MATERIAL RETO INTELECTUAL

PROBLEMÁTICA 1

Pérdida de biodiversidad debido a la explotación de terrenos con fine agrícolas en el municipio de Galeana, Nuevo León.

 

Objetivos a cumplir 

15. Proteger, restablecer y promover el uso sostenible de los ecosistemas terrestres, efectuar una ordenación sostenible de los bosques, luchar contra la desertificación, detener y revertir la degradación de las tierras y poner freno a la pérdida de la diversidad biológica

 

Descripción

La demanda de alimentos en México recientemente ha ido en aumento, debido principalmente al crecimiento poblacional y al desarrollo económico, ya que los productos mexicanos se han posicionado en los mercados internacionales. Es por ellos que surge la necesidad de crecimiento de la actividad agroalimentaria del estado, buscando no solo el crecimiento, sino también la sostenibilidad.

 

En Galeana, Nuevo León se presentan condiciones óptimas para el desarrollo del cultivo de papa, por lo que esta región ha llegado a considerarse una de las zonas más importantes en la producción de papa a nivel nacional. Para crecer estos cultivos es necesario realizar una adecuada preparación del suelo, para lo que se utilizan desde técnicas manuales hasta maquinaria.

 

Además de su importancia como productor a nivel nacional, este municipio se encuentra dentro de la Región Terrestre Prioritaria TOKIO (RTP-80 TOKIO), debido a que tiene una importante distribución de las últimas colonias del perrito de la pradera, además de otros organismos como el tejón, zorra del desierto y águila real. El avance de la frontera agrícola representa uno de los problemas más importantes en esta región, desplazando e incluso eliminando a las especies claves que ahí se encuentran. 

 

¿Cómo utilizarías tus conocimientos para proponer alguna solución a este problema tan importante para la sociedad y la biodiversidad de nuestro estado? 


 

Documentos complementarios

 

Manifestación de impacto ambiental de Galeana, Nuevo León, de la SEMARNAT

http://sinat.semarnat.gob.mx/dgiraDocs/documentos/nl/estudios/2012/19NL2012UD032.pdf

 

Importancia del cultivo de papa en regiones de Galeana

http://repositorio.uaaan.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/123456789/1217/IMPORTANCIA%20DE%20LA%20PAPA%20%28Solanum%20tuberosum%20L.%29%20EN%20LA%20RAVIDAD%20NUEVO%20LEON.pdf?sequence=1&isAllowed=y

 

Descripción de la RTP-80 TOKIO

http://www.conabio.gob.mx/conocimiento/regionalizacion/doctos/rtp_080.pdf

 

Necesidad de crecimiento de la agricultura en México

https://www.gob.mx/cms/uploads/attachment/file/255627/Planeaci_n_Agr_cola_Nacional_2017-2030-_parte_uno.pdf

PROBLEMÁTICA 2

HAMBRE CERO

En Nuevo León más de 160,000 personas viven con hambre, y más de 750,000 con carencias alimentarias. Hoy en día hay programas cuyo objetivo es solventar esta carencia de alimento en la población, pero su manera de hacerlo básicamente consiste en recaudar y canalizar donaciones de productos varios a estas comunidades, así como brindar orientación alimentaria. Esto resuelve el problema parcialmente, ya que la comida que llega a las mesas de esas familias no necesariamente es del mayor valor nutrimental posible, ni en las cantidades óptimas para el correcto desarrollo de los individuos, ya que viene de donaciones.

Hoy en día, este problema busca resolverse desde muchos frentes: 

Político - Se han hecho esfuerzos por, por ejemplo, obligar a los gobiernos de los países más afectados a dar tierras cultivables a familias locales. 
Inconveniente: La población no necesariamente está capacitada para manejar la tierra. No cuentan con la tecnología necesaria para ser competitivos. 


Organizacional - Hay muchas organizaciones civiles dedicadas a la recolección y distribución de alimentos, ya sea por donaciones o por ser productos que las empresas ya no pueden/quieren vender. 
Inconveniente: Los alimentos pueden echarse a perder en el proceso de recolección, transporte y entrega. Se requiere mucha energía para transportarlos con refrigeración. 


Biotecnológico - Utilizar plantas y animales genéticamente modificados (transgénicos) para aumentar el volumen de producción alimentaria.
Inconveniente: Hay una fuerte desinformación en la población, que provoca miedo y rechazo a los productos. Muchos de los transgénicos vienen de empresas cuyos productos dañan los suelos hasta dejarlos infértiles. 

El problema puede ser atacado desde la trinchera que mejor puedan atacar como equipo, sumando sus habilidades. 

Referencias: 
Políticas - 
ERRADICAR EL HAMBRE CON BIOTECNOLOGÍA. PROMESAS, INQUIETUDES Y NUEVOS DESAFÍOS EN UN MUNDO GLOBALIZADO
http://www.redalyc.org/pdf/4959/495950255002.pdf 

 

PROBLEMÁTICA 3

Un paso hacia la economía circular: Valorización de residuos.

 

Objetivos de Desarrollo Sostenible: #6, #7, #9, #11, #12, #13, #17


Un gran inconveniente de la economía actual para sostenibilidad es que es lineal, es decir,  se consiguen recursos primarios, se transforman y luego se desechan los residuos sin llevar a cabo necesariamente un proceso de valorización de estos. Esto tiene ventajas competitivas a corto plazo para las empresas, puesto que no tienen que implementar procesos costosos para manejar sus residuos. Pero esto es un problema muy grande, puesto que ha generado mucho daño medioambiental y un gasto de recursos que podrían transformarse en productos de valor. 


Seguro han escuchado que la economía circular es un conjunto de prácticas con las que se pueden usar los residuos de una industria o proceso para usarlos en otro a través de la reutilización, reciclaje, reducción, entre muchas otras estrategias que disminuyen la explotación de recursos primarios, implementando así procesos de los cuales también se puede obtener capital partiendo de residuos.


Los residuos se clasifican dependiendo de su composición, y esta varía dependiendo de la industria o procesos de dónde se deriven. También es muy importante tomar en cuenta el ámbito legal y político en la gestión de residuos, por lo que las medidas de seguridad que se tomen son cruciales. No es lo mismo manejar residuos agroindustriales provenientes de una empresa con residuos orgánicos (como cáscaras de frutas), que de una empresa de químicos, ya que la mayoría de los solventes y productos secundarios son tóxicos. Para contribuir a la gestión de residuos, debemos encontrar maneras de conectar ideas para implementar soluciones y vías alternas del manejo de residuos. 
Para implementar un sistema de valorización, primero tienen que definir con qué residuos quieren trabajar. Para los fines de esta actividad, nos centraremos en el caso de los residuos líquidos. Tal es el caso de aguas residuales, que pueden ser: Domésticas o Industriales


Todas las empresas tienen materia prima, procesos, productos y residuos diferentes. Su objetivo será desarrollar una manera de explotar los residuos de una mejor manera.
 

Recomendaciones.
Pueden tomar en cuenta normas y leyes sobre regulación de residuos y procesos tecnológicos/industriales, logísticos o culturales existentes, (sistemas de separación de basura más eficientes/convenientes). Esto dependerá de qué tipo de residuos y enfoque deseen implementar. 
Vean los procesos de manera holística, analicen los pasos existentes y que podrían modificar de ellos. 

 

El tratamiento de residuos involucra muchos objetivos de la sostenibilidad, como:

  • Formación de comunidades sostenibles

  • Producción y consumo responsables

  • Industria, innovación e infraestructura

  • Energías renovables

  • Acción por el clima

  • Agua limpia y saneamiento

  • Alianzas para lograr los objetivos

Información suplementaria.
Composición del agua residual doméstica
http://cidta.usal.es/cursos/EDAR/modulos/Edar/unidades/LIBROS/logo/pdf/Aguas_Residuales_composicion.pdf
Manual de tratamiento de residuos
https://www.gob.mx/cms/uploads/attachment/file/135609/SGAPDS-3-13.pdf
Saneamiento de aguas, Agua y Drenaje de  Monterrey
https://web.sadm.gob.mx/areas/saneamiento
Tratamiento de Aguas Industriales, un ejemplo. 
https://condorchem.com/files/case-studies/CS%20Biopharm.pdf

 

PROBLEMÁTICA 4

Agua potable en Nuevo León 

 

Objetivos a cumplir 

6. Garantizar la disponibilidad de agua y su ordenación sostenible y el saneamiento para todos.

 

Descripción

El agua es el principal recurso mediante el que comenzaremos a sentir los efectos del cambio climático, ya que su disponibilidad en algunas zonas del mundo comienza a ser menor. Entre las principales razones está el incremento de inundaciones que han provocado que ciertos puntos de distribución y sanidad del vital líquido sean dañados, además, las fuentes de agua potable cada vez se contaminan más. En otras regiones las sequías comienzan a ser más extremas e impactan en la salud y productividad de las personas. 

En Nuevo León, sufrir la escasez de este recurso natural es una posibilidad cada vez menos alejada, pues se encuentra en el ranking de los estados que están cerca de vivir una crisis de agua y agotar este recurso. 

De acuerdo al World Resource Institute (WRI), en nuestro país, Nuevo León ocupa un lugar de estrés hídrico muy alto, ya que se ubica en el puesto 12 de 32, con un total de 4.4 de un máximo de 5. Con esto, la entidad está cada vez más cerca de alcanzar el Día Cero, que significa quedarse sin agua. 

El incremento de la población en Monterrey y la zona metropolitana exige una mayor demanda del recurso en cuestión, además, los seis ríos que atraviesan el estado presentan problemas de contaminación causados principalmente por descargas sanitarias o industriales, siendo la principal las descargas del drenaje sanitario en los cauces encontrados cerca de las zonas urbanas. La mayoría de las veces se debe a la falta de infraestructura y sistemas de gestión adecuados para el volumen generado de aguas residuales, que cada vez es mayor.  

Una de las medidas que se tomaron para poder garantizar el abastecimiento de agua en los diferentes municipios fue disminuir la presión que llegaba a cada colonia, evitando de esta forma su desperdicio, sin embargo, no ha sido suficiente.

Existen países que, pese a encontrarse en zonas propensas a sequías o que debido a la región sería difícil acceder a este recurso, han tomado medidas para el uso sustentable del agua, el principal es Países Bajos. La infraestructura y las plantas de tratamiento de aguas residuales han ayudado a la buen manejo de este recurso, garantizando el abastecimiento de la población. Otros ejemplos son Singapur, Israel, Estocolmo y Silicon Valley.  
 

De acuerdo a la ONU, poder garantizar el acceso sustentable de agua potable y servicios de sanidad es uno de los mayores retos a los que nos enfrentamos en los siguientes años. Poder solucionar la problemática relacionada con la contaminación de los ríos en el estado requiere imaginación e interdisciplinariedad, y mediante el uso de la ciencia y la tecnología se puede lograr.

 

Mediante un equipo interdisciplinario ¿cómo resolverías este gran reto al que los ciudadanos nos enfrentaremos en los próximos años? Recuerda que el objetivo es garantizar que todos los ciudadanos del estado cuenten con agua potable.


 

Documentos complementarios

Escasez de agua en Nuevo León

https://d.elhorizonte.mx/local/alertan-a-nl-se-le-acaba-el-agua-al-estado/2606509

 

El agua y el cambio climático

https://www.unwater.org/publications/un-water-policy-brief-on-climate-change-and-water/

 

Países que manejan el agua de manera inteligente

https://www.aguasresiduales.info/revista/noticias/5-paises-lideres-en-el-manejo-inteligente-del-agua-6tXbM

 

Saneamiento de aguas, Agua y Drenaje de  Monterrey

https://web.sadm.gob.mx/areas/saneamiento

PROBLEMÁTICA 5

Uso masivo de antibióticos: Un problema que nos afecta a todos

 

Objetivos a cumplir 

3. Garantizar una vida sana y promover el bienestar para todos en todas las edades.

 

Descripción

El uso masivo de antibióticos facilita la aparición de microorganismos cada vez más resistentes, según han denunciado en los últimos años diversas entidades especializadas, entre las que destaca la Organización Mundial de la Salud.

 

Una investigación llevada a cabo por la organización independiente Bureau of Investigative Journalism (BIJ) muestra que se vendieron 2.800 toneladas de colistina para uso veterinario en países como Vietnam, India, Corea del Sur, Rusia, México, Colombia y Bolivia. El caso es especialmente grave, ya que se confirmó que existen empresas farmacéuticas que hacen publicidad sin ningún tipo de limitación sobre productos para el engorde de pollos, en los que se incluye la colistina.

 

La utilización masiva e incorrecta de la colistina, por ejemplo en las granjas de pollos ahora denunciadas puede provocar la aparición de nuevas variedades o cepas de microorganismos que sean resistentes a este tratamiento; de forma que el consumo de carne de organismos tratados con este fármaco trae consigo el consumo de bacterias farmacorresistentes.

 

La resistencia a los antibióticos está aumentando en todo el mundo a niveles peligrosos. Día tras día están apareciendo y propagándose en todo el planeta nuevos mecanismos de resistencia que ponen en peligro nuestra capacidad para tratar las enfermedades infecciosas comunes. Un creciente número de infecciones, como la neumonía, la tuberculosis, la septicemia, la gonorrea o las enfermedades de transmisión alimentaria, son cada vez más difíciles de tratar, a medida que los antibióticos van perdiendo eficacia.

¿Qué harías tú para solucionar este problema?


 

Documentos complementarios

 

ONU alerta de que la mayor resistencia a antibióticos es una amenaza a la salud mundial

https://www.lavanguardia.com/natural/20171205/433441953674/onu-resistencia-antibioticos-amenaza-salud-mundial.html

 

Khan academy: Resistencia a los antibioticos

https://es.khanacademy.org/science/health-and-medicine/current-issues-in-health-and-medicine/antibiotics-and-antibiotic-resistance/a/what-is-antibiotic-resistance

 

Organización Munidal de la Salud

https://www.who.int/es/news-room/fact-sheets/detail/resistencia-a-los-antibi%c3%b3ticos

 

10 most dangerous antibiotic-resistant bacteria

https://longitudeprize.org/blog-post/10-most-dangerous-antibiotic-resistant-bacteria

PROBLEMÁTICA 6

Sargazo invade la costa del Caribe Mexicano tornando las playas color marrón

 

Objetivos a cumplir

14. Conservar y utilizar en forma sostenible los océanos, los mares y los recursos marinos para el desarrollo sostenible.

 

Descripción

Los florecimientos de macroalgas están aumentando a nivel global. La costa del Caribe Mexicano recibió cantidades masivas atípicas de las macroalgas pardas pelágicas Sargassum fluitans y S. natans desde el verano de 2014 hasta el invierno de 2015, haciendo que las aguas claras de playas como Cancún y la Riviera Maya se tornaran marrón y se percibieron aromas desagradables debido a la descomposición de las algas en la zona.

La acumulación y descomposición de algas en playas y aguas litorales afectó los ecosistemas costeros, la salud humana y la industria turística, que es el motor económico local. En el mes pico de acumulación, la costa recibió en promedio 2,360 m3 de sargazo por km de playa. Se establecieron comités en los cuales participaron instancias gubernamentales, científicas y empresariales. Se elaboraron reglamentos para remover el sargazo de playas y aguas litorales. 

El gobierno federal asignó 60 millones de pesos para contrarrestar el impacto, y se contrataron maquinaria y 4,404 empleados para remover el sargazo. A pesar de estos esfuerzos, el alto volumen que recaló superó la capacidad de remoción. 

La remoción de sargazo, además, causó daños al medio ambiente porque las reglas para removerlo, transportarlo y disponer de él no siempre se respetaron y la vigilancia fue insuficiente. La mayor parte del sargazo fue tratado como basura, aunque algunas personas locales establecieron iniciativas privadas para procesar el sargazo como fertilizante complementario. 

La respuesta para enfrentar el evento fue insuficiente debido a la carencia de un programa robusto de monitoreo que permitiera obtener indicadores estadísticamente confiables para estimar y mitigar el impacto de la afluencia masiva de sargazo para la industria turística, así como para la salud de los ecosistemas y del hombre.

¿Tú qué propones para combatir este serio problema?

Papers de apoyo: https://drive.google.com/drive/folders/1Ck3CHToJMJZZj-5TQJy2S_17tqTWRW3j?usp=sharing

PROBLEMÁTICA 7

Contaminación por PET

 

Objetivos a cumplir 

12. Garantizar modalidades de consumo y producción sostenibles.

 

Descripción

Un tercio de la basura doméstica en México se debe a los envases de PET, ya que se producen aproximadamente nueve mil millones de botellas al año (Góngora, 2014). Además, es un material de riesgo para el ser humano, su uso constante puede liberar compuestos químicos como DEHA (dietilhidroxilamina), sustancia que provoca cáncer o BBP (butilbencilftalato), el cual altera el funcionamiento hormonal, e incluso puede provocar irritación en la piel, ojos y pulmones.

Las bolsas de plástico, fabricadas con polietileno de baja densidad, tardan más de un siglo en descomponerse totalmente. En la actualidad hay alternativas, como las bolsas de fécula de patata. Sin embargo, las botellas de plástico pueden tardar en degradarse hasta 1000 años si permanecen enterradas. En la actualidad, los océanos están altamente contaminados de ocho millones de toneladas de plástico al año; se estima que para 2020 serán 500 millones de toneladas, debido a la producción acelerada de plásticos y a que el proceso de degradación del PET en los océanos es más lento que en la tierra (Santillan, 2018)

La Comisión de Medio Ambiente y Recursos Naturales de México, actualmente está analizando reformas a la Ley General para la Prevención y Gestión Integral de los Residuos, a fin de regular el manejo de envases y embalajes de Polietileno Teraftalato (PET), porque más de 90 millones de botellas de refrescos y de agua, hechos con este material, son lanzados a la vía pública, carreteras, bosques, playas, ríos y mares. (Cámara de Diputados, 2017)

A pesar de que el PET es uno de los plásticos más fáciles de reciclar y que en México hay un 60% de reciclaje de este material, el 40% restante representan decenas de miles de material desechado contaminante que terminará en algún relleno sanitario o como contaminante en el mar.

¿Cómo implementarías la biología sintética en esta situación para reducir el impacto o incluso resolver este problema?
 

Documentos complementarios

 

Biodegradación de desechos plásticos

https://www.advancedsciencenews.com/biodegradation-of-plastic-waste/

 

Bioplásticos

https://www.petpower.eu/en/sustainability-programme/bioplastics/

 

Brueckner, T.; Eberl, A.; Heumann, S.; Rabe, M.; Guebitz, M. G. Enzymatic and chemical hydrolysis of poly(ethylene terephthalate) fabrics. J. polym. Sci. Pol. Chem. 2008. 46: 6435-6443.

Camara de diputados, Boletin 3469 

http://www5.diputados.gob.mx/index.php/esl/Comunicacion/Boletines/2017/Abril/13/3469-En-Mexico-90-millones-de-botellas-de-plastico-de-refrescos-y-agua-son-lanzados-a-la-via-publica-rios-y-mares


Góngora, P. La industria del plástico en México y el mundo, Bancomext Comercio Exterior, volumen 64, número 5, septiembre de 2014

PROBLEMÁTICA 8

Objetivo #6: Agua limpia y saneamiento

Objetivo #14: Vida submarina

 

Acidificación de los mares

 

    La acidificación de los mares es el nombre dado al descenso del pH en el agua de mar debido a la absorción de CO2 antropogénico. Los mares al absorber el CO2 ayudan a mitigar parte del cambio climático, sin embargo pone en riesgo la biodiversidad de los mares. 

    Entre la atmósfera, geosfera e hidrosfera, se desarrollan el ciclo del carbono, el ciclo del oxígeno, el del hidrógeno y el del nitrógeno. El agua del planeta está compuesta de hidrógeno, oxígeno, carbono, iones de sodio y potasio y otros que componen los minerales disueltos en ella. En mares y océanos, el agua lleva una carga elevada de sodio que caracteriza su sabor salado. La combinación de estos elementos dan lugar al H2O y al CO2, en medio y en constante dinámica está el ácido carbónico. El dióxido de carbono que esta sobre el mar interactúa con las moléculas de agua de las capas superficiales produciendo ácido carbónico, se puede decir que el ácido es un compuesto intermedio porque está a su vez reaccionando con los iones de hidrógeno e iones bicarbonato presentes en el agua de manera natural, como los demás.

    La cantidad de CO2 que está en la atmósfera y que los mares absorben ha aumentado a causa de la actividad humana, esta cantidad que los mares absorben de manera natural, está descompensando el equilibrio provocando que el pH del agua baje, es decir se acidifique. El valor del pH es de 8,2 con una variación de 0,3 unidades entre los océanos. Si el sistema absorbe más CO2, se produce al otro lado de la reacción más ión hidrógeno(H+), éste a su vez reacciona con el ión carbonato (CO3) 2-, que proviene del carbonato de calcio (CaCO3) de las conchas de muchos animales, la reacción produce una desequilibrio en la calcificación de dichas conchas, el ión de hidrógeno impide que los mariscos lo utilicen para construir sus conchas. Entre estos animales está el fitoplancton fuente de alimento de las ballenas y las diatomeas, organismos esenciales en la cadena de la vida. 

     Sin embargo, no sólo en mares y océanos peligra la biodiversidad. En ríos y lagos la absorción de CO2 impacta de manera diferente, pues en ciertos organismos inhibe sus mecanismo de defensa volviendolos más vulnerables a depredadores.

    Entre las acciones que ha emprendido el gobierno de México han sido la siembra de corales en las costas de Quintana Roo, iniciativa impulsada por el Instituto Nacional de Pesca y Acuacultura.

¿Cómo implemetarías la biotecnología en esta situación para reducir el impacto o incluso resolver este problema?

Recursos:

https://academic.oup.com/icesjms/article/65/3/414/789605

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0196890496003135

https://www.gob.mx/semarnat/articulos/la-acidez-de-los-oceanos-aumenta-por-el-cambio-climatico?idiom=es

 

Bibliografia:

  • Fabry, V. J., Seibel, B. A., Feely, R. A., & Orr, J. C. (2008). Impacts of ocean acidification on marine fauna and ecosystem processes. ICES Journal of Marine Science, 65(3), 414-432.

  • Doney, S. C., Fabry, V. J., Feely, R. A., & Kleypas, J. A. (2009). Ocean acidification: the other CO2 problem. Annual review of marine science, 1, 169-192.

  • Aizawa, K., & Miyachi, S. (1986). Carbonic anhydrase and CO2 concentrating mechanisms in microalgae and cyanobacteria. FEMS Microbiology Reviews, 2(3), 215-233.

Weiss, L. C., Pötter, L., Steiger, A., Kruppert, S., Frost, U., & Tollrian, R. (2018). Rising pCO2 in freshwater ecosystems has the potential to negatively affect predator-induced defenses in Daphnia. Current Biology, 28(2), 327-332.