibrio adsorción- CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 desorción se alcanzó durante los primeros quince minutos de contacto entre el fotocatalizador y la disolución de rodamina B bajo oscuridad. '1EnundHlo dt la .. ,oo -e l.amp,u;a + .,no +e -+- ..aoo ·e ♦ lGO u o.• ,.J a 250 +e -e ~ j :a--a._a u o.,. !! m, =: s ~1 Q. ~ 0.2 '9 tª "'o . "'t! ~ 1(1 40 'ª 'º 100 120 '"º \ llj,0- "º :200 :220 2•0 Tiempo de irradiación (minutos) Fig. 5. Fotodegradación de rodamina B en presencia de α-Bi2Mo3O12 obtenido por coprecipitación. En general, todas las muestras fueron capaces de degradar rhB; sin embargo, esto ocurrió a diferentes velocidades. La muestra calcinada a 250°C presentó el efecto más marcado, necesitó sólo 80 minutos de irradiación de luz visible para la completa decoloración de la solución, en comparación con aproximadamente 240 minutos que necesitó la muestra calcinada a 480°C para llegar al mismo punto. Con el fin de determinar el grado de mineralización de rhB, por acción de los molibdatos propuestos, se realizaron experimentos para determinar el grado de carbón orgánico total (TOC) de muestras con distintos tiempos de irradiación de luz visible. Especial énfasis se puso en el uso de γ-Bi2MoO6 como fotocatalizador, ya que éste presentó una mejor actividad fotocatalítica que α-Bi2Mo3O12, además de no presentar un fenómeno de adsorción de colorante considerable, como para dificultar la interpretación de resultados. De acuerdo a los resultados obtenidos, el grado de mineralización del colorante fue alrededor de 85.7% a 100 horas de irradiación con luz visible. Estos valores nos dan la certeza que ocurre la mineralización de rodamina B a CO2 y H2O, al utilizar el semiconductor γ-Bi2MoO6. 425 �FOTOCATÁLISIS HETEROGÉNEA COMO HERRAMIENTA TECNOLÓGICA PARA LA PURIFICACIÓN DE AGUAS RESIDUALES Para la deposición de película delgada se eligió el fotocatalizador γ-Bi2MoO6, dada su mayor actividad fotocatalítica con respecto α-Bi2Mo3O12. El depósito del molibdato γ-Bi2MoO6 se realizó al colocar rejillas de cobre y placas de vidrio dentro del sistema de evaporación térmica. En particular, la recolección de partículas sobre una rejilla de cobre tuvo el propósito de conocer su naturaleza y morfología mediante TEM y SEM. La figura 6(a) muestra una micrografía por TEM de las partículas depositadas sobre una rejilla de Cu con película de Fomvar. En la imagen se pueden observar partículas redondas de entre 12 y 17 nm de diámetro, así como la presencia de nanopartículas más pequeñas, con diámetro alrededor de 3 nm, con apariencia de puntos. b) a) ~ · ..,211 :z"o,;;; e) d) MolA 101 B la ,........_ _ a:;.::tl;.&.._"'~'",' ~.,,. -· _.... ~,¡,. 100:::-.0·002 - • 311 ,r - ""- 310 Fig. 6. Imagen tomada por TEM y difracción de electrones de partículas depositadas sobre rejilla de Cu. Al realizar una difracción de electrones en toda la imagen, se obtiene un patrón de difracción en forma de anillos como el que se muestra en la figura 6(b). Una difracción en forma de anillos indica que existen cristales, en este caso nanopartículas mucho más pequeñas que el diámetro del haz con el que se realiza la difracción. Además, 426 estos anillos pudieron ser fácilmente indexados con los planos (110) y (211) de la estructura bcc del Mo. Cuando el diámetro del haz se redujo a los 5 nm para alcanzar condiciones de nanodifracción, se obtuvo un patrón de spots, como el que se muestra en la figura 6(c). Esta prueba de nanodifracción fue dirigida sobre la partícula que se encuentra en el centro de la imagen, con la finalidad de obtener su estructura cristalina, pero, como se puede apreciar, durante la prueba posiblemente se alcanza el dominio de otro cristal, ya que se aprecia una difracción con una segunda orientación. La indexación de estos spots correspondió a los planos de la estructura hexagonal del Bi. De acuerdo a lo anterior, el análisis por TEM indica que la evaporación de γ-Bi2MoO6 dentro de la cámara es acompañada por una descomposición en sus correspondientes elementos metálicos, como se describe en la siguiente ecuación: y-B1.2MOO6 02B"10 (g) P:: -> Transcurrido este proceso, las nanopartículas de ambos elementos se depositan en el sustrato en su forma metálica. De acuerdo a la difracción de electrones, las nanopartículas de mayor dimensión corresponden al Bi, mientras que las de Mo son más pequeñas con apariencia de puntos discretos. La figura 7(b) muestra la apariencia física de la película depositada en el sustrato de vidrio. La película mostró una coloración negra de aspecto metálico, lo que concuerda con los resultados obtenidos por TEM, que indican la presencia de un depósito metálico. La película metálica se trató térmicamente, a 550ºC por 4 h en aire, con el propósito de formar el molibdato γ-Bi2MoO6 por captura de oxígeno atmosférico. El resultado de este proceso fue un remarcado cambio en la coloración de la película, de negro a amarillo pálido (figura 7(c)). El color desarrollado por la película fue similar al color característico de γ-Bi2MoO6 en forma policristalina. Para fines comparativos CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �A. MARTÍNEZ DE LA CRUZ, S. A. OBREGÓN ALFARO, E. M. LÓPEZ CUÉLLAR, KAREN H. LOZANO RODRÍGUEZ se incluye, en la figura 7(a), la apariencia física del sustrato de vidrio sin depósito de material. La formación de γ-Bi2MoO6 por tratamiento térmico se confirmó por difracción de rayos-X. (a) (b) (e) Lo anterior indica que es necesaria la combinación fotocatalizador/radiación visible para eliminar al colorante orgánico. Este hecho es de notable relevancia desde un punto de vista práctico. Tener un sistema para purificar agua con base en el uso de una película de fotocatalizador permitirá eliminar el costoso proceso de remoción del mismo, una vez transcurrido el proceso de eliminación de contaminantes. Puesto que, en parte, la actividad fotocatalítica del óxido está en función de su tamaño de partícula, su separación del medio acuoso representa un reto mayor. Más aún, obtener un fotocatalizador en forma de película permite su aplicación no sólo en medio acuoso, sino para sistemas de purificación de aire para la eliminación de NOx y compuestos orgánicos volátiles. a) Fig. 7. Sustrato de vidrio utilizado para el depósito de película mediante evaporación térmica de γ-Bi2MoO6. La actividad fotocatalítica de la película delgada de γ-Bi2MoO6 se evaluó mediante la degradación de una película de rhB depositada sobre la superficie del fotocatalizador. Para este fin se depositó rhB en forma de película sobre la superficie del fotocatalizador. La figura 8 muestra la evolución temporal de la coloración de la película de rhB depositada sobre el fotocatalizador, cuando ésta fue expuesta a la fuente de radiación visible. Como puede observarse en la figura 8(a), el color de la rhB experimenta un importante descenso en su intensidad en 2 h de exposición a la radiación visible, y prácticamente se alcanza una decoloración total, luego de 6 h. Un experimento similar se realizó en ausencia de la película del fotocatalizador, a manera de referencia. La figura 8(b) muestra para este caso un blanqueamiento lento de la película de rhB, debido a un proceso de fotólisis del colorante. No obstante, el color rosa característico de la rhB permaneció aun después de 32 h de exposición a la radiación visible. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 2h 6h 10h b) 10h 32h Fig. 8. Evolución temporal de la coloración de una película de rhB bajo irradiación de luz visible sobre la superficie del fotocatalizador a), y sobre un sustrato de vidrio b). 427 �FOTOCATÁLISIS HETEROGÉNEA COMO HERRAMIENTA TECNOLÓGICA PARA LA PURIFICACIÓN DE AGUAS RESIDUALES Conclusiones El trabajo presentado comprende un estudio sobre la actividad fotocatalítica de molibdatos de bismuto para la remoción de contaminantes orgánicos en medio acuoso por acción de radiación visible. El estudio comprende, desde una exploración del diagrama de fases Bi2O3-MoO3 para la elección de los molibdatos a probar en función de sus propiedades físicas, la detección de actividad fotocatalítica en los mismos. Pasando por una potenciación de dicha actividad por la preparación de los óxidos por rutas alternas de síntesis, hasta la aplicación del mejor fotocatalizador en forma de película delgada; con miras a una aplicación tecnológica a mediano plazo. Lo anterior nos permite tener un panorama global de las capacidades de los molibdatos γ-Bi 2 MoO 6 y α-Bi2Mo3O12 para determinar la viabilidad de su real aplicación en dispositivos purificadores de agua e incluso de aire. El presente trabajo de investigación busca contribuir al desarrollo del conocimiento científico del área y, más allá de experimentos modelo de laboratorio, dar un paso hacia la aplicación tecnológica en película delgada. Para este propósito se eligió al fotocatalizador γ-Bi2MoO6, dada su mayor actividad fotocatalítica con respecto α-Bi2Mo3O12. Los resultados mostraron una retención de la actividad fotocatalítica del óxido cuando éste se depositó en forma de película en un sustrato de vidrio. Resumen Los molibdatos γ-Bi2MoO6 y α-Bi2Mo3O12 fueron sintetizados por coprecipitación y probados como fotocatalizadores para la degradación de rodamina B, bajo radiación visible. El grado de mineralización alcanzado fue de 85.7%, luego de 100 h de irradiación, cuando se utilizó γ-Bi2MoO6 como fotocatalizador. En una segunda parte del trabajo se formó película delgada de γ-Bi2MoO6 mediante un proceso secuencial de evaporación/descompo- sición del óxido en un sistema de evaporación térmica (TES). La película delgada de γ-Bi2MoO6 mostró actividad fotocatalítica para la degradación de rodamina B bajo radiación de luz visible. Palabras clave: Fotocatálisis heterogénea, γBi2MoO6, α-Bi2Mo3O12, Molibdatos, Película delgada. Abstract γ-Bi2MoO6 and α-Bi 2Mo 3O12 Bi 2Mo3O12 were synthesized by the coprecipitation method and tested as photocatalysts for the degradation of rhodamine B under visible light irradiation. The degree of mineralization reached after 100 h of irradiation was 85.7% for rhB when γ-Bi2MoO6 was used as photocatalyst. In a second part of the work, thin films of γ-Bi2MoO6 were formed by a decomposition/evaporation sequential process in a Thermal Evaporation System (TES). Thin films of γ-Bi2MoO6 showed photocatalytic activity for the degradation of rhodamine B under visible light irradiation. Keywords: Heterogeneous photocatalysis, γBi2MoO6, α-Bi2Mo3O12, Molybdates, Thin film. Agradecimientos Agradecemos al Conacyt por su apoyo a este trabajo de investigación, a través del proyecto 81546, y a la UANL, por el apoyo del proyecto Paicyt 2008. Referencias 1. Z. Ding, G.Q. Lu, P.F. Greenfield, Role of the crystallite phase of TiO2 in heterogeneous photocatalysis for phenol oxidation in water, J. Phys. Chem. B 104 (2000) 4815-4820. 2. C. H. Huang, I-K. Wang, Y-M. Lin, Y-H. Tseng, C-M. Lud, Visible light photocatalytic degradation of nitric oxides on PtOx-modified m- ____________________ 428 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 �A. MARTÍNEZ DE LA CRUZ, S. A. OBREGÓN ALFARO, E. M. LÓPEZ CUÉLLAR, KAREN H. LOZANO RODRÍGUEZ TiO2 via sol-gel and impregnation method, J. Mol. Catal. A: Chem. 316 (2010) 163-170. 3. Q. Xu, D. V. Wellia, M. Alam Sk, K. H. Lim, J. S. C. Loo, D. W. Liao, R. Amal, T. T. Y. Tan, Transparent visible light activated C-N-Fcodoped TiO 2 films for self-cleaning applications, J. Photoch. Photobio. A 210 (2010) 181-187. 4. L. Dapeng, Q. Jiuhui, The progress of catalytic technologies in water purification: A review, J. Environ. Sci. 21(2009) 713-719. 5. A. Martínez-de la Cruz, S. Obregón Alfaro, Synthesis and characterization of γ-Bi2MoO6 prepared by co-precipitation: photoassisted degradation of organic dyes under Visirradiation, J. Mol. Catal. A: Chem. 320 (2010) 85-91. 6. S. Obregón Alfaro. Síntesis y caracterización de nanopartículas de óxidos de los sistemas Bi2O3-MoO3 y Bi2O3-WO3 para la degradación fotocatalítica de contaminantes orgánicos bajo luz visible. Tesis de maestría, FIME-UANL (2009). 7. B. Ohtani. (2008). Preparing articles on photocatalysis, Catal. Lett. 37 (2008) 217-229. Recibido: 01 agosto 10 Aceptado: 01 septiembre 10 r.m- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE - DICIEMBRE 2010 429 �Premio de Investigación UANL 2010 CIENCIAS NATURALES Entrevista a la doctora Noemí Waksman de Torres ESPERANZA ARMENDÁRIZ P ara la Dra. Noemí Waksman, el 15 de septiembre es una fecha muy especial: el Dr. Alfredo Piñeyro, entonces rector de la UANL, la recibió en su oficina (la misma que hoy ocupa como responsable del Departamento de Química Analítica) y le ofreció empleo como profesora-investigadora de la Facultad de Medicina, es decir, en su equipo de trabajo. De ese memorable acontecimiento han pasado 30 años. Ella, al igual que el doctor Piñeyro López, realiza investigación enfocada al estudio de las plantas. Un trabajo en torno a la Turnera difusa (damiana) la hizo ganadora del Premio de Investigación UANL 2010. Hoy, la académica argentina, naturalizada mexicana, reconoce que la fitoterapia debe explotarse más en México, ya que es un país con una gran variedad de especies y con amplia tradición en plantas medicinales. "Debería haber más investigación en torno a la fitoterapia, pero hay una idea equivocada: durante muchos años se consideró que la fitoterapia es la terapia de los pobres, de los incultos, de los ignorantes, y eso es un error, porque resulta que los países del pri- 430 mer mundo reiniciaron hace algunas décadas el uso de los preparados herbales, cuando se dieron cuenta de que las medicinas de patente no les resolvían todos los problemas", alertó. El estudio que la hizo ganadora del Premio de Investigación UANL, ¿de qué trata? Trabajamos con plantas de la zona que tengan alguna actividad farmacológica y, en particular, nos interesa mucho impulsar la fitoterapia, es decir, el tratamiento con las plantas; pero para que la fitoterapia sea usada de una forma racional se requiere estandarizar los extractos de las plantas, porque sabemos que no siempre producen los mismos metabolitos, depende de la época del año y del lugar de recolección. Para que el efecto de un extracto sea reproducible debe tener una composición semejante cada vez que se usa; es muy difícil estandarizar un extracto, pero la Organización Mundial de la Salud y otras organizaciones internacionales han aceptado varias formas de estanda- CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE-DICIEMBRE 2010 �ESPERANZA ARMENDÁRIZ rizarlo. Nosotros empezamos por una planta de la región: la damiana, una planta con muchos usos: padecimientos hepáticos, ansiolítico, control de peso, quizá el más conocido es el de afrodisíaco, entre otros. ¿Cuál es el alcance de esta investigación? La planta se vende en el mercado, la gente la conoce y la usa; sin embargo, no hay ningún método para evaluar la calidad del producto. Nosotros propusimos hacer un desarrollo analítico integral, tratando de aislar algún compuesto de la planta que pudiera ser responsable de su actividad; evaluamos la actividad antioxidante; desarrollamos un método analítico con este compuesto, fue la primera parte del estudio. El Dr. Jonathan Pérez logró aislar un flavonoide Cglicosilado, un compuesto de las plantas con una actividad antioxidante, con una característica muy particular: el glicósido, en lugar de estar unido a oxígeno, lo está al carbono, algo que no es tan común. Observamos que tenía una actividad importante, eso se determinó, se aisló, se estableció su tipo de estructura, analizando siempre plantas de nuestro y de otros estados, productos comerciales, observamos que este flavonoide es un componente que está siempre en los ejemplares de la damiana, en mayor o menos proporción. Además, no se ha aislado de ningún otro organismo vegetal hasta ahora; entonces, cumple con todas las condiciones para ser un marcador de la planta: si tiene este compuesto, entonces es damiana. La otra fase del proyecto es comprobar qué concentración de compuestos debe tener la planta para que sea activa. Desarrollamos un método analítico por cromatografía de líquidos de alta resolución, que nos permite cuantificar la cantidad de este flavonoide en los productos que contienen la damiana, es el primer método analítico reportado para los extractos de esta planta. Esto nos interesa porque teniendo un método analítico para obtener extractos estandarizados, se pueden hacer pruebas clínicas para validar la información popular que hay, pero si el extracto no está estandarizado, no se pueden hacer pruebas clínicas porque no se trabaja con un producto uniforme. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE-DICIEMBRE 2010 Otro proyecto en esta misma línea estuvo a cargo de la Dra. Aurora Garza, quien, a través de un desarrollo analítico, logró la huella dactilar de la planta, que se puede hacer por cromatografía o por espectroscopia. Ella descifró la huella dactilar o identidad química de la Damiana, es decir, identificó doce componentes que siempre están presentes en todos los ejemplares de la planta que analizamos (cerca de cien), pero hay un tercer paso: observar si hay una relación entre la identidad química y la actividad biológica. Básicamente, son los tres trabajos en los cuales vamos avanzando. Hemos recolectado plantas durante varias épocas del año y hemos observado una relación interesante entre la capacidad antioxidante y la época de cosecha. ¿Cuánto tiempo tiene con esta investigación? Empezamos hace cuatro años, nos interesa mucho esta planta; y en un proyecto en colaboración con la Dra. Paula Cordero, de la Unidad de Hígado, se observó que la Damiana parece tener muy buena actividad hepatoprotectora, entonces su potencial va más allá de la capacidad antioxidante, habría que explorar la capacidad hepatoprotectora también. Necesitamos seguir con más pruebas clínicas y para eso se requieren extractos estandarizados, el desarrollo que ya hicimos con esta planta debemos continuarlo con otras; somos un grupo de gente que trabaja con productos naturales, quienes hacen la química analítica, la quimiometría, que es la aplicación de modelos matemáticos a la química. ¿En qué etapa se encuentra el estudio de la damiana? Esto continúa, son tipos de trabajo en los que se logra una meta y un objetivo, pero se plantean otros. Entonces, continuamos con la misma damiana, pero ahora queremos sacar huellas espectroscópicas, y empezar a trabajar con otras plantas. Con la misma Damiana queremos estandarizar los aceites esenciales que pudieran ser muy útiles. 431 11 �ENTREVISTA A LA DOCTORA ¿Qué tanto se estudia la fitoterapia en México? Creo que la fitoterapia debería de investigarse más, porque la biodiversidad de México es infinita, somos uno de los países con más variedad de plantas; y de plantas medicinales no se diga: hay mucha tradición, sí se investiga, algunos grupos trabajan en esto, pero, considerando el potencial que tiene México, son muy pocos. ¿Cuáles han sido sus líneas de investigación? Trabajo en la Universidad desde 1980, durante 20 años trabajé con el Dr. Piñeyro en el Departamento de Farmacología, y desde hace diez estoy en la jefatura del Departamento de Química Analítica. He trabajado con productos naturales desde que inicié mi tesis. Al llegar a esta casa de estudios desarrollé mucha investigación acerca de la Karwinskia, una planta muy abundante en esta zona, de la que si se comen sus frutos produce parálisis, porque es tóxica. Con el doctor Piñeyro realizamos muchos estudios y logramos aislar un agente anticanceroso de dicha planta. Hubo gran interés en esa planta, trabajamos muchos años con ella, realizamos varias tesis, muchas publicaciones y recibimos diversos premios; digamos: un periodo muy rico desde el punto de vista académico, de formaciones de recursos humanos e información hecha pública; en particular los recursos humanos formados hacen posible ahora la realización de otros proyectos como el que ahora mereció el premio. ¿Qué tanto se trabaja a las plantas como objeto de investigación? Ahora varios grupos trabajan con productos naturales: m 432 NOEMÍ WAKSMAN DE TORRES hay grupos en Biología y en Química que trabajan con productos naturales, está creciendo el interés, y qué bueno que sucede, porque definitivamente es un recurso nuestro que debemos explotar. ¿Cómo llega a la Universidad Autónoma de Nuevo León? Precisamente hoy (15 de septiembre de 2010) se cumplen 30 años de que me recibió el Dr. Piñeyro, quien era rector en ese momento, para entrevistarme, me ofreció empleo como profesora-investigadora del Departamento de Farmacología de la Facultad de Medicina, área que él dirigía. La vida nos lleva por caminos diversos, y agradezco a la vida que así haya sido, he trabajado muy a gusto aquí en la Universidad y, en general, he tenido mucho libertad para realizar mi labor. Pero además de académica e investigadora ha ocupado cargos públicos, ¿es así? Sí. Estuve al frente de la Academia Mexicana de Ciencias en la región noreste, hace cuatro años, y además fui presidenta de la Sociedad Química de México, y ahora estoy como titular de este departamento (Química Analítica). ¿Qué le ha dejado la labor de investigadora? Mucha satisfacción: poder desentrañar los secretos de la naturaleza, meternos adentro, sacar esa información y hacerla pública es poner nuestro granito de arena y por poquito que sea, uno sabe que está contribuyendo en el avance de la ciencia. Me ha dejado muchos hijos académicos, y con todos ellos sigo teniendo muy buena relación, me siguen considerando una persona de referencia; entonces, es una gran satisfacción. Por nada del mundo cambiaría lo que soy. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE-DICIEMBRE 2010 �Premio de Investigación UANL 2010 CIENCIAS SOCIALES Entrevista al doctor Erick Rangel González JESSICA I. BALDERAS SALAZAR anador de entre un total de 18 contendientes en la rama de Ciencias Sociales, el grupo encabezado por el Dr. Erick Rangel González, e integrado por la Dra. Joana C. Chapa Cantú, el Dr. Ernesto Aguayo Téllez y la Lic. Nelly C. Ramírez Grimaldo, logró atraer la atención de los jueces con un trabajo considerado herramienta sumamente útil para comprender las relaciones intersectoriales de los diferentes agentes de una economía, mismo que permite analizar la generación y redistribución que ofrece. Todos, recalcan, realizan este tipo de estudios indagatorios, colaborando de tiempo completo en el Centro de Investigaciones Económicas, donde el Dr. Erick Rangel González es el director. Dan clases en la facultad, pero, sobre todo, están muy interesados en la investigación, ya que son integrantes del SNI; este G CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE-DICIEMBRE 2010 año el centro cumple 50 años desde su fundación, y les complace mucho celebrar de esta manera. ¿De qué trata este trabajo? Como su nombre lo indica, nosotros elaboramos una matriz de contabilidad social en México para 2004, que permite analizar la estructura productiva que hay en nuestro país; pero no solamente la estructura productiva, sino la de otros sectores de la economía. A través de ésta, podemos ver cuál es el papel del gobierno, el de las familias, el papel que juega el sector externo en nuestro país, y darnos cuenta de la ventaja que tenemos en relación a una gran segregación por el lado de las familias, que tenemos diez tipos de hogares, desde los que están en los niveles de pobreza hasta los más ricos en ingresos. Percibimos cómo inyecciones externas de in- 433 m �ENTREVISTA AL DOCTOR greso afectan la redistribución de los mismos, en este caso analizando la redistribución del ingreso entre los diferentes tipos de hogares, además podemos ver la estructura productiva. Percibimos la importancia de cada uno de los sectores productivos en nuestro país y la eficiencia del gobierno. Por ejemplo, la matriz también tiene la bondad de permitir evaluar diferentes tipos de políticas gubernamentales, como la aplicación de tasas impositivas, y muestra, entre otras cosas, cuál es el efecto sobre la distribución del ingreso o sobre la producción, etc. ¿Cómo nace la idea de comenzar con esta investigación? Surgió, principalmente, porque ya en una ocasión habíamos realizado una matriz de contabilidad social para el estado de Nuevo León, un trabajo para el gobierno del estado; a raíz de ésta se pensó en hacer una para 2004, y nació esta idea de las remesas. Ya se había hecho otro tipo de estudios para otro tipo de política, pero principalmente de ahí nació este proyecto. ¿Hace cuánto se hizo este trabajo para el gobierno? En 2007, y de ahí comenzamos; teníamos trabajos previos de matrices de contabilidad social, pero nos interesamos en llevar a cabo algo más profundo, donde pudiéramos abarcar otras cosas y, sobre todo, actualizar la información para 2004. ¿El gobierno los buscó o ustedes ofrecieron este proyecto? Sí, efectivamente el gobierno del estado nos contrató, específicamente el Consejo de Desarrollo Social, para elaborar una investigación acerca de cuál era el efecto en los diferentes tipos de hogares en nuestro estado, en la estructura productiva, etc. De ahí decidimos como equipo científico ampliar o aplicar la misma metodología a nivel nacional, y en este caso ya no fue financiado por el gobierno. Lo enviamos a la revista Estudios Económicos, que lo publicó, lo cual nos dio reconocimiento, pues es una publicación interesada para el Conacyt. En aquel tiempo, el Consejo de Desarrollo Social lanzó una convocatoria sobre trabajos de investigación y en la m 434 ERICK RANGEL GONZÁLEZ Facultad de Economía varios aplicamos, logramos que cinco trabajos fueran aprobados y nos otorgaran becas. ¿Qué tan importante o relevante es este tipo de trabajos? Una matriz de contabilidad social tiene una cantidad inmensa de aplicaciones, en el artículo que publicamos hicimos, a manera de ejemplo, una aplicación de las remesas, cómo afectan. Este tipo de investigaciones hacen que el lector entienda de manera simple la variedad de aplicaciones que tiene, siguiendo la estructura de remesas que recibe la gente en México por los ingresos. Cuánta cantidad de remesas recibe la gente más rica y cuánta la gente más pobre, la gente de clase media. Luego vimos el impacto del dinero adicional en la economía general, pues no se trata nada más de ver si son los pobres o los ricos quienes reciben remesas o son quienes envían gente a Estados Unidos y envíen remesas, sino más o menos es la clase media pobre, pero no es ahí a donde llega el papel de esta matriz de contabilidad social y este artículo de investigación, sino una vez que esa gente tiene el dinero, ¿qué hace con él? Lo gasta en la carnicería, la mueblería, la industria de la construcción o la industria agropecuaria, y genera un proceso multiplicador que después va a diferentes industrias y pasa al panadero, quien con ese dinero compra en otras áreas, esto genera un proceso y al final regresa a diferentes tipos de familias, por lo que vemos que esos aproximadamente 150 mil millones de dólares que llegan al año a México, ¿a quiénes benefician más? Se ha encontrado que no es tanto a la clase pobre, ya que se distribuye más en toda la población, beneficiando a las diversas clases sociales, ligeramente más a la clase media alta. Eso fue lo que encontramos, dando un bonito ejemplo de la utilidad de esta matriz que puede usarse para medir programas de transferencia de gobierno, como oportunidades y apoyo al adulto mayor, una de las necesidades del Consejo de Desarrollo Social, que nos pidió, así como otro tipo de política como impuestos o como gasto de gobierno, apoyo a las empresas, a la mediana y pequeña empresa. Otros investigadores nos han solicitado la matriz para evaluar otros proyectos o programas, y de esta manera se difunde esta matriz y su producción. Esta clase de matrices son la base para encontrar el equilibrio en la CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE-DICIEMBRE 2010 �JESSICA I. BALDERAS SALAZAR economía y de hacer predicciones acerca del consumo, la inversión, el gasto del gobierno, las exportaciones, el tipo de cambio, etc. Esta matriz se utiliza como base de otros modelos, y es otra de las utilidades obtenidas. ¿Cuáles fueron los resultados imperantes de este estudio? Uno, la publicación de una matriz de contabilidad social que puede usarse para diferentes análisis y en diferentes investigaciones, es una materia que se vuelve pública, y cualquier investigador que desee trabajar en ella solamente la tiene que solicitar y nosotros se la proporcionamos, aunque en la publicación viene a manera de resumen. Por otro lado, el ejercicio que se hizo es el efecto de las remesas, ya que es un ejemplo del día (dinero que mandan los mexicanos que viven en el extranjero a sus familias en México), con ese dinero las familias toman decisiones de compras diferentes. Vale la pena mencionar que se hizo otro estudio con esta metodología sobre el programa oportunidades: cuál es el efecto sobre la economía en general, cuál es redistribución que genera ese dinero adicional que se gasta, cómo impacta de nuevo a los diferentes sectores. Asimismo, no queremos dejar pasar la oportunidad de mencionar el proyecto de estudiar el efecto del incremento de 1% de IVA sobre la pobreza en México, y otros más. ¿De qué manera se llevan a cabo este tipo de investigaciones?, ¿cómo se inicia?, ¿cómo avanza? Principalmente, hay que formar la matriz de contabilidad social, se requiere mucha información, y en este caso se tomó de la encuesta nacional de ingreso-gasto de 2004 que publicó el INEGI, los censos económicos, el sistema de cuentas nacionales de México, también publicados por el INEGI, y una matriz de producto publicada en 2000, además de una actualización en 2004. La principal tarea es armar la matriz, ya con esta base se puede pensar en qué tipo de análisis hacer: si de distribución de ingresos o de multiplicadores, y se aplica a muchos tipos de políticas; lo primero es tener bien claro las políticas públicas se analizarán, o las características de las políticas públicas. En nuestro caso, nos interesa analizar políticas dirigidas a mejorar a los más pobres, o políticas que afecten el ingreso de la gen- CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE-DICIEMBRE 2010 te, y depende si son pobres, ricos o de clase media. Después, necesitamos una base de datos que refleje el ingreso de la gente según su estatus económico, ya con la información que requeríamos nos damos cuenta de a qué nivel de segregación deberemos manejar las cuentas de ingreso-hogar. Este tipo de matrices en una investigación engloba todas las relaciones que hay entre las empresas, las familias, el gobierno, el sector externo; se requiere muchísima información; trabajamos con cuentas de producción, con la encuesta ingreso-gasto de los hogares, estadísticas de finanzas públicas del gobierno, con estadísticas de importaciones y exportaciones. Primero se agarra la parte productiva, y luego se agregan las relaciones de los hogares con la parte productiva del gobierno, con la parte productiva del sector externo, y así se forma la base de datos. Finalmente, lo que se tiene que hacer se llama matriz de contabilidad social, la cual debe cuadrar contablemente, los recursos deben ser iguales a los gastos. Entonces, hay que estar bien seguro de que los ingresos de las familias sean iguales a su gasto, que el ingreso de las empresas sea igual a su gasto, y así cada uno de los actores en una economía. ¿Cuánto tiempo les llevó concluir esta investigación? Inicialmente, para construir la matriz, fue un año, y para que se publicara dos años, dos años y medio. Fue muchísimo trabajo: primero construirla, validarla y después hacer todo el ejercicio; en este caso estábamos interesados en qué efecto tenían las remesas, por la importancia que tomaron en esta década para el ingreso de las personas pobres en México. ¿Cómo se forma el equipo que ganó este Premio de Investigación? Nos conocemos desde hace muchos años, fuimos compañeros cuando estudiamos la licenciatura en la Facultad de Economía de la UANL; nos conocemos como personas responsables, trabajadores, cumplidos, empeñosos, y confiamos los unos en los otros, ahora somos compañeros de trabajo. Empezó desde que la Dra. Joana C. Chapa Cantú estudiaba el doctorado, las matrices multisectoriales han 435 11 �ENTREVISTA AL DOCTOR atraído durante ya casi doce años su atención y con el apoyo de compañeros inteligentes que pueden aportar muchísimo formamos un grupo de trabajo en el que todos colaboramos, y se concluye con una investigación muy rica. Esto recalca la importancia de trabajar en equipo, todos con lo mejor de cada uno y con su experiencia en áreas de economía en diferentes vertientes, lo que ayuda a crear una investigación más sólida. ¿Qué significa haber obtenido este logro? Realmente hemos trabajado muy duro durante más de cuatro años, y es una manera de recompensarnos por el esfuerzo, la verdad se siente muy bien, que reconozcan la dedicación, ya que trabajamos durante largas horas, inclusive durante el embarazo, y nos quedábamos hasta tarde trabajando en los resultados. Actualmente trabajamos en otros proyectos de investigación, ya que tenemos la base de datos hay que explotarla. Se ha trabajado en modelos de equilibrio 436 ERICK RANGEL GONZÁLEZ general y para hacer otros más complicados que reflejan cómo funciona una economía y analizar qué pasa en la economía cuando se incrementa el ISR, o qué va a pasar si se elimina el ISR y queda nada más el IETU, nos da una información mucho más fina de los efectos que genera esta política. En este tipo de proyectos trabajamos, hay una investigación muy interesante del efecto en la economía en el precio de los granos, que hemos estado ahondando. Además, hemos tenido pláticas acerca de llevar a cabo proyectos de políticas públicas, por ejemplo, ya hemos trabajado con la matriz de contabilidad central de Nuevo León, específicamente donde hicimos una aplicación interesante para determinar qué sectores productivos sería importante apoyar para que los pobres incrementaran su ingreso y mejoraran su condición. Estamos muy contentos de haber logrado este premio, fue un trabajo muy extenso y mucho el tiempo que le dedicamos. Entonces, sabe muy bien que se nos valore y recibir este honor. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE-DICIEMBRE 2010 �Premio de Investigación UANL 2010 HUMANIDADES Entrevista a la doctora María Elena Villarreal González JESSICA BALDERAS G anadores en el área de Humanidades, la Dra. María Elena Villarreal González y su equipo de investigadores, en el que participan los doctores Juan Carlos Sánchez Sosa y Gonzalo Musitu Ochoa, lograron vencer a sus ocho contendientes. La Dra. Villarreal González y el Dr. Sánchez Sosa son miembros de la Facultad de Psicología y del Centro de Investigación y desarrollo en Ciencias del Salud (CIDCS) de la UANL, mientras que el Dr. Musitu es catedrático e investigador del Departamento de Psicología Social de la Universidad Pablo de Olavide, Sevilla, España. Los ganadores trabajan en temas relacionados con la adolescencia y su calidad de vida, además son docentes y ofrecen programas preventivos para fomentar la convivencia en el aula y la integración social de los alumnos. Todo esto gracias al apoyo del director de la Facultad de Psicología, el maestro José Armando Peña Moreno. Los investigadores tuvieron como objetivo proponer un modelo explicativo de la violencia escolar. En función de variables contextuales (familia, escuela y co- CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE-DICIEMBRE 2010 munidad) y variables psicológicas como la autoestima social y el malestar psicológico (estrés percibido y sintomatología depresiva), lograron hallazgos como la existencia de una relación indirecta entre las variables familiares, escolares y comunitarias con la conducta violenta en el aula, la cual está mediada, a su vez, por las variables psicológicas de autoestima social y malestar psicológico (sintomatología depresiva y estrés percibido). Éstas últimas tienen un efecto directo y significativo con la violencia escolar. Reiteraron que es un tema muy delicado, por lo que existen hasta el momento pocos trabajos de investigación, a pesar de los altos índices en este rubro, tanto a nivel primaria y secundaria como preparatoria. ¿Cómo se lleva a cabo este trabajo? En secundarias y preparatorias locales, con una muestra de 1285 alumnos, en el cual nuestro objetivo fue presentar un modelo predictivo de la violencia escolar en adolescentes, contemplando variables tanto familia- 437 m �ENTREVISTA A LA DOCTORA MARÍA ELENA VILLARREAL GONZÁLEZ res, escolares, sociales y de igual forma variables personales. Esta investigación es muy interesante, ya que regularmente se encuentran en los trabajos que se contempla estudiar de forma aislada las variables antes mencionadas, por lo que nos dimos a la tarea de incluirlas todas, en su conjunto, y proponer un modelo predictivo de violencia escolar en adolescentes. Las variables personales que estudiamos fueron la autoestima social y el malestar psicológico, éste último conformado por sintomatología depresiva y estrés percibido. La realidad es que hay estudios que han analizado la autoestima, pero de una forma global, en donde se recae en que quienes tienen mayor autoestima son los que menos se implican en conductas violentas, pero en el estudio con una separación como lo hicimos nosotros, encontramos que esta autoestima social juega un papel muy importante en la implicación de actos violentos, es decir, aquellos alumnos que tienen alta autoestima social son los que más se implican en actos violentos, ¿por qué? Todas las investigaciones que hemos analizado, realizadas en diversas partes del mundo, contemplan que esa autoestima social hace que los jóvenes que se implican es estas conductas se sientan muy queridos, muy valorados por sus compañeros e inclusive motivados por éstos para a emitir este tipo de actos violentos, lo que nos da una relación muy interesante, y produce mucha incertidumbre en colegas. Les hacemos la observación de algo muy común que está sucediendo actualmente: hasta los mismos compañeros toman video y lo suben a Internet, como una manera de festejar su actitud violenta. Ante esto, una de las líneas que tendremos que seguir investigando a fondo es este papel, un tanto oscuro, que juega la autoestima social, ya que una elevada autoestima social indica un mayor riego de implicarse en conductas violentas, que para muchos jóvenes es fundamentalmente social, ya que le hace que sea mejor aceptado en el grupo de amigos. Entonces, ¿cuándo ustedes se refieren a la violencia escolar, esto es encaminado a la actitud violenta de los estudiantes? Más que las actitudes, valoramos todos los escenarios en los cuales el joven se relaciona o se desenvuelve, como el contexto familiar, escolar y social, así como las De izquierda a derecha: Dr. Juan Carlos Sánchez Sosa, Dra. María Villarreal, Dr. Jesús Ancer y Dr. Gonzalo Musitu. 438 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE-DICIEMBRE 2010 �JESSICA BALDERAS variables personales de la autoestima y el malestar psicológico, esto vuelve más beneficioso este trabajo. En este estudio se demostró que tanto la autoestima social como el malestar psicológico tienen injerencia directa con la violencia escolar. Es decir, aquellos jóvenes que presentan altos índices de autoestima social y malestar psicológico se involucran más fácilmente en las conductas violentas. Ahora bien, en relación al escenario escolar, la bibliografía existente nos dice que la escuela representa un contexto de protección donde los jóvenes tienen menores probabilidades de involucrarse en conductas violentas, pero hemos corroborado que esto no sucede así, puesto que cuando los jóvenes tienen bajas expectativas académicas, bajo rendimiento y poca implicación escolar, se involucran más fácilmente en actos violentos que aquellos alumnos con mejores niveles académicos y deseos de seguir una carrera. Ante estos hallazgos es conveniente tener mucho cuidado sobre qué sucede en el contexto escolar para que de algún modo los jóvenes se involucren en actos violentos. Claro, influyen las variables que acabamos de mencionar, pero las políticas públicas en educación se deberían enfocar a estudiar todas las relaciones que los muchachos tienen con sus iguales, con el profesor, cómo se sienten en la escuela, si es un contexto justo en el cual sientan que su opinión es digna de tomarse en cuenta. en la aparición y mantenimiento de este tipo de conductas desajustadas. ¿De qué manera se da el encaminarse específicamente a este tema? A raíz de haber estudiado una maestría en ciencias y comenzar con el doctorado, en un programa como el de la Facultad de Psicología, de tan alta calidad, me involucré plenamente en la investigación. Y a la vez, la oportunidad que la UANL me brindó de hacer una estancia corta en la Universidad Pablo Olavide, en Sevilla, España, con el Dr. Gonzalo Musitu Ochoa, líder de un equipo de investigadores de diversas universidades con más de veinte años de trabajos de investigación en el ámbito de la adolescencia. Así como trabajar muy de la mano con mi compañero de toda la vida, amigo y esposo, el Dr. Juan Carlos Sánchez Sosa, todos, en conjunto, hemos hecho un gran equipo de colaboración, con el fin de hacer grandes aportaciones a la ciencia, no solamente para realizar hallazgos, también para proponer programas de intervenciones específicas en los ámbitos familiar, escolar y comunitario, que ayuden a nuestra sociedad a enfrentar los diversos retos a los que nos enfrentamos día con día, como ya lo hemos venido proponiendo con las diversas publicaciones que tenemos. ¿Cómo se decide a encaminar sus investigaciones a este tipo de temas? Desde hace ocho años ocupo el cargo como secretaria técnica del Comité de Educación del Consejo Estatal contra las Adicciones, el cual lo conformamos representantes de diversas universidades públicas y privadas de Nuevo León, y trabajamos en forma conjunta en programas preventivos relacionados con el consumo de drogas, violencia, victimización escolar, entre otras conductas, y todos coincidimos en que cada día, en los planteles educativos, tenemos reportes de adolescentes que se implican en conductas violentas hacia sus compañeros, materiales de la escuela o bien hacia el profesor, o tenemos alumnos que no desean asistir a clases debido a que son acosados o intimidados por sus compañeros de clase, y a raíz de esto surge la inquietud de trabajar en este tipo de investigaciones, para determinar cuáles son los factores directa o indirectamente relacionados CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE-DICIEMBRE 2010 439 �ENTREVISTA A LA DOCTORA MARÍA ELENA VILLARREAL GONZÁLEZ ¿De qué manera se fue desarrollando este proyecto? En 2007 iniciamos este proyecto, ya sabíamos lo qué queríamos hacer, con quiénes, en dónde, pero teníamos un gran reto: nos faltaba tener el cómo lograr nuestros objetivos, en ese momento no contábamos con instrumentos de medición confiables que nos permitieran la respuesta a nuestros objetivos de investigación, de acuerdo a nuestro marco teórico de referencia: desde una perspectiva psicosocial integrar el modelo ecológico de Bronferbrenner, así como los factores de riesgo y protección involucrados en la violencia escolar. En 2008, logramos consolidar nuestro trabajo desarrollando un instrumento que integra variables personales, familiares, escolares y sociales. Posteriormente nos enfrentamos a que queríamos aplicar nuestros instrumentos con una muestra muy amplia de estudiantes de secundaria y preparatoria, y era necesario contar con suficientes recursos humanos y, obviamente, con los permisos correspondientes de las autoridades educativas. Ya con el recurso humano, nos dimos a la tarea de capacitar a estudiantes de la Facultad de Psicología, para que ellos aplicaran estos instrumentos. Una vez realizado esto, se acudió a las escuelas secundarias y preparatorias seleccionadas para explicar a los directores y maestros cuál era el objetivo de la investigación y contar con su aprobación. Después hablamos con los alumnos de los grupos seleccionados aleatoriamente, para sensibilizarlos de la importancia que tenía su participación. Posteriormente capturamos los datos y realizamos los análisis estadísticos que nos llevaran a establecer un modelo predictivo de la violencia escolar mediante la utilización del EQS 6.1. Luego nos dimos a la tarea de publicar los hallazgos encontrados en Nova Science Publisher, después participamos en la convocatoria de la Universidad para el premio a la mejor investigación, del cual tuvimos la fortuna de resultar ganadores. la violencia escolar. Respecto al contexto familiar, se ha observado que la cohesión y adaptabilidad entre los miembros de la familia, y la apertura en la comunicación familiar, se relacionan negativamente con el malestar psicológico, y éste, a su vez, con la violencia escolar. En relación con el contexto escolar y comunitario, los resultados obtenidos sugieren un efecto indirecto con la violencia escolar, en la medida en que ambos contextos están mediados por la autoestima social. En relación al contexto familiar y comunitario, ambos se relacionan con la violencia escolar medidos por el malestar psicológico. Estos resultados son hallazgos muy sugerentes, debido a que existen pocos estudios que contemplen estas variables directamente involucradas en la violencia escolar, como la multidimensionaldad de la autoestima y al malestar psicológico conformado por el estrés percibido y la sintomatología depresiva para la explicación de la presencia de la violencia escolar. En cuanto a la autoestima social, relacionada de forma directa con la violencia escolar, lo que mueve a los adolescentes a ser violentos es la aceptación social, conseguir un elevado estatus social entre el grupo de amigos, de hecho, obtienen poder y dominación con sus compañeros. Se sienten justicieros, imponen sus leyes y normas sociales; desafían a las autoridades y se oponen a los controles y normas que hay en los sistemas educativos. Esta autoestima social juega un doble papel: pudiera ser un factor de riesgo o de protección dependiendo de las relaciones que el adolescente tiene en los diversos contextos en los que se desenvuelve. Estos resultados representan, por una parte, una valiosa contribución al conocimiento de las relaciones entre las variables psicológicas, familiares, escolares y comunitarias con la violencia escolar y, por otra, proporciona bases teóricas para potenciar los programas de intervención en la escuela encaminados a mejorar la convivencia entre los alumnos y profesores. ¿Cuál fue el hallazgo más importante al concluir el presente estudio? ¿Cuál es la importancia de llevar a cabo este tipo de investigaciones? Se ha constatado una relación indirecta de las variables familiares, escolares y comunitarias con la conducta violenta en el aula mediada por las variables psicológicas, las cuales tienen una relación directa y significativa con Consideramos que estos resultados son muy relevantes en la medida en que se incorpora, en la explicación de la violencia, un escenario de gran trascendencia en la vida humana y social como el contexto escolar. Cree- m 440 CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE-DICIEMBRE 2010 �JESSICA BALDERAS mos que este es un aspecto que merecería, por su trascendencia, una especial atención por los investigadores sociales y educativos. Ahondando en estos resultados, podríamos pensar que muchas de las respuestas violentas de los adolescentes, en su medio escolar, se deben a que lo perciben como injusto y poco útil para sus vidas y sobre el que, además, se sienten impotentes para llevar a cabo el más mínimo cambio. Los resultados obtenidos en el presente estudio contribuyen a un mejor conocimiento de las relaciones entre la familia, escuela y comunidad en la explicación de la violencia escolar. Finalmente, estos resultados contribuyen de manera significativa a la mejora y efectividad de los programas de intervención encaminados a potenciar la convivencia y la paz en las aulas. ¿Qué significa obtener este premio? En lo personal es un gran orgullo y satisfacción que tanto evaluadores externos como internos avalen que este trabajo de investigación merezca este importante reconocimiento, y significa un gran reto: seguir realizando investigación de punta y frontera con temas muy importantes y de actualidad que aquejan a la sociedad. Estamos muy agradecidos con la Facultad de Psicología, por CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE-DICIEMBRE 2010 todo el apoyo recibido y no haber escatimado esfuerzos en apoyar este trabajo; y en especial con la UANL, por realizar año con año este tipo de actividades e impulsar a los investigadores a ser gestores del conocimiento, ya que son pocas universidades públicas que avalan la investigación con un reconocimiento de esta naturaleza. Este premio nos permite fortalecer los lazos de trabajo colaborativo con el Dr. Gonzalo Musitu Ochoa y su equipo de investigadores, para seguir sumando esfuerzos y realizar trabajos con redes internacionales. ¿Cuál sería el siguiente paso para este estudio? Realizar programas de intervención en el mejoramiento de la convivencia en el aula, este proyecto ya está por concluir, en octubre del presente año, en un libro, editado por la UANL y realizado por los participantes de este premio de investigación, en el cual proponemos una serie de estrategias en competencias que es necesario fortalecer en el alumnado, con el fin de desarrollar las habilidades sociales que les ayuden a tener un mejor bienestar psicosocial y mejor calidad de vida. Posteriormente, trabajaremos en la elaboración de programas de intervención que ayuden a los padres de familia a mejorar la convivencia familiar. 441 11 �Premio de Investigación UANL 2010 INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA Entrevista al doctor Azael Martínez de la Cruz ESPERANZA ARMÉNDARIZ E l Dr. Azael Martínez de la Cruz, profesor-investigador de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, obtuvo por cuarta ocasión el Premio de Investigación UANL, en la edición 2010; este reconocimiento es el primero para la FIME, a la que llegó hace cinco años para sumarse al equipo del Posgrado de Materiales. Ganador en el área de Ingeniería y Tecnología, el Dr. Azael asegura, al ser galardonado por la UANL, que es "una grata experiencia recibir un reconocimiento de la institución a la que pertenecemos, es algo que reconforta y da gusto". Con 39 años de edad y trece de investigación, con orgullo, comparte que en las ediciones 1996, 1998 y 2003 también obtuvo esta distinción. En particular, ¿este trabajo por qué lo hizo merecedor del Premio de Investigación 2010? Hace cinco años ingresé a la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, desde entonces iniciamos una lí- 442 nea de investigación encaminada a desarrollar óxidos semiconductores cerámicos que tuvieran la capacidad de actuar como fotocatalizadores, esto es, materiales que en presencia de radiación solar se activen y tengan la capacidad de eliminar contaminantes orgánicos en medio acuoso. El proyecto está enfocado a atacar un punto importante de la sociedad: la purificación del agua. Hoy en día, uno de los problemas que más nos afecta como sociedad es el medio ambiente, contaminamos mucho y el proyecto está orientado a atender esa parte de la descontaminación del agua, agua proveniente de la industria sobre todo, la cual desecha grandes cantidades de sustancias orgánicas, algunas de moléculas muy complejas, lo que hace muy difícil su tratamiento previo a verterla en drenaje pluvial, ríos, etcétera. La presencia de estos contaminantes orgánicos daña la flora y la fauna, y dificulta el agua para condiciones de potabilidad, entonces tratar de utilizar estos materiales ayuda a reducir esta contaminación. Además de la purificación del agua, el proyecto utiliza la energía solar, CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE-DICIEMBRE 2010 �ESPERANZA ARMENDÁRIZ es la gran ventaja, porque estos materiales se activan con radiación solar para eliminar contaminantes orgánicos. ¿Es la novedad de este estudio, el uso de la energía solar? El principio básico bajo el cual operan estos materiales es la fotocatálisis heterogénea (FH), tema relativamente nuevo en el mundo de la ciencia, ya que en los setenta y ochenta fue meramente una curiosidad de laboratorio, sin mucha aplicación, ya en la década de los noventa surgieron más grupos de investigación orientados a utilizar la FH, y en la primera década del silgo XXI se dio el boom, sobre todo en países asiáticos, donde la utilizan también para la descontaminación del aire y del suelo, e incluso para la producción de hidrógeno. La relevancia de nuestro proyecto es que el material más utilizado, el óxido de titanio (TiO), es muy económico, muy estable y con alta actividad para este tipo de procesos. La desventaja: se activa con luz ultravioleta, lo cual requiere de un costo adicional, la radiación solar tiene cuatro por ciento de componente de luz ultravioleta y no es suficiente para activar este material. Nosotros proponemos materiales diferentes que se activen, funcionen con luz visible y no luz ultravioleta. Hemos desarrollado una serie de materiales (molibdatos de bismuto) que existen en varias composiciones químicas. Partimos de la síntesis del material, buscamos rutas alternas de síntesis para mejorar propiedades en el catalizador, llegamos a escalas nanométricas en su tamaño de partícula y, una vez caracterizados, hacemos la reacción de degradación fotocatalítica y vemos cómo se comporta, a fin de saber si es factible aplicarlo. Es un tema que evidentemente va en proceso de desarrollo, la FH es una herramienta que está entrando muy fuerte en países desarrollados asiáticos y europeos; en México recientemente hemos iniciado con ello, es una serie de investigaciones que nos llevan a buscar el material más adecuado para estas aplicaciones. ¿Desde cuándo trabajan esta línea de investigación en la FIME? Cerca de cinco años. Contamos con el apoyo del Posgrado de Materiales, una fuente importante de estudiantes, porque requerimos del material humano para llevar a cabo la investigación, hay alumnos de maestría y doc- CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE-DICIEMBRE 2010 torado relacionados con el proyecto. Dentro de esta línea de investigación tenemos varios subproyectos encaminados al estudio de diferentes compuestos, y uno de éstos lo desarrollan las personas que me acompañaron en este estudio: Sergio Obregón Alfaro y Karen Lozano Rodríguez, estudiantes de maestría. El trabajo derivado de la investigación de maestría de estos estudiantes es la base de la investigación que resultó ganadora de este premio. Asimismo, dado el carácter multidisciplinario del tema, requerimos del apoyo de otros investigadores en áreas específicas del proyecto, como el Dr. Enrique López Cuéllar, adscrito también a la FIME, quien colaboró activamente en el presente trabajo de investigación. ¿En qué etapa se encuentra esta investigación? Está en curso. De hecho, la forma en que está estructurado este trabajo en primera instancia fue un estudio exploratorio, para ver qué compuestos dentro de estos molibdatos eran aptos para funcionar como fotocatalizadores. Una vez analizados los materiales, los probamos como fotocatalizadores en condiciones de laboratorio, vimos que funcionaban, elegimos al mejor y lo depositamos en película delgada. ¿Por qué esta aplicación? Porque es un acercamiento al desarrollo tecnológico, ya hay en el mercado dispositivos comerciales encaminados a purificar el aire bajo el principio de FH, prácticamente cualquier dispositivo comercial actual funciona mediante la incorporación del material fotocatalizador en forma de película, no en forma de polvo; nuestro material lo ponemos en forma de película y constatamos que siga activo para la degradación de contaminantes orgánicos, eso nos acerca más al desarrollo tecnológico. ¿Por qué decidieron estudiar la fotocatálisis heterogénea para purificar el agua, y no el aire o el suelo? Este proyecto va encaminado a atacar varios puntos, uno de éstos es el tratamiento del agua, problema que en cualquier urbe se presenta, por eso lo decidimos así. Sin embargo, no pretendemos limitar la aplicación de estos materiales, porque bajo ese mismo principio le podemos dar una segunda o tercera aplicación, y en ese sentido trabajamos en un nuevo proyecto, en la aplicación de estos materiales para la purificación de aire. 443 11 �CiENCiA en breve Premian investigación en la UANL a Universidad Autónoma de Nuevo León reconoció a los ganadores del Premio de Investigación UANL 2010, por su contribución al conocimiento científico, la innovación tecnológica y el pensamiento humanístico. Mediante la Comisión Académica del Consejo Universitario, se eligieron, en una ardua y difícil labor en la que además intervinieron árbitros nacionales e internacionales, de entre 84 trabajos científicos, los mejores para ser reconocidos con el Premio de Investigación UANL 2010 durante una Sesión Solemne. (Imagen: www.uanl.mx) L Sin duda alguna, la investigación en la máxima casa de estudios de Nuevo León está orientada, tal como lo dicta la Visión UANL, a resolver alguna problemática actual de la sociedad en general, como una forma más de buscar el vínculo entre la comunidad y la academia; de ahí que entre las múltiples líneas de trabajo de los científicos universitarios se encuentren la sustentabilidad de los recursos naturales, el abatimiento de las enfermedades de los cítricos, la búsqueda de una mayor eficacia de los fitofármacos a partir de plantas mexicanas, el aprovechamiento de la energía renovable, la violencia en adolescentes o el estudio de la generación y distribución del ingreso en México. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE-DICIEMBRE 2010 445 �Durante la Sesión Solemne, el rector, Jesús Ancer Rodríguez, reconoció a los ganadores en siete áreas del conocimiento, a saber: Ciencias Sociales, Humanidades, Naturales, de la Salud, de la Tierra y Agropecuarias, Exactas e Ingeniería y Tecnología. Creado por acuerdo del Consejo Universitario, en 1981, para reconocer los mejores trabajos representativos del quehacer universitario en el campo de la ciencia y la tecnología, en esta edición el Premio de Investigación UANL cumple 28 años de alentar el trabajo científico universitario. En total, se premiaron ocho trabajos de investigación, toda vez que se registró un empate en el área de Ciencias Exactas. Los trabajos galardonados con el Premio son: en Ciencias de la Salud, "Potenciación de la respuesta inmune antitumoral mediante el envío y retención de antígenos en el retículo endoplástico", cuyo titular es Roberto Montes de Oca Luna, de la Facultad de Medicina; en Ciencias de la Tierra y Agropecuarias, "Desarrollo y uso de un sistema serológico para la detección del virus de la tristeza, en el análisis masivo de muestras de cítricos", de la Facultad de Ciencias Biológicas, con María Magdalena Iracheta Cárdenas como titular; en Ciencias Exactas, "Desarrollo de semiconductores con estructura tipo perovskita para purificar el agua mediante tecnologías de oxidación avanzada", cuya titular es Leticia Myriam Torres Guerra, de la Facultad de Ingeniería Civil, y "Brechas acústicas en arreglos lineales de dipolos magnéticos", cuyo titular es Francisco Javier Sierra Valdez de la Facultad de Ciencias FísicoMatemáticas; en Ciencias Naturales, "Desarrollo y validación de métodos analíticos para estandarización de fitofármacos con Turnera difusa (Damiana)", con Noemí Waksman a la cabeza, de la Facultad de Medicina; en Ciencias Sociales, "Análisis de la generación y distribución del ingreso en México a través de una matriz de contabilidad social", cuyo titular es Erick Rangel González de la Facultad de Economía; en Humanidades, "Un modelo predictivo de la violencia escolar en adolescentes", con María Elena Villarreal González, de la Facultad de Psicología, como titular, finalmente, en Ingeniería y Tecnología, "Fotocatálisis heterogénea como herramienta tecnológica para la purificación de aguas residuales: caracterización fotocatalítica de molibdatos de bismuto activos a la radiación visible y aplicación en película delgada", cuyo titular es Azael Martínez de la Cruz, de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. (Fuente: Prensa UANL) (Luis E. Gómez) m 446 Se reúnen organismos estatales de ciencia y tecnología El gobierno del Distrito Federal, a través del Instituto de Ciencia y Tecnología, fue el anfitrión de la Segunda Reunión Ordinaria de la Red Nacional de Consejos y Organismos Estatales de Ciencia y Tecnología. En la reunión participaron trece directores generales de los Consejos Estatales de las entidades de la república, así como nueve representantes de los mismos. En el encuentro se desarrolló una intensa agenda sobre temas de relevancia relacionados con el impulso y la popularización de la ciencia, la tecnología y la innovación en todas las entidades del país. Los miembros de la Red Nacional de Consejos y Organismos Estatales de Ciencia y Tecnología (Rednacecyt), que agrupa a los consejos e institutos de ciencia, tecnología e innovación de todo el país, reconocieron el rezago que nuestra federación tiene, frente a muchos otros países, en materia de políticas públicas que impulsen el desarrollo de la ciencia y la tecnología. También subrayaron las dificultades regionales, y en especial el vacío programático y presupuestal que el sector presenta frente a otros temas considerados económica o políticamente más relevantes. Para revertir esta realidad negativa, retomaron una propuesta legislativa para impulsar un fondo para el Fortalecimiento de los Sistemas Estatales de Ciencia, Tecnología e Innovación, que será presentada a diputados y senadores para su discusión en el próximo periodo de sesiones. (Fuente: El periódico de México) (Luis E. Gómez) Hacia un nuevo periodismo La Universidad Autónoma de Nuevo León realizó la quinta edición del Coloquio Internacional "Tecnologías de la Información y Comunicación Social hacia la Sociedad del Conocimiento", desarrollado en la unidad polivalente de la Facultad de Ciencias de la Comunicación, campus Mederos, donde además de las conferencias magistrales se desarrollaron mesas de trabajo y talleres. El evento fue presidido por el director de la Facultad de Ciencias de la Comunicación, Roberto Silva Corpus, quien estuvo acompañado por la doctora Lucila Hinojosa, subdirectora de Investigación y Estudios de Posgrado, y CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE-DICIEMBRE 2010 �(Imagen: http://www.uanl.mx) Juan Manuel Adame Rodríguez, titular de Educación Continua de la UANL. El director general de Le Monde Diplomatique en español, Ignacio Ramonet, fue el encargado de abrir el coloquio con la ponencia "Nuevo periodismo, nuevas censuras. Los medios de comunicación, aparatos ideológicos de la globalización neoliberal". Durante su participación, Ramonet enumeró los abusos, atropellos y las discriminaciones que los tres poderes de la nación, en conjunto con los medios de masas, realizan en la sociedad y la forma en que los mass media influyen en la opinión pública, convirtiéndose automáticamente en el cuarto poder. El periodista también habló de sus experiencias y vivencias como catedrático en las universidades más prestigiadas del mundo y de su trayectoria profesional. Cabe resaltar que el Quinto Coloquio Internacional "Tecnologías de la Información hacia la Sociedad del Conocimiento" se realiza con la finalidad de reunir a especialistas y académicos de las ciencias de la comunicación, para compartir conocimientos y experiencias relacionados con las tecnologías de información, la comunicación social y las ciudades del conocimiento, así como para que convivan con los futuros periodistas para incrementar sus conocimientos en la materia. (Fuente: Prensa UANL) (Luis E. Gómez Vanegas) Presentan plan para impulsar la biotecnología Especialistas del Instituto Politécnico Nacional presentaron, ante autoridades de la Secretaría de Economía (SE) del Gobierno Federal y empresarios, los resultados CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE-DICIEMBRE 2010 del estudio "La biotecnología en México. Situación internacional de la biotecnología y tendencias mundiales de desarrollo", a fin de apuntalar este campo como palanca de desarrollo económico y social del país. Durante el evento, se puso de manifiesto la urgencia de definir políticas públicas orientadas a la creación y desarrollo de la bioindustria en México que impacten en las áreas agrícola, pecuaria, alimentaria, marina, ambiental, farmacéutica y de la salud. Al hacer uso de la palabra, la titular del politécnico resaltó que ya es cotidiano escuchar hablar de la biotecnología y de transferencia de tecnología e, incluso, a veces con cierta connotación negativa. Sin embargo, una gran cantidad de procesos biotecnológicos han generado diversas condiciones de bienestar, desde productos que se consumen de forma cotidiana, hasta medicamentos con desarrollos muy complejos y que permiten atender enfermedades que antes no tenían alternativa. Resaltó que uno de los graves problemas del país, "y tal vez en algunos países como el nuestro, que todavía no son totalmente desarrollados, es que los grupos de investigación se mantienen enclaustrados, pues se hacen grandes trabajos, pero esos conocimientos se quedan ahí, en una publicación científica, una revista o como tesis, pero no pasa nada más allá". Por ello consideró que esta conversión de conocimiento logrado por un grupo de investigación necesita traducirse en algo más productivo para el país y la sociedad, y lo que se llama transferencia de tecnología lo pasemos a un productor para llegar a ese objetivo de un servicio final que nos interesa. En su oportunidad, la subsecretaria de Industria y Comercio de la Secretaría de Economía, Lorenza Martínez Trigueros, destacó que la petición hecha al Politécnico para el desarrollo de este estudio, forma parte de las acciones que realiza esa dependencia en el marco del Sistema Integral de Innovación para México, que ubica la importancia de la relación entre innovación y conocimiento para el desarrollo económico de las naciones. Resaltó que en 2009 se efectuaron reformas a la Ley de Ciencia y Tecnología, en las que se incluyen a la innovación como un eje rector y no sólo como algo aislado, sino que contribuya al desarrollo económico. Para ello se creó el Comité Intersectorial para la Innovación, en el que participan academia, gobierno y sector priva- 447 �do, a fin de generar políticas nacionales que formen parte de la agenda nacional. (Fuente: El periódico de México) (Luis E. Gómez) En este programa, auspiciado por la Delegación de la Unión Europea en México, el Conacyt y el Cinvestav, a través del Fondo de Cooperación Internacional en Ciencia y Tecnología Unión Europea-México (Foncicyt), se pretende desarrollar los conocimientos, estructuras, herramientas y metodologías necesarios que permitan fortalecer la dimensión internacional en ciencia, tecnología e innovación de la comunidad académica y empresarial de México. Además está dirigido a investigadores, tecnólogos, gestores y funcionarios, con responsabilidad en actividades de investigación e innovación, los cuales podrán obtener una visión global de las diferentes oportunidades que ofrecen los programas internacionales que apoya la Unión Europea, así como desarrollar las habilidades, herramientas y metodologías necesarias para la elaboración y gestión de propuestas de calidad al 7PM De acuerdo con los organizadores de este evento, la vocación a largo plazo del Programa de Capacitación es convertirse en una referencia a nivel nacional y, en futuras ediciones, extender y transmitir sus buenas prácticas y resultados a la región de América Latina. (Fuente: Conacyt) (Luis E. Gómez) Definen programa para acceder a recursos dedicados a la ciencia Aumentar la competitividad mediante el intercambio y la transferencia de conocimiento, así como solucionar problemas globales, entre ellos las enfermedades infecciosas y el cambio climático, son parte de los objetivos de un programa de capacitación emprendido por la Unión Europea e instituciones mexicanas, el cual fue inaugurado en el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) El proyecto denominado Programa de Capacitación para el Aprovechamiento de Oportunidades de Cooperación Internacional en Ciencia y Tecnología, en particular el 7° Programa Marco (7PM), busca también internacionalizar la ciencia mexicana y dar a conocer las capacidades y fortalezas científicas y tecnológicas del país. (imagen: www.conacyt.com) Falta de inversión condena a la pobreza 448 Si un país no invierte en educar a sus jóvenes al más alto nivel, sobre todo en ciencia y tecnología, está condenado a la pobreza, y en esta misión lo importante no es la cantidad de dinero disponible, sino la forma en que debe utilizarse. Así se expresaron, en entrevista con La Jornada, el físico español José María Martín Senovilla y el ruso Slava G. Turyshev, dos de los más destacados especialistas del mundo, quienes asistieron al cuarto encuentro en México de Matemáticas y Física Experimental, realizado en El Colegio Nacional. Sobre el escaso número de estudiantes mexicanos que se interesan por las ciencias, señalaron que el problema es la falta de información sobre la importancia de esta actividad. "Invertir en niños y jóvenes implica más esfuerzo, pero también da mejores resultados. No creemos que los estudiantes del país no tengan interés, es sólo que piensan que en la ciencia no hay futuro, por lo que se requiere darles una adecuada orientación y consejos", mencionaron. (Fuente: La Jornada) (Luis E. Gómez) CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE-DICIEMBRE 2010 �La ciencia tiene en la investigación un polo de desarrollo, pero en el área de registro se encuentra rezagado por muchas razones, y como prueba tenemos que la mayor parte de las patentes que se registran en el país son extranjeras, lo que al final del día significa un obstáculo al desarrollo nacional. De acuerdo con el investigador del Conacyt, Leonardo Ríos Guerrero, es urgente mejorar la Ley de Ciencia y Tecnología, ya que empresas nacionales e internacionales lucran con las investigaciones que se hacen en los centros especializados, debido a que no están patentadas. En el foro informativo La Protección y Regulación de la Propiedad Intelectual en México lamentó que México dependa cada vez más de tecnologías extranjeras, debido a que nuestro país no desarrolla esta área tan importante para el desarrollo nacional. Ríos Guerrero, Premio Nacional de Ciencias y Artes 2003, dijo que se deben hacer cambios en la legislación y normatividad para que cambie eso. Recordó que en junio de este año se modificó la ley en la materia para abordar la innovación, unidades de vinculación y transferencia de tecnología, que son esenciales, pero aún así indicó que se requiere más apoyo para que eso pueda ser efectivo. Insistió en que es necesario cambiar la ley de servidores públicos para que los investigadores no se vean como tales, y se les permita patentar sus descubrimientos en el campo de la ciencia, ya que, advirtió, de no realizar tales modificaciones, seguirán utilizando otras empresas los conocimientos de esos científicos mexicanos sin pagar algún derecho para utilizar sus investigaciones. (Fuente: La jornada) (Luis E. Gómez) Analizan problemáticas de la vinculación e innovación Juan Carlos Romero Hicks, director general del Conacyt, inauguró la Reunión Nacional de Análisis "Vinculación: Ciencia, Tecnología e Innovación/Sector Empresarial", en la que representantes del poder legislativo, académico y empresarial discutieron las dificultades que enfrentan empresas e instituciones académicas y de investigación para trabajar juntas y mejorar las capacidades tecnológicas y de innovación del sector empresarial. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE-DICIEMBRE 2010 (www.conacyt.com) Una enemiga más de la ciencia Durante dos días, en la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL), los representantes de estos sectores abordaron temas como la legislación y normatividad para la vinculación, los incentivos existentes para impulsarla, el papel de las instituciones de educación superior y centros de investigación en el proceso de vinculación y los impactos de ésta en la construcción de una sociedad del conocimiento y para el bienestar social del país. La discusión de estos temas tiene como propósito construir la Agenda Estratégica para la Vinculación: Ciencia Tecnología e Innovación / Sector Empresarial, con la que se buscará propiciar el desarrollo económico en los municipios y estados a partir del conocimiento y la innovación científica y tecnológica. A la ceremonia inaugural de esta reunión acudió también el rector de la UANL, doctor Jesús Ancer Rodríguez, quien dijo que los representantes del sector gubernamental, educativo y empresarial están llamados a crear los instrumentos que traducidos en leyes, progra- 449 �mas productivos y de investigación que encaucen al país a la ruta del crecimiento sostenido, para convertir a México en una nación líder en el terreno económico y tecnológico, entre otros. El senador Francisco Castellón Fonseca, presidente de la Comisión de Ciencia y Tecnología del Senado, dijo que para apoyar con más recursos a la ciencia, tecnología e innovación, en el Senado ha presentado la propuesta de revivir el Programa de Estímulos Fiscales a las empresas que invierten en investigación, el cual desapareció para dar paso a los programas de estímulos directos a la innovación que maneja Conacyt: Innovapyme, Proinnova e Innovatec, los cuales, debido a la crisis financiera global del año anterior, no recibieron los recursos originalmente propuestos. (Fuente: Conacyt) (Luis E. Gómez) Ciencia, tecnología e innovación no están integradas Las comunidades científica, tecnológica e industrial no están integradas en México, señaló Arturo Menchaca Rocha, presidente de la Academia Mexicana de Ciencias, en el II Aniversario del Sistema de Investigación Innovación y Desarrollo Tecnológico de Yucatán (SIIDETEY). En general hemos probado ser malos para colaborar, expresó ante diferentes representantes de instituciones académicas, científicas y empresariales, durante el evento realizado en el teatro "José Peón Contreras", en Mérida, Yucatán. En la mesa redonda Integración de la ciencia, la tecnología y la innovación en México, Menchaca Rocha subrayó que para lograr la integración de los tres sectores involucrados es necesario impulsar el desarrollo, enfrentar en conjunto los intereses externos, derivados de la dependencia tecnológica de México y apostarle a un proyecto como el de Yucatán, en que se ha logrado una estructura vinculante "que debe ser atractiva para el sector empresarial". Menchaca Rocha mostró estadísticas oficiales que ubican al estado de Yucatán en la posición 20, a nivel nacional, por su número de habitantes, y en el lugar 14 por la producción de doctores en ciencias egresados de sus instituciones de educación superior, pese a su baja productividad al PIB, 1.4%. Los titulares de diferentes instituciones vinculadas a la ciencia y la tecnología concluyeron en la necesidad m 450 de acercar a los sectores involucrados con estos temas, para impulsar el desarrollo del país que permita una visión integradora. (Fuente: El periódico de México) (Luis E. Gómez) Buscan comercializar la ciencia y la tecnología Pasar del tradicional esquema de innovación cerrado a uno abierto, diferenciando los conceptos de invención tecnológica -que es lo que regularmente hacen las universidades y centros de investigación- de las innovaciones tecnológicas, para convertir éstas en valores que puedan ser comercializados por empresas, sean nuevas o ya establecidas, es uno de los objetivos planteados en el nuevo Departamento de Promoción y Administración de Proyectos del CICESE, según lo definió su titular, María Concepción Díaz Mendoza. Durante el seminario "Comercialización de ciencia y tecnología", que presentó recientemente ante personal académico y estudiantes de posgrado del Departamento de Electrónica y Telecomunicaciones, Díaz Mendoza, quien es egresada de la primera generación de la maestría en comercialización de tecnología que ofreció el Centro de Investigación en Materiales Avanzados (CIMAV) en asociación con la Universidad de Texas en Austin, explicó que en el esquema de innovación abierto se busca identificar las virtudes y capacidades que subyacen en laboratorios, proyectos y desarrollos tecnológicos, para convertirlos en valores, al tiempo que se hace necesario reconocer pares o formar alianzas con empresas que permitan el establecimiento de convenios o contratos para comercializarlos. Indicó que tradicionalmente un centro de investigación como el CICESE tiene dos caminos para comercializar la tecnología que desarrolla: en el primero, la institución lo hace directamente a través de una oficina de transferencia que, a su vez, identifica empresas establecidas que tengan interés en explotarla a través de contratos o convenios. En el segundo camino se deriva una nueva tecnología, a partir de una previa (spin off), se incuba y se crea entonces una nueva empresa. En ambos casos es el propio centro quien hace la investigación, el desarrollo -de nuevos productos o servicios- y lleva el proceso hasta los clientes. En el modelo abierto propuesto por la Universidad de Texas, el cual se pretende replicar aquí, se buscan identificar las in- CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE-DICIEMBRE 2010 �Urgente dar espacios a temas científicos y de medio ambiente En el marco de la clausura del Taller Jack F. Ealy de Periodismo Científico, realizado en Gómez Farías, Tamaulipas, investigadores y periodistas coincidieron en impulsar la publicación de temas científicos y de medio ambiente, para informar y concientizar a la población sobre problemas como el cambio climático, destacaron que además de contar con fuentes confiables y preparadas, los reporteros aprendan a 'vender' mejor su información desde la redacción, esto para lograr que el tema se difunda y llegue a la población, sin ser desplazado por noticias sensacionalistas. Asimismo, reconocieron que es un reto lograr un espacio en medios de comunicación para esos temas, de ahí la necesidad de que junto con los periodistas, los medios capaciten a los responsables de seleccionar la información sobre la importancia que tienen esos temas. El director del periódico El Universal, Jorge Zepeda Patterson, acompañado por el director de la Fundación Ealy Ortiz, Enrique Bustamante Martín, consideró que CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE-DICIEMBRE 2010 (imagen: http://4.bp.blogspot.com/) venciones tecnológicas, convertirlas en innovación tecnológica y llevarlas al mercado estableciendo alianzas con el sector productivo o con otros pares. Dijo que para facilitar los aspectos de comercialización ya se tienen numerosas iniciativas en torno a la innovación, incluyendo las reformas del año pasado a la Ley de Ciencia y Tecnología. En el caso del CICESE, se ha propuesto reformar el estatuto académico, así como las políticas y lineamientos relacionados principalmente a la propiedad intelectual y la generación de recursos propios, para convertirlas en herramientas que fomenten la comercialización y transferencia de proyectos. Además, la estructura misma de la Dirección de Innovación cambió: ahora se denomina de Impulso a la Innovación y el Desarrollo (DIID), y cuenta con un área encargada específicamente de comercialización de proyectos. Con todo esto, esta nueva estructura busca la transferencia de tecnología a través de patentes y licenciamientos, la creación de empresas, la venta de servicios y el desarrollo de proyectos. (Fuente: El periódico de México) (Luis E. Gómez) esos temas, junto con el ejercicio riguroso del periodismo, son las herramientas para los medios de comunicación tradicionales frente a la pseudoinformación de Internet. (Fuente: Notimex) (Luis E. Gómez) Urge mejorar divulgación científica para cumplir con la sociedad La divulgación de la ciencia tiene como tarea principal ampliar y enriquecer el conocimiento de la sociedad, y mostrar así de qué manera cumple con el mandato y aprovecha el financiamiento que ésta le otorga al sector científico, señaló el doctor Rainer Enrique Hamel, investigador de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM). El profesor apuntó que esta labor le compete tanto a las instituciones que realizan investigación científica como al sector educativo en general y a los medios de comunicación. La divulgación de la ciencia tiene básicamente tres funciones: informar a un público general sobre la investigación científica: en qué consiste, cómo funciona, para qué sirve y qué resultados tiene, así como enriquecer los conocimientos de una población amplia en relación con ciertos temas que tienen incidencia directa en su vida cotidiana: salud, medio ambiente, educación, economía y política. También le corresponde explicar a la población que financia la investigación con sus impuestos cómo operan los científicos en las instituciones, cómo invierten y aprovechan el capital que la sociedad pone a su disposición y qué resultados obtienen. 451 �Lo anterior incluye informar sobre los límites de la investigación científica, y advertir que ciertos resultados, como en el campo de la neurología, se tardarán bastante tiempo para incidir en la curación de padecimientos graves. El mayor desafío para lograr estos objetivos consiste en establecer una comunicación exitosa con el público, lo que implica constituir y crear una audiencia receptiva e interesada en la temática, por lo que el proceso debe percibirse desde la comunicación, y no desde la ciencia como punto de partida, enfatizó. En este proceso de comunicación, puntualizó, el lenguaje científico especializado debe ser traducido a uno comprensible para el público, sin deformar o falsear los contenidos; es decir, el comunicador debe explicar un tema complejo con términos claros y cotidianos que permitan construir un diálogo entre la ciencia y la sociedad. El investigador sostuvo que es necesario un balance entre diferentes tipos de investigación científica, ya que dejar de lado a la ciencia básica significaría desconocer su papel para la generación de avances tecnológicos y sociales. Por lo tanto, dijo, un país que no desarrolla su ciencia básica -de la naturaleza y de la sociedad- no tiene un futuro para encontrar resultados tecnológicos y sociales a sus problemas. Las metas a alcanzar en materia de divulgación de la ciencia en México requieren estudios sobre el impacto de la divulgación en el público y respecto de la influencia de ésta en la aceptación de la ciencia, los comportamientos, las creencias y las convicciones de los destinatarios, para crear una retroalimentación entre la investigación científica y su difusión. (Fuente: El periódico de México) (Luis E. Gómez) Importante el vínculo entre ciencias y humanidades Ante el avance de la "sociedad de la ignorancia", promovida en buena medida por un sistema educativo sin compromiso social y tendiente cada vez más a la privatización y a la vinculación con las grandes corporaciones, cuya prioridad son los negocios a corto plazo, ahora, más que nunca, científicos y humanistas deben tener un papel mucho más activo en la creación y promoción de una sociedad del conocimiento. Así lo manifestó Pablo González Casanova, investigador del Instituto de Investigaciones Sociales de la m 452 UNAM y exrector de esa casa de estudios, al participar en el coloquio "Evolución y revolución: cambio biológico y cambio social", organizado por la Academia Mexicana de Ciencias (AMC) y la UNAM. (Destacó que es de fundamental importancia establecer un vínculo entre las ciencias y las humanidades, para poder entender la base de los problemas actuales; dijo además que una de las alternativas para dar solución a los grandes problemas sociales es la incorporación de las grandes revoluciones científicas, basadas en la ruptura de los paradigmas existentes o ideas predominantes. Expresó que en la sociedad actual podemos encontrar elementos que contribuyen de manera significativa a su continuo deterioro, como el uso excesivo de recursos naturales. Tras tres días de dialogo y discusiones en torno a los conceptos de evolución y revolución, el coloquio demostró la necesidad de una reflexión multidisciplinaria como vía para comprender, desde diversas disciplinas, temas comunes y aparentemente distantes, pero que en realidad son más cercanos de lo que tradicionalmente se considera. (Fuente: El periódico de México) (Luis E. Gómez) Fortalecen colaboración academias de ciencias La Academia Mexicana de Ciencias (AMC) y The National Academies (las Academias Nacionales), que aglutina a la Academia Nacional de Ciencias, la Academia Nacional de Ingeniería y al Instituto de Medicina en el National Research Council (Consejo Nacional de Investigación) de Estados Unidos, redoblaron sus esfuerzos de colaboración e intercambio científico entre ambas naciones. Luego de una visita de trabajo a la sede de The National Academies en Washington, la AMC acordó nuevos mecanismos de intercambio y proyectos conjuntos con su contraparte estadounidense en seis áreas prioritarias: 1) cambio climático, 2) el futuro de la energía, 3) educación de la ciencia, 4) fuga de cerebros, 5) agua, 6) estrategias de cooperación internacional. La delegación de la AMC estuvo conformada por su presidente y vicepresidenta, Juan Pedro Laclette y Rosaura Ruiz, respectivamente; el coordinador de asuntos internacionales de la AMC, José Antonio de la Peña, y José Luis Valdés Ugalde, director del Centro de Investigaciones sobre América del Norte, de la Universidad Nacional Autónoma de México. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE-DICIEMBRE 2010 �THE NATIONAL ACADEMIES (Imagen: www.vimeo.com) Advisers lo lhe HoliM on Stience, Enginee!ing, ond Medicine Los representantes de la AMC tuvieron oportunidad de intercambiar puntos de vista con Ralph Cicerone, presidente de la National Academy of Sciences; Charles Vest, presidente de la Academia Nacional de Ingeniería; Harvey Fineberg, Presidente del Institute of Medicine, Arden Bement, Director de la National Science Foundation, y Nina Fedorov, asesora en Ciencia y Tecnología para el Departamento de Estado. De igual forma, la delegación de la AMC sostuvo una reunión conjunta con las Academias Nacionales de los EE.UU., y con el embajador de México en Estados Unidos, Arturo Sarukhan, para analizar algunos de los programas de intercambio académico y científico vigentes entre ambas naciones, además se discutieron las mejores vías para facilitar y potenciar dicho intercambio. Este trabajo internacional forma parte de la estrategia del actual Consejo Directivo de la AMC, cuyo fin es fortalecer el intercambio científico de México con el resto del mundo, en especial con los países del continente americano. (Fuente: El periódico de México) (Luis E. Gómez) Impulsan participación de la mujer en la ciencia Las mujeres han tenido dificultades para desarrollarse en diferentes campos de la actividad humana, especialmente en el campo científico, afirmó Juan Pedro Laclette, presidente de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC), CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE-DICIEMBRE 2010 al participar en la ceremonia de entrega de las Becas para las Mujeres en la Ciencia L'Oréal-UNESCO-AMC, y agregó que, si bien estas diferencias han disminuido a lo largo de los años, la presencia de la mujer en cargos directivos, académicos y científicos es todavía escasa. Laclette resaltó que dentro de la membrecía de la AMC, que agrupa a casi dos mil integrantes, 21 por ciento está constituido por mujeres, cifra que a pesar de ser minoritaria en comparación con otras academias de ciencias europeas, es relativamente ventajosa. En esta primera edición del Premio Nacional L'Oréal-UNESCOAMC se entregaron cinco becas a científicas menores de 36 años, que desarrollarán un proyecto de investigación propio en un laboratorio en México en las áreas físico-matemáticas y ciencias de la tierra, biología y química, medicina y ciencias de la salud, ingeniería y tecnología, biotecnología y ciencias agropecuarias. En su intervención, Rosaura Ruiz Gutiérrez, vicepresidenta de la AMC y presidenta de la Comisión de Premios, señaló que estas becas son el inicio de un proyecto de largo alcance que podrá terminarse sólo cuando sea equitativa la participación de mujeres y hombres en toda actividad de producción, distribución y difusión del conocimiento. La también secretaria de Desarrollo Institucional de la UNAM lamentó que la labor realizada por las mujeres tenga poca resonancia en un país donde la inequidad de género difícilmente se reconoce como una problemática real. (Fuente: El periódico de México) (Luis E. Gómez) AMC acepta participar en diálogo que convoca Calderón La Academia Mexicana de Ciencias aceptó la propuesta del presidente de la república, Felipe Calderón, para dialogar de manera directa sobre seguridad y otros desafíos que el país enfrenta. "Al medio académico se le invitó y estamos dispuestos. El que invita debe poner fecha y hora", señaló el doctor Arturo Menchaca Rocha, presidente de la AMC. Dijo que los miembros de la AMC están discutiendo soluciones sobre temas a largo plazo, como la educación, pero también están preocupados por la inseguridad, el crimen organizado y saber cuáles son las raíces de esto, sin dejar de considerar que "la geopolítica nos mata". 453 �(Imagen: www.ecologiaverde.com) (Imagen: http://www.uanl.mx) "El narcotráfico es parte del problema, hay violencia más allá del narcotráfico, aunque éste último se conozca más por ser muy espectacular. Tenemos secuestros, un ambiente complicado en general, por eso es necesario escuchar las soluciones discutidas por académicos, para que se hagan recomendaciones específicas", precisó en conferencia de prensa. El físico e investigador expresó su preocupación por los bajos niveles educativos en el país y la falta de inversión en este sector, al advertir la posibilidad de una relación entre violencia y una mala calidad educativa. El también exdirector del Instituto de Física de la UNAM explicó que la AMC es un espacio plural, con 2 mil 156 miembros dispuestos al análisis de los problemas que aquejan al país. "La investigación, la ciencia y la tecnología son los motores del desarrollo", manifestó. Menchaca Rocha expresó su entusiasmo por el diálogo propuesto por el presidente de México, y adelantó que los investigadores de la Academia están trabajando en el estudio de las raíces de mala calidad educativa. Reunido con diferentes medios de comunicación, el investigador urgió el diálogo para que el país ya no sea el penúltimo lugar en enseñanza de ciencia y comprensión de lectura, para mejorar el índice en la materia de matemáticas y capacitar al profesorado en esta ciencia exacta. (Fuente: El periódico de México) (Luis E. Gómez) cional de Energía no incluye entre sus prioridades los programas nucleares, a pesar de que para obtener una buena economía energética se requiriere la construcción de diez reactores. Estas afirmaciones fueron hechas por el doctor Gilberto Espinosa Paredes, profesor de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM), al recapitular sus investigaciones sobre reactores típicos y avanzados de agua en ebullición (Boiling Water Reactor -BWR-), durante su ingreso a la Academia de Ingeniería de México. El investigador de la Unidad Iztapalapa y miembro de la Academia Mexicana de Ciencias y del Sistema Nacional de Investigadores, nivel 2, propone la construcción de "reactores inherentemente seguros" o de "seguridad pasiva", lo cual es materia de investigación y desarrollo tecnológico en el ámbito internacional. Espinosa Paredes expuso que la capacidad instalada de energía nuclear representa el cinco por ciento de la energía total consumida en el país. Sin embargo, para obtener una diversificación de energía y una buena economía energética se requiere un ascenso a por lo menos diez o 15 por ciento, esto equivale a construir diez reactores aproximadamente. (Fuente: El periódico de México) (Luis E. Gómez) También hay rezago en competitividad México, rezagado en energía nuclear Las políticas sobre energía nuclear en el país presentan un atraso de entre cinco y diez años, en relación con el repunte registrado a nivel mundial, ya que el Plan Na- 454 La falta de empresas que hagan investigación, la insuficiente generación de productos que sean competitivos y la ausencia de planes en ciencia y tecnología con una política a largo plazo, han llevado a México a un retro- CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE-DICIEMBRE 2010 �(Imagen: dg.cinvestav.mx) ceso de al menos diez años en materia de competitividad, señaló el director general del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados, René Asomoza Palacio. Durante su participación en el Cuarto Foro Reflexivo Compromiso por México, sobre el eje temático "Ciencia y tecnología: situación actual y retos en el siglo XXI", celebrado en el Centro Cultural Mexiquense, el director general del Cinvestav destacó que México ha pasado del lugar 33 al 47 en materia de competitividad. Señaló que en la etapa actual de la economía del conocimiento el papel que juega la ciencia, la tecnología y la innovación es vital y cada vez más relevante para el verdadero desarrollo de México. Actualmente el sistema con el que cuenta el país no está articulado de manera apropiada, por lo que se necesita de una política de estado en materia de ciencia y tecnología e innovación, que articule las acciones de los diferentes sectores, como en Brasil, que tiene este sistema en el que participan los tres factores: empresa, científicos y educación. Asomoza Palacio refirió que el hecho de pensar en un plan de acción no quiere decir que éste va a dar frutos en el momento, sino que es una política a largo plazo, en la que el país debe pensar a futuro, a 20 o 30 años, con acciones que trasciendan los planes sexenales. (Fuente: El periódico de México) (Luis E. Gómez) CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE-DICIEMBRE 2010 Envejecimiento de la planta académica, reto del SNI El director general del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados, René Asomoza Palacio, destacó que para obtener una propuesta más innovadora y, al mismo tiempo, aumentar el nivel de los científicos y de las investigaciones en el país, es necesario que el Sistema Nacional de Investigadores (SNI) instaure políticas nuevas que representen mayores impactos sobre las instituciones de educación superior. En el marco del I Congreso de los Miembros del Sistema Nacional de Investigadores, celebrado en Querétaro, Asomoza Palacio señaló que todos los que integran el SNI deben impulsar la calidad de las investigaciones sobre la cantidad de información, ya que de esta manera los proyectos que se realicen podrán ser de mayor envergadura. Hizo énfasis en la necesidad de que los jóvenes investigadores se involucren en proyectos de frontera de mayor impacto. "Uno de los mayores problemas y retos que enfrentamos en la mayoría de las instituciones es el envejecimiento de la planta académica; si el SNI propone un sistema adecuado de jubilación, daría oportunidad a que los investigadores maduros puedan hacer una transición con los jóvenes y no perder las líneas de investigación", aludio. 455 �(Imagen: www.mediateletipos.net) En caso contrario, el director general del Cinvestav advirtió que cuando los científicos maduros abandonen sus investigaciones, muchos laboratorios cerrarán las puertas y, por lógica, se perderán líneas de investigación que podrían beneficiar a muchas personas. En el inicio de la mesa plenaria bajo el nombre de "El SNI visto por las instituciones", Asomoza Palacio resaltó la labor que ha desempeñado el SNI desde su inicio, al nacer en una época de crisis en la que se buscaba, desde un primer momento, fortalecer la investigación y establecer las bases para que los investigadores se quedarán a trabajar en el país. Para finalizar, confirmó que después de 25 años de arduo trabajo, los resultados han sido muy favorables, ya que permitió que los investigadores no buscaran otros países para laborar, además de aportar beneficios para el mundo y fortalecer a la comunidad científica. (Fuente: El periódico de México) (Luis E. Gómez) La ciencia necesita a los jóvenes La ciencia necesita gente joven que plantee nuevas respuestas a los nuevos problemas que resurgen, pero debe hacerse pronto porque es una carrera contra el tiempo, señaló Harold Kroto, Premio Nobel de Química en 1996, durante su conferencia magistral en El Colegio Nacional. El investigador británico enfatizó que México puede lograr contribuciones importantes en la ciencia, y la gente joven se puede involucrar con mayor eficiencia en los campos de la física, química, biología molecular e ingeniería, entre otros. Señaló, además, que ante un mundo 456 globalizado y la lucha por la sobrevivencia se requiere trabajar en equipo y plantear soluciones y ayudas globales. El investigador fue galardonado con el Nobel de Química en 1996 por haber descubierto una nueva forma de la molécula de carbono llamada C60, en su laboratorio de Química de la Universidad de Sussex, que por sus excepcionales propiedades son utilizadas en la fabricación de materiales resistentes a altas temperaturas e incluso como sustitutos del silicio en los chips. El actual investigador de la Universidad Estatal de Florida indicó que el apoyo a la ciencia fundamental es muy importante para contender con los retos futuros. Al referirse a la ciencia mexicana dijo que el país tiene una mayor tradición que otros países latinoamericanos, pero ésta se debe centrar también en sus propias necesidades y en asuntos relacionados con la sustentabilidad. Y explicó que se debe cambiar el estereotipo que se tiene de los científicos, pues se les presenta como excéntricos, maléficos o, lo que es peor, como ancianos. Al respecto, José Franco, secretario de la AMC, reconoció que la Academia estimula el trabajo científico de los jóvenes, a través de colaboraciones y programas como el de las Conferencias Nobel, en la cual se suscribe la visita de Kroto a México. (Fuente: El periódico de México) (Luis E. Gómez) Fortalecen enseñanza de las ciencias La Academia Mexicana de Ciencias (AMC), la Secretaria de Educación Pública (SEP) y las academias de ciencias de Bolivia, Colombia, Costa Rica, Guatemala, Panamá, Perú y República Dominicana, colaborarán activamente para el mejoramiento de la educación de la ciencia en la enseñanza primaria y secundaria de sus respectivos países. Durante una ceremonia se firmaron dos convenios: el primero entre la Secretaría de Educación Pública (SEP) y la AMC; el segundo entre esta última institución y las academias de ciencias de estos siete países. Rodolfo Tuirán Gutiérrez, subsecretario de Educación Superior de la SEP, señaló que el primer convenio tiene como finalidad impulsar el interés por la ciencia entre los niños, adolescentes y jóvenes. Con el segundo convenio se pretende apoyar el establecimiento del programa "La ciencia en tu escuela" en los países latinoamericanos firmantes, para lo cual la AMC pondrá a su dispo- CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE-DICIEMBRE 2010 �sición la capacitación, materiales y procedimientos de monitoreo. El programa de la AMC, que actualmente está en funcionamiento en las 16 delegaciones del Distrito Federal y cinco estados de la república mexicana, podrá ser implementado, con las adaptaciones pertinentes, por las academias de los países antes mencionados, destacó Juan Pedro Laclette, presidente de la AMC. Cabe destacar que el programa de "La ciencia en tu escuela" está diseñado para mejorar la actitud de los CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE-DICIEMBRE 2010 maestros de educación básica hacia las matemáticas y las ciencias en general; para ello se acerca a los docentes con científicos, para encontrar formas diferentes y atractivas de enseñar. Rodolfo Tuirán añadió que en los convenios firmados el interés esencial es promover entre los niños, adolescentes y jóvenes el gusto por la ciencia, así como la identificación temprana de talentos científicos. (Fuente: El periódico de México) (Luis E. Gómez) 457 11 �m Ernesto Aguayo Téllez Doctor en economía por la Rice University, con especialidad en desarrollo económico regional y economía laboral. Licenciado en economía por la UANL. Actualmente es profesor-investigador en la FaEco-UANL. Cuenta con estudios posdoctorales en la Universidad de California, en San Diego, y en la Rice University. Ha realizado investigaciones sobre el análisis del impacto de reformas económicas y programas sociales en la distribución del ingreso, el bienestar social y el desarrollo económico de México. Miembro del SNI. Esperanza Armendáriz Licenciada en ciencias de la comunicación, con especialidad en periodismo por la UANL. Publica en la página de la UANL y en los periódicos El Porvenir y Vida Universitaria. Actualmente colabora en secciones de cultura y tendencias en el periódico Milenio del Diario de Monterrey, del Grupo Multimedios Estrellas de Oro. Jessica Balderas Salazar Licenciada en ciencias de la comunicación, con especialidad en periodismo por la UANL. Ha colaborado en publicaciones como el Periódico Alas de la región citrícola y el periódico Vida Universitaria de la UANL. 458 Colaboradores Alan Castillo Rodríguez Ingeniero y maestro por la Universidad Autónoma de Nuevo León. Realizó una estancia de investigación en la Universidad Técnica de Clausthal, Alemania, donde obtuvo su grado de doctor en ingeniería de materiales. Entre sus reconocimientos destacan: las becas para estudios de posgrado por el Conacyt y el Servicio Alemán de Intercambio Académico (DAAD), el Reconocimiento al Mérito del Desarrollo Tecnológico, el Premio a la Investigación UANL. Además es reconocido como honorable educador iberoamericano por el Consejo Iberoamericano en Honor a la Calidad Educativa. Miembro del SNI, nivel I. Actualmente es director de Investigación de la UANL y de la revista CiENCiAUANL. Joana Cecilia Chapa Cantú Doctora en economía, con especialidad en teoría económica y aplicaciones por la Universitat de Barcelona (UB). Licenciada en economía por la UANL. Profesora-investigadora en la FaEcoUANL. Especialista en economía aplicada. Premio de Investigación UANL en el Área de Ciencias Sociales. Ha publicado en revistas de reconocido prestigio nacional. Ha colaborado en investigaciones financiadas por la SEP, CORPES, el Consejo de Desarrollo Social y la Secretaría de Finanzas y Tesorería General del Estado de Nuevo León. Miembro del SNI, nivel I. Arquímedes Cruz López Ingeniero químico por el Instituto Tecnológico de Pachuca y maestro en ciencias, con especialidad en ingeniería química, por el IPN. Doctorado en el Institut de Recherches sur la Catalyse, de la Universidad Lyon 1, en Francia. Es profesor-investigador en la FICUANL. Miembro del SNI. Sandra Cecilia Esparza González Química farmacobióloga por la Universidad Autónoma de Coahuila. Maestra en ciencias, con orientación terminal en morfología, por la UANL. Actualmente cursa el doctorado en ciencias en la misma institución. Su principal línea de investigación es la creación de vacunas contra enfermedades infecciosas. Xiomara L. García Montelongo Licenciada en química industrial y maestra en ciencias, con especialidad en ingeniería ambiental, ambas por la UANL. Ha colaborado en el desarrollo de dos artículos internacionales en revistas indexadas. Actualmente es alumna del doctorado en ingeniería de materiales en la FIME-UANL. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE-DICIEMBRE 2010 �Aurora de Jesús Garza Juárez Química clínica bióloga por la UANL. Maestra y doctora en ciencias, con especialidad en química biomédica, por la misma institución. Es maestra titular A de tiempo completo en el Departamento de Química Analítica de esa misma facultad. Tiene cinco publicaciones en extenso en revistas con arbitraje, cuatro resúmenes publicados en revistas nacionales e internacionales, así como un artículo de divulgación científica a nivel nacional. Es autora de 30 trabajos presentados en congresos nacionales y cuatro internacionales. Es candidata del SNI. Luis Enrique Gómez Vanegas Egresado de letras hispánicas de la Facultad de Filosofía y Letras de la UANL. Diplomado en periodismo científico por la FCC-UANL, donde además participó como investigador en el libro Violencia y ciudad. Autor del libro Soledades. Es secretario de redacción de la revista CiENCiAUANL. María Magdalena Iracheta Cárdenas Química bacterióloga parasitóloga, maestra en ciencias, con especialidad en microbiología, y doctora en biotecnología, todas por la UANL. Ha desempeñado actividades de investigación y docencia en la FCB-UANL. Miembro del SNI; tiene perfil PROMEP. Cuenta con más de 20 trabajos de investigación publicados en revistas con arbitraje nacional e internacional, así como en memorias de congresos y simposios nacionales e internacionales, todos ellos en el área de microbiología y biotecnología. Isaías Juárez Ramírez Licenciado en química industrial y doctor, con orientación en ingeniería cerámica, por la UANL. Es profesor-investigador en la FIC-UANL. Tiene a su cargo la Coordinación de Investigación del Departamento de Ecomateriales y Energía. Miembro del SNI, nivel I, y de la Red Nacional de Ecomateriales. María de Jesús Loera Arias Química bacterióloga parasitóloga por la FCB-UANL. Doctora en ciencias, con orientación terminal en morfología, por la Facultad de Medicina de la UANL. Actualmente trabaja en el Departamento de Histología de esa facultad, donde realiza labores docentes y de investigación. Sus líneas de investigación giran alrededor de la creación de vacunas antitumorales mediante el empleo de vectores adenovirales. Enrique Manuel López Cuéllar Profesor-investigador del posgrado de materiales de la FIME-UANL e investigador del CIIDIT de la UANL. Obtuvo su grado de doctor en el INSA de Lyon, Francia. Miembro del SNI, nivel I. Cuenta con 27 trabajos publicados, 15 de ellos en revistas indizadas. Karen Hatzikán Lozano Rodríguez Licenciada en química por la UANL; estudiante del programa de maestría en ciencias, con especialidad en inge- CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE-DICIEMBRE 2010 niería de materiales, en la FIME-UANL. Su trabajo de investigación está orientado al estudio de la formación de películas semiconductoras de óxidos para su aplicación como fotocatalizadores para la eliminación de contaminantes orgánicos. Es autora de un artículo en una revista indexada. Azael Martínez de la Cruz Doctor en ciencias químicas por la Universidad Complutense de Madrid. Su área de interés es la fotocatálisis heterogénea para el tratamiento de agua, aire y generación de hidrógeno por aprovechamiento de la energía solar. De su trabajo de investigación han derivado 38 artículos indexados, 120 citas, cuatro premios de investigación UANL en Ingeniería y Tecnología, un premio a la mejor tesis de maestría UANL como asesor y tres premios nacionales otorgados por el IIM-UNAM y la Sociedad Mexicana de Electroquímica. Miembro del SNI, nivel II. Carlos Martínez Hernández Licenciado en física por la UANL. Maestro en ciencias, con especialidad en ingeniería nuclear y doctor en ingeniería física industrial. Maestro de tiempo completo titular A y director de la carrera de física de la FCFM-UANL. Ha publicado diversos artículos en revistas indexadas. Roberto Montes de Oca Luna Profesor-investigador del Departamento de Histología de la Facultad de Me- 459 11 �dicina de la UANL. Miembro del SNI y de la Academia Mexicana de Ciencias. Forma parte del Cuerpo Académico en Morfología y de los Programas de Posgrado de Maestría y Doctorado, con orientación en morfología. Cuenta con más de 1700 citas a sus publicaciones. Gonzalo Musitu Ochoa Doctor en psicología por la Universidad de Valencia, España. Director del Departamento de Ciencias Sociales de la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla, España. Autor de numerosos artículos científicos internacionales en revistas indexadas, y de libros publicados, tanto en el ámbito nacional como en el internacional. Ha participado como catedrático e investigador invitado en universidades de Portugal, Italia, México, Colombia, Holanda y Reino Unido. Sergio Alberto Obregón Alfaro Licenciado en química industrial por la UANL. Maestro en ciencias, con especialidad en ingeniería de materiales, por la FIME-UANL. Ha realizado una estancia de investigación en la Universidad de Sun Moon (Corea del Sur). Es autor de seis artículos en revistas indizadas y sus trabajos cuentan con más de 20 citas. Actualmente, estudia el doctorado becado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas de Sevilla, España. Jonathan Pérez Meseguer Químico farmacéutico biólogo por la m 460 Universidad del Noreste, Tamaulipas. Doctor en ciencias, con especialidad en química biomédica, por la UANL. Hizo un posdoctorado en la Universidad de Salamanca, España. Actualmente es trabajador de tiempo completo en la UANL, donde desempeña actividades en docencia e investigación. Nelly Cristina Ramírez Grimaldo Licenciada en economía, con estudios de maestría en economía industrial, ambos en la UANL. Es investigadora en el Centro de Investigaciones Económicas de la UANL. Responsable de la elaboración mensual del Índice de Precios al Consumidor (IPC) para el área metropolitana de Monterrey (AMM). Editora de la Revista Ensayos, publicada por el CIE. Sus líneas de investigación son: análisis sectorial, estudios de mercado, evaluación socioeconómica de proyectos y políticas públicas. Erick Rangel González Director del Centro de Investigaciones Económicas de la UANL y profesor en la FaEco-UANL. Tiene estudios de doctorado y maestría en economía en The Ohio State University. Cuenta con una maestría en economía industrial y una licenciatura en economía por la UANL. Miembro del SNI y presidente del Colegio de Economistas de Nuevo León. Cuenta con trece publicaciones nacionales e internacionales. Sus áreas de especialidad son el desarrollo económico, la economía laboral y la economía industrial. Mario Alberto Rocha Peña Químico bacteriólogo parasitólogo por la UANL. Maestro en ciencias, con especialidad en fitopatología, por el Colegio de Postgraduados de Chapingo, México. Doctor (PhD), también en fitopatología, por la Universidad de Florida, en EUA. Actualmente es catedrático de la FCB-UANL. Tiene más de 30 trabajos de investigación publicados en revistas con arbitraje nacional e internacional, tres capítulos de libro y más de 30 trabajos in extenso, en memorias de congresos y simposios nacionales e internacionales, todos ellos en el área de virología de cítricos y biotecnología. Miembro del SNI y de varias sociedades científicas, que incluyen la American Phytopathological Society, la International Organization of Citrus Virologists, la Sociedad Mexicana de Fitopatología y la Asociación Latinoamericana de Fitopatología. Jesús Carlos Ruiz Suárez Licenciado en física por la UANL. Con maestría en física por la BUAP y doctor en física por la Universidad de Waterloo (Canadá). Profesor-investigador en el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN. Miembro del SNI, nivel III. Ha recibido diversos premios, entre los que destacan el W. B. Pearson (Canadá) y el Fulbright Scholar (USA). Ricardo Salazar Aranda Egresado de la Universidad de Montemorelos. Tiene maestría en ciencias, CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE-DICIEMBRE 2010 �con especialidad en química analítica biomédica, y doctorado en ciencias, con especialidad en química biomédica. Actualmente es profesor titular A de tiempo completo en la Facultad de Medicina, de la UANL. Ha participado en 21 conferencias y 92 presentaciones en congresos nacionales e internacionales. Cuenta con 14 publicaciones científicas en revistas y seis artículos en extenso. Es integrante del Cuerpo Académico Consolidado “Química Analítica”. Miembro del SNI, nivel I. María de la Luz Salazar Cavazos Química clínica bióloga por la UANL. Maestra y doctora en ciencias, con orientación terminal en química biomédica. Profesora de pregrado y posgrado, adscrita al Departamento de Química Analítica de la Facultad de Medicina. Miembro del SNI, nivel I e integrante del Cuerpo Académico de Química Analítica, reconocido como consolidado por el PROMEP. Cuenta con 23 artículos publicados y más de 75 participaciones en congresos, relacionados con el desarrollo, validación y aplicación de métodos analíticos. Juan Carlos Sánchez Sosa Doctor en filosofía, con especialidad en psicología por la UANL. Profesor-investigador del posgrado en la FaPsi-UANL y coordinador del Departamento de Publicaciones de la misma facultad. Es subcoordinador de la Unidad de Psicología de la Salud del Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias de la Salud (CIDCS) de la misma Universidad. Es autor de artículos científicos, libros y capítulos de libros. Odila Saucedo Cárdenas Investigadora del Centro de Investigación Biomédicas del Noreste, IMSS, y profesora- investigadora del Departamento de Histología de la Facultad de Medicina-UANL. Licenciada en biología y doctora en ciencias, con especialidad en morfología. Miembro del SNI. Cuenta con más de 1500 citas a sus publicaciones. Francisco Javier Sierra Valdez Licenciado en física por la UANL. Actualmente estudia la maestría en biofísica en el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN (CINVESTAV). Realizó estancias de investigación en el Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE) y en el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN (CINVESTAV). Leticia M. Torres Martínez Licenciada en química industrial por la UANL. Doctora en química del estado sólido por la Universidad de Aberdeen, Escocia. Es jefa del Departamento de Ecomateriales y Energía del Instituto de Ingeniería Civil de la FIC-UANL. Es líder y fundadora del Centro de Investigación y Desarrollo de Materiales Cerámicos (CIDEMAC) de la UANL. Miembro del SNI, nivel III, y de la Red Asiática de Nanotecnología. CIENCIA UANL / VOL. XIII, No. 4, OCTUBRE-DICIEMBRE 2010 Arnulfo Villanueva Olivo Biólogo y maestro en ciencias, con orientación terminal en morfología, ambos por la FCB-UANL. Actualmente cursa el doctorado en ciencias con la misma orientación terminal. María Elena Villarreal González Doctora en filosofía, con especialidad en psicología por la UANL. Profesorainvestigadora del posgrado en la FaPsiUANL y responsable del Departamento de Adicciones en la Unidad de Psicología de la Salud del Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias de la Salud (CIDCS) de la misma Universidad. Ha participado como autora de los programas en habilidades sociales del Programa Nacional: Limpiemos México, Escuela Segura. Actualmente es secretaria técnica del Comité de Educación del Consejo Estatal contra las Adicciones en Nuevo León. Es autora de artículos científicos, libros y capítulos de libros. Noemí Waksman de Torres Licenciada y doctora en ciencias químicas en la UBA, Argentina. Hizo un posdoctorado en Freiburg, Alemania, con beca del DAAD. Jefa del Departamento de Química Analítica, Facultad de Medicina de la UANL. Coordinadora del doctorado en ciencias con orientación en química biomédica (PNP). Líder del CA consolidado de química analítica. Miembro del SNI, nivel II y de la AMC. Cuenta con 65 publicaciones en revistas indexadas. 461 11 � Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ciencia UANL Description An account of the resource La revista Ciencia UANL tiene como propósito difundir y divulgar la producción científica, tecnológica y de conocimiento, de la Universidad Autónoma de Nuevo León en los ámbitos académico, científico, tecnológico, social y empresarial. Ciencia UANL está dirigida al público abierto, con y sin preparación universitaria, a científicos, académicos, tecnólogos, investigadores y estudiantes de todas las áreas profesionales, así como a alumnos de bachillerato y secundaria interesados en aumentar sus conocimientos y fortalecer su perfil cultural. Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Título Uniforme Ciencia UANL Año de publicación El año cuando se publico 2010 Volumen Volumen de la revista 13 Número Número de la revista 4 Mes de publicación Mes cuando se publicó Octubre-Diciembre Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Trimestral Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaAvanzada&bibId=1751701&biblioteca=0&fb=20000&fm=6&isbn= Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ciencia UANL, 2010, Vol 13, No 4, Octubre-Diciembre 1 Creator An entity primarily responsible for making the resource Salinas Carmona, Mario César, Director Subject The topic of the resource Ciencia Tecnología Divulgación científica Investigación científica Publicaciones periódicas Description An account of the resource La revista Ciencia UANL tiene como propósito difundir y divulgar la producción científica, tecnológica y de conocimiento, de la Universidad Autónoma de Nuevo León en los ámbitos académico, científico, tecnológico, social y empresarial. Ciencia UANL está dirigida al público abierto, con y sin preparación universitaria, a científicos, académicos, tecnólogos, investigadores y estudiantes de todas las áreas profesionales, así como a alumnos de bachillerato y secundaria interesados en aumentar sus conocimientos y fortalecer su perfil cultural. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Secretaría Académica Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Estrada Loyo, José Eduardo, 1952-, Coordinador Editorial Gómez Vanegas, Luis Enrique, Secretario de Redacción Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/10/2010 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource text/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2017243 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Spatial Coverage Spatial characteristics of the resource. Monterrey, N.L. México Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Francisco Javier Sierra Valdez Leticia M. Torres Guerra Mario Alberto Rocha Peña Premio de Investigación UANL 2010 Roberto Montes de Oca Luna