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Desde la Secretaría de Ciencia y Tecnología en el marco de la “Semana de la Ciencia en Jujuy”. los invitamos a participar de la actividad “Carta de experimentos”.

La carta de experimentos incluirá un “menú” de experiencias en código QR.

Serán actividades para trabajar en casa, para estimular y fomentar la curiosidad y la experimentación de los alumnos. Los estudiantes también podrán sugerir otras experiencias que serán sumadas al menú, para luego difundirlas.

La inscripción se realizará en el siguiente link:

https://forms.gle/YnRfq5LniMWzWxRr8

Y las consultas pueden realizarse al siguiente correo: clubesdecienciajujuy@gmail.com

Desde el Club de Ciencia perteneciente a la secretaría de Ciencia y Tecnología de la Provincia presentamos infografía para conocer los niveles de riesgo que hay según niveles de circulación.

Nos cuidemos y seamos responsables!! 

Continuamos destacando las tareas de la mujeres en la ciencia

Desde la Secretaría de Ciencia y Tecnología del Ministerio de Educación de la Provincia compartiremos infografía de vida y obra de personalidades destacadas en la ciencia.

¡Hoy conoceremos a Marie Curie!.

El sistema envasa leche fluida, la pasteuriza y la enfría al punto de garantizar condiciones óptimas de inocuidad para su comercialización en circuitos de proximidad. Fue diseñado por especialistas de la UBA y del Instituto de Investigación y Desarrollo Tecnológico para la Agricultura Familiar del INTA en la Región Pampeana.

Si bien el Código Alimentario Argentino prohíbe la venta de leche no pasteurizada para consumo desde 1963, estudios del sector indican que es una práctica registrada en todas las cuencas lácteas del país y estiman que el 15 % del mercado nacional de leche pertenece al sector informal, categoría que comprende a los circuitos cortos de producción y consumo de leche fluida sin pasteurizar. Por su parte, en países en vías de desarrollo como los de América Latina, se calcula que el mercado informal alcanza el 80 %.

Frente a esta problemática, especialistas del Instituto de Investigación y Desarrollo Tecnológico para la Agricultura Familiar del INTA (IPAF) Región Pampeana y de la UBA desarrollaron un equipo –el primero del país– que envasa leche fluida, la pasteuriza y la enfría al punto de garantizar condiciones óptimas de inocuidad para su comercialización directa en las zonas de proximidad. La novedad del sistema radica en que la pasteurización se realiza dentro del envase utilizado para la comercialización.

Marcos Hall, director del IPAF Región Pampeana, destacó el impacto productivo y social de la innovación: “Comprende desde el trabajo de las familias, que son las adoptantes directas de la tecnología, hasta los consumidores de leche, sumado a una articulación de actores públicos y productivos, cuyas agendas de trabajo se alinearon en respuesta a una demanda social de primera necesidad, como es el acceso a la leche”.

El consumo de leche sin una pasteurización controlada puede provocar el contagio de enfermedades zoonóticas como tuberculosis y brucelosis, y la ingesta de escherichia coli a través de alimentos, una de las causas del Síndrome Urémico Hemolítico en poblaciones de alto riesgo, como niños menores de cinco años.

Sergio Justianovich, investigador del IPAF Región Pampeana, detalló que el sistema promueve la humanización del trabajo y la mayor eficiencia de los sistemas productivos lácteos regionales. “Como innovación, brinda la posibilidad de formalizar la producción existente y asegurar la calidad e inocuidad de la leche obtenida, a través de un equipo que tiene costos operativos muy competitivos frente a los costos de elaboración de otros productos”, explicó.

Diseñada como alternativa para la pequeña escala, la tecnología fortalece las cadenas cortas de agregado de valor con beneficios para productores y consumidores, debido a que un litro de leche comprada en origen cuesta hasta un 40 % respecto del precio de góndola. En tanto, el productor obtiene un 400 % más de rentabilidad que si la vende a la industria.

De acuerdo con Edurne Battista, quien también trabaja como investigadora en el IPAF Región Pampeana, la innovación “contribuye a la producción de alimentos sanos dentro de las economías regionales, al tiempo que genera condiciones para descentralizar las producciones y fomenta mercados de proximidad más eficientes desde el punto de vista de la calidad de los alimentos y desde la dimensión energética”.

Diseñada como alternativa para la pequeña escala, la tecnología fortalece las cadenas cortas de agregado de valor con beneficios para productores y consumidores.

Innovación única en el país

Basado en el principio de funcionamiento de la pasteurización en bolsa, el equipo desarrollado por el INTA y la UBA fue proyectado para circuitos de comercialización en los que la leche recorre cerca de 20 kilómetros entre el productor y el consumidor, cuando la media para un circuito de cadena larga es de 750 kilómetros.

“La pasteurización en bolsa ha sido experimentada y validada en diferentes partes del mundo, impulsada por el Departamento de Lechería de FAO desde el año 2000, bajo la denominación sistema de pasteurización Milkpro”, especificó Justianovich.

A diferencia de los equipos convencionales que pasteurizan la leche cruda en un módulo y después la envasan en otro, el modelo patentado por el INTA y la UBA invierte los pasos –envasa y pasteuriza ya leche envasada–, en una secuencia que evita la recontaminación después de la pasteurización.

Debido a que es la primera vez que se utiliza este principio en el país, tanto el equipo como el proceso representa una novedad y requirieron la aprobación de la Comisión Nacional de Alimentos (CONAL) a fin de validar el método de pasteurización en base a lo indicado en el Código Alimentario Argentino (CAA).

El modelo patentado por el INTA y la UBA envasa y pasteuriza ya leche envasada, en una secuencia que evita la recontaminación después de la pasteurización.

Fernando Ocampo, investigador del IPAF, indicó que el modelo presentado es también una alternativa tecnológica novedosa para la producción láctea a baja escala, si se tiene en cuenta que la mayoría de los equipos que se comercializan para envasar y pasteurizar leche están proyectados para volúmenes de procesamiento de mediana y gran escala.

Por su parte, Gervasio Cieza, técnico de la agencia de extensión rural del INTA en San Vicente –Buenos Aires–, destacó que el sistema tiene una capacidad de procesamiento de 20 litros por ciclo por hora, definida a partir de una serie de talleres realizados en establecimientos lácteos junto con los productores. En tanto, los equipos de menor capacidad de procesamiento disponibles en el mercado nacional tienen un potencial de trabajo de 300 litros por hora.

El antecedente más cercano al sistema desarrollado es un prototipo construido por el Comité Ejecutivo de Desarrollo e Innovación Tecnológica (CEDIT) en Misiones, que se adapta a la pequeña escala (10 litros por ciclo) y funciona de manera convencional.

A diferencia de su antecedente, el equipo desarrollado por el INTA y la UBA incorpora aspectos de inocuidad en la etapa de envasado y mejora la calidad de la leche, a partir de la posibilidad de automatizar esta etapa.

Gabriela De Noya, investigadora del Instituto de Tecnología de Alimentos del INTA, explicó que las evaluaciones de calidad del producto indicaron que la leche es apta para consumo y que, luego del tratamiento de pasteurización, su Vida Útil Sensorial es de 8,5 días y la Microbiológica de siete días, parámetros que exceden el límite estipulado por el CAA que limita su consumo al día cinco. “Este resultado se obtuvo en leche almacenada a 8 °C, temperatura más desfavorable admitida por el CAA”, especificó De Noya.

La importancia de hacer alianzas

El proyecto se inició en 2011 a través de un convenio de Comisión de Estudios entre el IPAF Región Pampeana y la Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo de la UBA. Este diseño se basó en el modelo desarrollado por el CEDIT, organismo con el que se mantiene una relación de cooperación técnica hasta la actualidad.

Con participación activa de diseñadores industriales e ingenieros mecánicos, se construyó el primer prototipo experimental y en 2016 comenzaron a realizarse los estudios centrados en la usabilidad, a partir del análisis de los tres módulos que componen el sistema. También se verificó el comportamiento mecánico, eléctrico e hidráulico.

Posteriormente, entre 2017 y 2018, los módulos de pasteurizado y enfriado fueron evaluados en condiciones de laboratorio en el Instituto de Tecnología de Alimentos del INTA. Las pruebas se realizaron bajo los métodos establecidos en el CAA.

Por estos días, se avanza en la firma de un convenio de transferencia con dos pymes de Entre Ríos –pertenecientes a la Cámara Argentina de Fabricantes de Maquinarias para la Agricultura Familiar– que construirán los primeros equipos comerciales.

El equipo incorpora aspectos de inocuidad en la etapa de envasado y mejora la calidad de la leche.

Manual de funcionamiento

El sistema está compuesto por tres módulos –de ensachetado, pasteurizado y enfriado, respectivamente–, conectados por cuatro canastos que contienen las bolsas de polietileno preformadas con el objetivo de facilitar su manipulación durante el proceso.

El procedimiento requiere el trabajo de una persona y consiste en dosificar la leche cruda en las bolsas de polietileno, a través de la puesta en funcionamiento de una bomba que dosifica un litro desde el tanque hasta el envase. Los envases son inmediatamente sellados, tratados a 63 °C durante 30 minutos en un pasteurizador batch.

Luego, se colocan en un batch de 40 litros de agua a 16 °C durante cinco minutos para bajar la temperatura a 30 °C y, finalmente, son enfriados durante 25 minutos más en otro batch de iguales condiciones que el primero, pero con el agregado de 8,5 kilos de hielo. A continuación, se conservan en la heladera a la temperatura de referencia (8 °C) indicada por el CAA.

El tamaño de los módulos (ancho, largo y alto) y su interfase (acciones necesarias asociadas con el uso) están diseñados para ubicarse en una mesada convencional de una sala de procesamiento de alimentos.

En el diseño, también se tuvo en cuenta que sea de fácil limpieza y, bajo esta premisa, la única parte que está en contacto directo con la leche es la unidad utilizada para el llenado del sachet. “Este último aspecto repercute en una relación muy baja entre litros de leches procesados y efluentes generados (1/0.1 litros)”, valoró Raquel Ariza, investigadora de la carrera de Diseño Industrial de la UBA.

El sistema está diseñado para poder construirse en talleres especializados en el rubro alimenticio/lácteo, con materiales y mano de obra local, y uso de partes estándar, a fin de disminuir los costos de fabricación y logística y de facilitar las reparaciones en el lugar.

Científicos estadounidenses crearon un nuevo tipo de máquina: un organismo mismo y programable, que puede realizar diversas tareas.

Científicos de las universidades de Vermont y Tufts han reutilizado células vivas –raspadas de embriones de rana– en formas de vida completamente nuevas, consideradas robots vivientes. Estos “xenobots” de un milímetro de ancho pueden moverse hacia un objetivo, tal vez levantar una carga útil (como un medicamento que debe llevarse a un lugar específico dentro de un paciente) y curarse a sí mismos después de ser cortados.

“Estas son máquinas vivas novedosas”, dice Joshua Bongard, un experto en informática y robótica de la Universidad de Vermont, quien fue el co-líder de la nueva investigación. “No son un robot tradicional ni una especie conocida de animales. Es una nueva clase de artefactos: un organismo vivo y programable”, explica en un comunicado.

Las nuevas criaturas fueron diseñadas en una supercomputadora en la Universidad de Vermont, y luego ensambladas y probadas por biólogos en la Universidad de Tufts. “Podemos imaginar muchas aplicaciones útiles de estos robots vivos que otras máquinas no pueden hacer”, dice el co-líder Michael Levin, quien dirige el Centro de Biología Regenerativa y del Desarrollo en Tufts, “como buscar compuestos desagradables o contaminación radiactiva, recolectar microplásticos en los océanos, o viajar arterias raspando placas”.

Esta investigación, por primera vez, “diseña máquinas completamente biológicas desde cero”, escribe el equipo en su nuevo estudio, publicado en PNAS.

Con meses de tiempo de procesamiento en el clúster de supercomputadora Deep Green en el Vermont Advanced Computing Core de UVM, el equipo, incluido el autor principal y estudiante de doctorado Sam Kriegman, utilizó un algoritmo evolutivo para crear miles de diseños candidatos para las nuevas formas de vida.

Intentando lograr una tarea asignada por los científicos, como la locomoción en una dirección, la computadora, una y otra vez, volvería a ensamblar unos cientos de células simuladas en innumerables formas y formas corporales.

A medida que se ejecutaban los programas, impulsados por reglas básicas sobre la biofísica de lo que la piel de rana y las células cardíacas pueden hacer, los organismos simulados más exitosos se mantuvieron y refinaron, mientras que los diseños fallidos se descartaron. Después de cien ejecuciones independientes del algoritmo, se seleccionaron los diseños más prometedores para la prueba, consigna EuropaPress.

Luego, el equipo de Tufts, dirigido por Levin y con el trabajo clave del microcirujano Douglas Blackiston, transfirió los diseños ‘in silico’ a la vida. Primero recolectaron células madre, cosechadas de los embriones de ranas africanas, la especie Xenopus laevis (de ahí el nombre de “xenobots”). Estos se separaron en células individuales y se dejaron incubar. Luego, usando unas pinzas diminutas y un electrodo aún más pequeño, las células se cortaron y unieron bajo un microscopio en una aproximación cercana de los diseños especificados por la computadora.

Ensambladas en formas corporales nunca vistas en la naturaleza, las células comenzaron a trabajar juntas. Las células de la piel formaron una arquitectura más pasiva, mientras que las contracciones una vez aleatorias de las células del músculo cardíaco se pusieron a trabajar creando un movimiento ordenado hacia adelante según lo guiado por el diseño de la computadora, y ayudado por patrones espontáneos de autoorganización, lo que permite que los robots se muevan sobre sí mismas.

Se demostró que estos organismos reconfigurables pueden moverse de manera coherente y explorar su entorno acuoso durante días o semanas, impulsados por depósitos de energía embrionaria. Sin embargo, volcados, fallaron, como escarabajos volteados sobre sus espaldas.

Pruebas posteriores mostraron que grupos de xenobots se moverían en círculos, empujando los gránulos hacia una ubicación central, de forma espontánea y colectiva. Otros fueron construidos con un agujero a través del centro para reducir la resistencia. En versiones simuladas de estos, los científicos pudieron reutilizar este agujero como una bolsa para transportar con éxito un objeto.

“Es un paso hacia el uso de organismos diseñados por computadora para la entrega inteligente de medicamentos”, dice Bongard, profesor del Departamento de Ciencias de la Computación y Centro de Sistemas Complejos de la Universidad de Vermont.

Muchas tecnologías están hechas de acero, hormigón o plástico. Eso puede hacerlos fuertes o flexibles. Pero también pueden crear problemas ecológicos y de salud humana, como la creciente contaminación plástica en los océanos y la toxicidad de muchos materiales sintéticos y electrónicos. “La desventaja del tejido vivo es que es débil y se degrada”, dice Bongard. “

Es por eso que usamos acero. Pero los organismos tienen 4.500 millones de años de práctica para regenerarse y continuar durante décadas”. Y cuando dejan de trabajar, la muerte, generalmente se desmoronan sin causar daño. “Estos xenobots son completamente biodegradables”, dice Bongard, quien agrega: “Cuando terminan su trabajo después de siete días, son solo células muertas de la piel”.

Farfán, Norma B.; Sajama, Guillermo- Facultad de Ingeniería U. N. Ju.

nbfarfan@gmail.com; lqci@yahoo.com.ar

INTRODUCCIÓN

En los últimos 30 años, el consumo de pilas y baterías ha crecido considerablemente debido a su versatilidad para el uso en vehículos y equipos electrónicos portátiles. El desecho de las pilas alcalinas, que son en su mayoría de cinc-carbono y alcalinas,aportan al medio ambiente iones cinc, manganeso, cobre, hierro e hidróxido de potasio, mientras que los desechos de baterías liberan iones plata, plomo y ácido sulfúrico. Estos iones contaminan los cuerpos de agua y el suelo, lo cual se constituye en una seria amenaza para la ecología y la salud pública.

El objetivo del presente trabajo es disminuir la contaminación debida a la migración de iones provenientes de las pilas alcalinas agotadas, realizando la disolución selectiva de los barros con agua destilada y ácido sulfúrico de baterías en desuso y el posterior tratamiento de los mismos para obtener sales de interés. Una consecuencia adicional, es la reducción del consumo de materia prima de la explotación minera y sus costos de producción.

Resultados

Se analizaron los componentes de pilas alcalinas (Cuadro 1)y de solución de ácido sulfúrico debaterías agotadas (Cuadro 2).

Figura 1. Diversidad de marcas y pilas recolectadas.
Figura 2. Partes constituyentes de una pila alcalina

También se realizó la evaluación de los parámetros cinéticos implicados en la lixiviación de las pilas alcalinas realizadas a temperatura y presión ambiente utilizando columnas de percolación construidas para tal efecto, según esquema mostrado en la figura 3.

Recuperación de cinc y manganeso en función del agregado de concentraciones crecientes de solución de ácido de sulfúrico de efluentes de baterías

En la Figura 6 se observa el porcentaje de recuperación de cinc y manganeso realizado en una muestra de barrode pila seco, a medida que se agregan concentraciones crecientes del disolvente, manteniendo constante la relación sólido líquido 1/10, a temperatura y presión ambiente durante un tiempo de lixiviación de 2 h.

En la Figura 7 se observa el porcentaje de recuperación de cinc y manganeso en una muestra de barro de pila seco, según se varía el tiempo de lixiviación a concentración de 50 % del disolvente, manteniendo constante la relación sólido/líquido de 1/10, a temperatura y presión ambiente.

En Figura 8 se observa el porcentaje de recuperación de cinc y manganeso respecto a los contenidos de estos iones en la muestra de barro seca, según se varían las relaciones líquido/sólido a la concentración de 50 % de disolvente respecto a la solución lixiviante, a temperatura y presión ambiente.

En la figura 9 se observa el porcentaje de recuperación de cinc y manganeso obtenido en una muestra de barro de pila seco, según se varía la cantidad de lixiviaciones a concentración de 50 % del disolvente, manteniendo constante la relación sólido líquido 1/10 a temperatura y presión ambiente.

CONCLUSIONES

Se observa que soluciones diluidas del ácido efluente de baterías, provocan una disminución importante del pH del lixiviado de barro de pilas agotadas; además se encontró un incremento de las sales solubles en un tiempo de 2 h.

Se observó que, a partir de una concentración de 63 % de ácido en una relación líquido/sólido de 10/1, la concentración de ácido de baterías se encuentra en exceso respecto a la muestra lixiviada. No se observa un incremento de la recuperación luego de 2 h de lixiviación manteniendo constante las relaciones citadas. Así mismo se observó que, la mejor recuperación se obtiene para una relación líquido/sólido de 10/1.Se puede concluir que pueden realizarse hasta dos lixiviaciones consecutivas de un mismo sustrato para incrementar su recuperación.

Se concluye que es posible realizar la lixiviación de las pilas alcalinas agotadas con soluciones de ácido efluentes de baterías en desuso, siendo la mejor relación encontrada la que corresponde a 10/1 (líquido/sólido). Si se programan lixiviaciones a una concentración de 50% de ácido en agua, se podrían realizar hasta 2 lixiviaciones para maximizar la recuperación de iones Zn y Mn, hasta un 90 % de Zn y 20 % de Mn soluble.

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