/ viernes 18 de junio de 2021

UG TU CONECTE CON LA CIENCIA

Uso de tecnologías de Innovación para generar Salud Ambiental y Ciudades Sustentables


Alma Hortensia Serafin Muñoz*, Berenice Noriega Luna. Guadalupe Medina Mejía, Ulises Emiliano Rodríguez Castrejón, Armando Guerrero Aguilar

*Depto de Ingenierías Civil y Ambiental de la División de Ingenierías del Campus Guanajuato de la Universidad de Guanajuato



Las ciudades sustentables son un requisito indispensable hoy en día. Dentro de la Agenda 2030, forma parte de los 11 objetivos principales (Tsalis et al., 2020). Uno de los principales objetivos de las ciudades sostenibles es generar y promover la salud ambiental.

La salud ambiental influye directamente no sólo nuestro bienestar sino del planeta y su entorno, y a pesar de que estamos ante una Era post-COVID sigue siendo un gran desafío para atender (Anholon et al., 2020). La salud ambiental comprende los aspectos de la salud antropogénica, incluida la calidad de vida y el bienestar social, que son determinados por factores sociales, ambientales, físicos, químicos y biológicos.

Para promover la salud ambiental se debe atender las problemáticas ambientales generadas por la contaminación de los recursos naturales. Por lo que se debe implementar tecnologías factibles y sustentables en atención a las diversas problemáticas de contaminación. Siguiendo este mismo contexto, se citan algunos trabajos de investigación para atender dos casos de estudios de gran relevancia, aguas contaminadas por metales y metaloides, y el aprovechamiento sustentable de los residuos sólidos urbanos (RSU) para la producción de productos de alto valor agregado.

Actualmente en varias partes del mundo existen cuerpos de agua altamente contaminadas con metales y metaloides. En particular, el arsénico (As) es un metaloide tóxico presente en altas concentraciones en las aguas naturales debido a diversas condiciones hidrogeológicas, geoquímicas y a procesos antropogénicos, causando graves problemas de salud ambiental en todo el mundo.

Uno de los principales problemas es el uso de agua contaminada con As procedente de aguas subterráneas o fluviales para su consumo o uso doméstico. Los principales efectos críticos asociados a la ingestión a largo plazo de arsénico inorgánico por parte de los seres humanos son el cáncer, las lesiones cutáneas, las enfermedades cardiovasculares, la neurotoxicidad, la diabetes renal y los trastornos hematológicos y respiratorios.

Aunque la Organización Mundial de la Salud recomienda 10 μgL-1 (World Health, 2018)como concentración máxima de As en el agua potable como límite permisible, varios países, como México, India y Bangladesh, siguen permitiendo As de 25 a 50 μgL-1 (Castrejón et al., 2019).En todo el mundo, se estima que más de 40 millones de personas corren el riesgo de beber agua contaminada con As. Una de las técnicas sustentables para analizar el diagnóstico de la calidad de agua es mediante el uso de bioindicadores (Bonanno et al., 2020).

Un bioindicador se utiliza en la biomonitorización de la exposición a contaminantes. Para evaluar cómo existe la contaminación espacialmente, las especies sésiles y nativas son las mejores (Hinojosa-Garro et al., 2020). Las especies bioindicadoras son fáciles de muestrear, presentan respuestas a los tóxicos (respuestas de biomarcadores) que pueden medirse de forma fiable y muestran dependencia de la concentración. Los organismos modelo comúnmente utilizados son buenas especies bioindicadoras sólo cuando son comunes en el entorno natural estudiado (Saroop & Tamchos, 2021). Las algas especialmente por su alta capacidad de bioacumulación de metales, se consideran buenos bioindicadores y se utilizan a menudo para evaluar los ecosistemas acuáticos (Srivastava et al., 2020). En cuanto al tratamiento de aguas contaminadas con metales y metaloides, el uso de la biorremediación como tecnología sustentable que implica el uso de microorganismos para desintoxicar metales pesados tóxicos o metaloides, ha recibido una atención creciente en los últimos tiempos como medio de limpieza de un entorno contaminado.

La bio-absorción de iones metálicos por bacterias nativas es un ejemplo de una amplia variedad de aplicaciones potenciales y reales de la técnica de biorremediación en el tratamiento de aguas contaminadas (Andreasen et al., 2018).

Por otro lado, las aguas contaminadas por la industria textil generan grandes cantidades de colorantes o anilinas que afectan a la salud. El uso de hongos degradadores ofrece un gran campo de aplicación y sustentable para el tratamiento de estas aguas residuales. Sumado a esto, la invención de prototipos que impliquen el uso microorganismos como bacterias y/o hongos vinculados con sistemas de empaquetamiento de diversos materiales, como los materiales lignocelulósicos provenientes de los residuos agrícolas, es una gran oportunidad para aplicar y atender la problemática de contaminación del agua de forma sustentable.

Anualmente el planeta produce más de 2.100 millones de toneladas de basura, de las cuales solo el 16 por ciento es reciclada. Según el informe Whata waste 2.0 a global snapshot of solid waste management, realizado por el Banco Mundial, en 2050 la producción de desechos aumentará 3,4 miles de millones de toneladas (Kaza et al., 2018). Actualmente se esta realizando el estudio de investigación de transformas los RSU en productos de alto valor agregado. La clave: las biorrefinerías.

La biorrefinería es una estrategia emergente para sustituir progresivamente a la refinería convencional (Plante et al., 2019). Esta técnica pretende producir biocombustibles y productos de valor añadido a partir de la biomasa lignocelulósica. Gracias a los intensos esfuerzos de investigación, se han desarrollado varias tecnologías innovadoras para utilizar los componentes químicos de la biomasa. Sin embargo, la aplicación de la nueva técnica debe tener en cuenta los tres pilares del desarrollo sostenible, es decir, el desarrollo económico, social y medioambiental.

Las preocupaciones podrían ser específicas de la materia prima o de la región, lo que daría lugar a requisitos completamente diferentes del proceso deseado en diferentes circunstancias. Por lo que analizar los conceptos clave en el diseño y las técnicas de innovación son indispensables para la conversión de la biomasa. Desde una perspectiva sustentable los parámetros operativos como la energía, el agua y los productos químicos deben ser siempre analizados dentro de cada cadena productiva para garantizar procesos factibles en la producción de bioenergía.

El desarrollo de las tecnologías sustentables es crucial. Sin embargo, desde una visión multidisciplinar, la aplicación de tecnologías para atender problemáticas ambientales es incompleta sino va llevada con la educación ambiental. La sociedad debe comprender el daño que ha generado a su ambiente y con ello a la salud antropogénica.

Por lo que, entre más comprenda la sociedad la problemática ambiental y la forma de contribuir positivamente al saneamiento de su entorno, generará, desde los pequeños a grandes cambios, una salud ambiental real y por consiguiente generar comunidades o ciudades sustentables en toda su gamma.

El desarrollo y aplicación de tecnologías sustentables bajo el esquema de I+D+i, ofrece un gran campo de oportunidades para atender las problemáticas de contaminación actual vinculada con la educación ambiental.

Hacia una perspectiva futura, se debe considerar la vinculación integral entre los sectores gubernamentales, productivos, académicos con la propia sociedad para lograr grandes cambios y llegar a la meta globalizada en el aumento de comunidades o ciudades sustentables en el mundo.


Cualquier comentario sobre este artículo, favor de dirigirlo a eugreka@ugto.mx. Para consulta de más artículos www.ugto.mx/eugreka

Uso de tecnologías de Innovación para generar Salud Ambiental y Ciudades Sustentables


Alma Hortensia Serafin Muñoz*, Berenice Noriega Luna. Guadalupe Medina Mejía, Ulises Emiliano Rodríguez Castrejón, Armando Guerrero Aguilar

*Depto de Ingenierías Civil y Ambiental de la División de Ingenierías del Campus Guanajuato de la Universidad de Guanajuato



Las ciudades sustentables son un requisito indispensable hoy en día. Dentro de la Agenda 2030, forma parte de los 11 objetivos principales (Tsalis et al., 2020). Uno de los principales objetivos de las ciudades sostenibles es generar y promover la salud ambiental.

La salud ambiental influye directamente no sólo nuestro bienestar sino del planeta y su entorno, y a pesar de que estamos ante una Era post-COVID sigue siendo un gran desafío para atender (Anholon et al., 2020). La salud ambiental comprende los aspectos de la salud antropogénica, incluida la calidad de vida y el bienestar social, que son determinados por factores sociales, ambientales, físicos, químicos y biológicos.

Para promover la salud ambiental se debe atender las problemáticas ambientales generadas por la contaminación de los recursos naturales. Por lo que se debe implementar tecnologías factibles y sustentables en atención a las diversas problemáticas de contaminación. Siguiendo este mismo contexto, se citan algunos trabajos de investigación para atender dos casos de estudios de gran relevancia, aguas contaminadas por metales y metaloides, y el aprovechamiento sustentable de los residuos sólidos urbanos (RSU) para la producción de productos de alto valor agregado.

Actualmente en varias partes del mundo existen cuerpos de agua altamente contaminadas con metales y metaloides. En particular, el arsénico (As) es un metaloide tóxico presente en altas concentraciones en las aguas naturales debido a diversas condiciones hidrogeológicas, geoquímicas y a procesos antropogénicos, causando graves problemas de salud ambiental en todo el mundo.

Uno de los principales problemas es el uso de agua contaminada con As procedente de aguas subterráneas o fluviales para su consumo o uso doméstico. Los principales efectos críticos asociados a la ingestión a largo plazo de arsénico inorgánico por parte de los seres humanos son el cáncer, las lesiones cutáneas, las enfermedades cardiovasculares, la neurotoxicidad, la diabetes renal y los trastornos hematológicos y respiratorios.

Aunque la Organización Mundial de la Salud recomienda 10 μgL-1 (World Health, 2018)como concentración máxima de As en el agua potable como límite permisible, varios países, como México, India y Bangladesh, siguen permitiendo As de 25 a 50 μgL-1 (Castrejón et al., 2019).En todo el mundo, se estima que más de 40 millones de personas corren el riesgo de beber agua contaminada con As. Una de las técnicas sustentables para analizar el diagnóstico de la calidad de agua es mediante el uso de bioindicadores (Bonanno et al., 2020).

Un bioindicador se utiliza en la biomonitorización de la exposición a contaminantes. Para evaluar cómo existe la contaminación espacialmente, las especies sésiles y nativas son las mejores (Hinojosa-Garro et al., 2020). Las especies bioindicadoras son fáciles de muestrear, presentan respuestas a los tóxicos (respuestas de biomarcadores) que pueden medirse de forma fiable y muestran dependencia de la concentración. Los organismos modelo comúnmente utilizados son buenas especies bioindicadoras sólo cuando son comunes en el entorno natural estudiado (Saroop & Tamchos, 2021). Las algas especialmente por su alta capacidad de bioacumulación de metales, se consideran buenos bioindicadores y se utilizan a menudo para evaluar los ecosistemas acuáticos (Srivastava et al., 2020). En cuanto al tratamiento de aguas contaminadas con metales y metaloides, el uso de la biorremediación como tecnología sustentable que implica el uso de microorganismos para desintoxicar metales pesados tóxicos o metaloides, ha recibido una atención creciente en los últimos tiempos como medio de limpieza de un entorno contaminado.

La bio-absorción de iones metálicos por bacterias nativas es un ejemplo de una amplia variedad de aplicaciones potenciales y reales de la técnica de biorremediación en el tratamiento de aguas contaminadas (Andreasen et al., 2018).

Por otro lado, las aguas contaminadas por la industria textil generan grandes cantidades de colorantes o anilinas que afectan a la salud. El uso de hongos degradadores ofrece un gran campo de aplicación y sustentable para el tratamiento de estas aguas residuales. Sumado a esto, la invención de prototipos que impliquen el uso microorganismos como bacterias y/o hongos vinculados con sistemas de empaquetamiento de diversos materiales, como los materiales lignocelulósicos provenientes de los residuos agrícolas, es una gran oportunidad para aplicar y atender la problemática de contaminación del agua de forma sustentable.

Anualmente el planeta produce más de 2.100 millones de toneladas de basura, de las cuales solo el 16 por ciento es reciclada. Según el informe Whata waste 2.0 a global snapshot of solid waste management, realizado por el Banco Mundial, en 2050 la producción de desechos aumentará 3,4 miles de millones de toneladas (Kaza et al., 2018). Actualmente se esta realizando el estudio de investigación de transformas los RSU en productos de alto valor agregado. La clave: las biorrefinerías.

La biorrefinería es una estrategia emergente para sustituir progresivamente a la refinería convencional (Plante et al., 2019). Esta técnica pretende producir biocombustibles y productos de valor añadido a partir de la biomasa lignocelulósica. Gracias a los intensos esfuerzos de investigación, se han desarrollado varias tecnologías innovadoras para utilizar los componentes químicos de la biomasa. Sin embargo, la aplicación de la nueva técnica debe tener en cuenta los tres pilares del desarrollo sostenible, es decir, el desarrollo económico, social y medioambiental.

Las preocupaciones podrían ser específicas de la materia prima o de la región, lo que daría lugar a requisitos completamente diferentes del proceso deseado en diferentes circunstancias. Por lo que analizar los conceptos clave en el diseño y las técnicas de innovación son indispensables para la conversión de la biomasa. Desde una perspectiva sustentable los parámetros operativos como la energía, el agua y los productos químicos deben ser siempre analizados dentro de cada cadena productiva para garantizar procesos factibles en la producción de bioenergía.

El desarrollo de las tecnologías sustentables es crucial. Sin embargo, desde una visión multidisciplinar, la aplicación de tecnologías para atender problemáticas ambientales es incompleta sino va llevada con la educación ambiental. La sociedad debe comprender el daño que ha generado a su ambiente y con ello a la salud antropogénica.

Por lo que, entre más comprenda la sociedad la problemática ambiental y la forma de contribuir positivamente al saneamiento de su entorno, generará, desde los pequeños a grandes cambios, una salud ambiental real y por consiguiente generar comunidades o ciudades sustentables en toda su gamma.

El desarrollo y aplicación de tecnologías sustentables bajo el esquema de I+D+i, ofrece un gran campo de oportunidades para atender las problemáticas de contaminación actual vinculada con la educación ambiental.

Hacia una perspectiva futura, se debe considerar la vinculación integral entre los sectores gubernamentales, productivos, académicos con la propia sociedad para lograr grandes cambios y llegar a la meta globalizada en el aumento de comunidades o ciudades sustentables en el mundo.


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