Según Adriana Torres-Ballesteros, la cofundadora de Mind the Microbes e investigadora posdoctoral de Rothamsted Research (Inglaterra), las investigaciones interdisciplinares y la acción colectiva son herramientas fundamentales para hacer frente a la crisis climática. Por ello, la editorial del mes de septiembre de la Revista Virtual Pro está dedicada a las aplicaciones de la bioingeniería. 

La investigadora resalta que la bioingeniería juega un papel fundamental en la optimización y uso de los recursos naturales, ya que la ingeniería toma el conocimiento básico en biología para crear “herramientas prácticas para gestionar el clima, reducir la contaminación y proteger los ecosistemas...”. En la misma línea, de los aportes de la bioingeniería a la biología, Virtual Pro publicó en el número de septiembre el artículo Equipo portátil para la medición de la humedad, densidad aparente y porosidad in situ de suelos para uso agrícola de Eileen Montoya y Jorge Oliveros.

Estos investigadores de la Universidad El Bosque realizaron un estudio para desarrollar un equipo portátil que midiera algunas propiedades físicas del suelo como la humedad, densidad aparente, y porosidad in situ de suelos para uso agrícola. Esta investigación fue motivada en primer lugar para facilitar el estudio de las propiedades del suelo mencionadas en lugares remotos, ya que es un sector poco desarrollado en Colombia.

En segundo lugar, esta investigación buscaba suplir una necesidad económica. El estudio de suelos es complejo, costoso y exclusivo, en este panorama desarrollar un equipo para la medición de las propiedades mencionadas que sea portátil y económico es una necesidad imperante. El costo del traslado y procesamiento de las muestras de suelo de las regiones a un laboratorio es superior al costo de los materiales para construir el equipo portátil; ya que estos materiales se pueden conseguir fácilmente y su costo no asciende los $ 500.000 COP (aproximadamente 150 USD).

Metodológicamente, este artículo es interesante porque propone un algoritmo para calcular la densidad aparente y la porosidad a partir de la única medida que puede obtenerse a través de un sensor: la humedad. Y al comparar los resultados obtenidos a través del equipo con pruebas de laboratorio certificadas se observa que los porcentajes de error en el cálculo de la medición de propiedades físicas del suelo son muy bajos; para la humedad corresponde a 3,6%; la densidad aparente, 7,63% y la porosidad, 7,95%. A futuro, los investigadores esperan que este equipo sea la base para desarrollar nuevos sensores que puedan calcular otras variables fisicoquímicas.

En la Universidad El Bosque también se desarrolló otra investigación en el campo de la bioingeniería publicada en el número de septiembre:  Prototipo de brazo robótico activado con registros de electroencefalografía de los autores Juan Carlos Lizarazo, Nicolás Bermúdez, Ivonne Carreño y Mauricio Bonilla. Estos investigadores diseñaron y probaron un brazo robótico impreso en 3D, que se basa en el trabajo 3D printed myoelectric prosthetic arm de Mahdi Elsayed Hussein. 

El brazo robótico de los investigadores colombianos se activa con registros de electroencefalografía a través de una interfaz natural apoyada en BCI (brain computer interface), que parte del análisis de las señales de la actividad eléctrica del cerebro. En otras palabras, se ubican electrodos en la cabeza del usuario para controlar el brazo impreso en 3D. Para ello fue necesario entrenar al usuario durante una semana para imaginar movimientos de flexión-extensión del codo, pronación-supinación de la muñeca, y abrir y cerrar la mano. 

Este proyecto es un aporte valioso de la ingeniería a la medicina, ya que tiene como fin diseñar prótesis para personas que han perdido el miembro superior, y mejorar así su calidad de vida. Los investigadores concluyen que “con un buen entrenamiento, las personas podrían tener la capacidad de utilizar su brazo robótico por medio de la imaginación del movimiento”.  Sin embargo, hay un aspecto a desarrollar a futuro y es perfeccionar el dispositivo, ya que el prototipo es muy sensible, y cualquier movimiento del usuario como un parpadeo involuntario o un movimiento de cabeza puede interpretarse como una señal que se traduce en el movimiento del brazo. Es decir, la interfaz debe ser perfeccionada para que el usuario pueda usar el brazo robótico en un ambiente real.

Finalmente, es importante mencionar las reseñas del número 212 de Virtual Pro sobre los avances en bioingeniería alrededor del mundo. Se destacan dos artículos reseñados, el primero  Revisión sobre nanomateriales en plantas, peligros y aplicaciones en el sector de la agricultura de los autores Eva Kranjc y Damjana Drobne de la Universidad de Ljubljana en Eslovenia, quienes revisan los peligros de la aplicación de nanomateriales en la agricultura (ENM). Los autores proponen el biomonitoreo como medida para rastrear “la exposición ambiental de ENM en el futuro”.

El segundo es Mejoramiento de la tolerancia a las heladas y de la tasa de germinación de semillas de arroz a bajas temperaturas a través del gen GmFAD3A para desaturación del ácido graso ω-3 de los autores chinos Xin Wang, Chao Yu, Yi Liu, Lu Yang, Yang Li , Wen Yao, Yicong Cai, Xin Yan, Shaobo Li et al. Es importante destacar este artículo porque es un estudio que podría aplicarse en el mejoramiento de cultivos en Colombia y otras regiones de América Latina. 

Como es sabido, las bajas temperaturas son uno de los factores que más afecta el crecimiento y la calidad de los cultivos. Por ello, para hacerlos más resistentes se modificó genéticamente “el contenido de ácidos grasos poliinsaturados (PUFAs) en cultivos de arroz, específicamente a través de la sobre-expresión de la enzima ω-3 desaturasa de Glycine max (GmFAD3A) conducida por un promotor de ubiquitina de maíz”. Como resultado de esto, las tasas de supervivencia y la tolerancia al frío mejoraron en las plantas transgénicas GmFAD3A. 

Los dos artículos mencionados son relevantes, porque como ya se ha mencionado, pueden tomarse como referentes para el desarrollo de estudios sobre agricultura y bioingeniería en la región.

Encuentra más información en la Biblioteca Virtual Pro.

Anyeli Rivera Tancón

Profesional en Estudios Literarios

Universidad Nacional de Colombia