Escuela de Química

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Misión Contribuir con el desarrollo integral de la sociedad costarricense en un marco de solidaridad y armonía con la naturaleza, por medio de su quehacer en investigación, extensión, docencia y producción, lo que permite la generación de conocimiento, la vinculación externa y la formación y actualización de profesionales en Enseñanza de la Química, Química y sus aplicaciones. Visión Es la Escuela de Química con liderazgo por su excelencia académica, innovación, y vocación de servicio en las áreas de Enseñanza de la Química, Química y sus aplicaciones. Goza de prestigio, a partir de una oferta académica (investigación, docencia, extensión y producción) actualizada, flexible y que responde a las necesidades emergentes del desarrollo nacional e internacional.

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Analíticas de aprendizaje como herramienta para la interpretación del efecto de la pandemia sobre la calificación final en la asignatura Química I de la Universidad Estatal a Distancia de Costa Rica
(Universidad Estatal a Distancia (Costa Rica), 2022) Sánchez-Gutiérrez, Rolando; Villalobos-González, Wendy
Resumen. Debido a la Covid-19, las instituciones de educación deben migrar sus prácticas tradicionales a la modalidad virtual. Esto representa retos importantes en la planificación, mediación y evaluación de las asignaturas. Las analíticas de aprendizaje son un conjunto de herramientas innovadoras en el área pedagógica, en la que el uso de datos puede contribuir al mejoramiento de las asignaturas y políticas educativas. En este trabajo se pretende realizar una reflexión descriptiva de las analíticas de aprendizaje valorando el efecto de la pandemia en el aprovechamiento de la asignatura. Para esto, se realiza una investigación de tipo cuantitativo mediante el estudio de las calificaciones en la asignatura de Química I durante el periodo 2018-2021 en la UNED, Costa Rica. El aprovechamiento general de la asignatura experimenta un aumento en la calificación promedio durante el periodo 2020-2021; además, existen diferencias significativas entre los rendimientos de acuerdo con las regiones demográficas del país. Sin embargo, es necesario realizar esfuerzos que permitan medir la calidad del aprendizaje logrado en la asignatura y el grado de satisfacción de los estudiantes con lo alcanzado en la misma.
Calidad química, física y microbiológica del agua superficial en la microcuenca del río Poás
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2023) Jiménez Jiménez, Marianela; Sánchez Gutiérrez, Rolando
Resumen. La microcuenca del río Poás exhibe algunas alteraciones en la calidad del agua superficial, por lo tanto, se optó por evaluar la calidad del recurso hídrico en la microcuenca mediante la aplicación de indicadores e índices de calidad del agua con el propósito de identificar los sitios de atención prioritaria y determinar el grado de afectación del recurso hídrico. Se estudiaron 9 sitios distribuidos de manera representativa en la microcuenca durante el período comprendido entre junio 2021 y enero del 2022, en el cual, se realizó una caracterización química, física y microbiológica del agua superficial. Los parámetros seleccionados son los que se contemplan en el Índice Holandés, en el Índice Fundación Nacional de Saneamiento y otros parámetros tales como las propiedades ópticas de la materia orgánica fluorescente. Se incluye el análisis del índice de fluorescencia, el índice de humificación y el índice de contribución biológica reciente, índices no contemplados en la normativa nacional de la calidad del agua superficial. El análisis estadístico inferencial evidencia que existen variaciones espaciales de la calidad del agua con respecto al sitio de muestreo y zona de la microcuenca. Los resultados revelan que los sitios de estudio ubicadas en la zona media y baja de la microcuenca presentaron niveles de contaminación mayores que la zona alta. Los sitios localizados en la zona baja del río Poás, en la zona media del río Prendas y en la parte baja del río Itiquis, se catalogaron como sitios de atención prioritaria, por consiguiente, se propone la creación de una red de monitoreo en la microcuenca del río Poás que incluyan los sitios enlistados. El monitoreo de los ríos contribuye a la generación de bases de resultados de calidad del agua que ayudan a los actores sociales a ejecutar acciones de remediación, mitigación o acciones que mejores la calidad del recurso hídrico. Además, se propone un plan de muestreo semestral, con propósito de recolectar datos durante la época lluviosa y la seca, mientras que el plan de análisis debe incluir los parámetros contemplados en el índice Holandés para la valoración de la calidad química y física del agua superficial, el parámetro microbiológico E. coli, nitrato, fósforo y algunos otros indicadores tales como las propiedades ópticas de la materia orgánica disuelta fluorescente. El estudio revela la importancia de utilizar parámetros físicos, químicos y microbiológicos complementarios para la clasificación inicial o reclasificación y el monitoreo de los cuerpos de agua superficial, debido a que los parámetros establecidos en la normativa nacional como indispensables para determinar la calidad del agua proporcionan información deficiente para la toma de decisiones sobre la gestión del recurso hídrico.
Chapitre 2 - Suivi des services écosystémiques dans un observatoire de caféiers agroforestiers. Recommandations pour la filière du café
(Éditions Quæ (Francia), 2017) Roupsard, O.; Allinne, C.; van den Meersche, K.; Vaast, P.; Rapidel, B.; Avelino, J.; Jourdan, C.; Le Maire, G.; Bonnefond, J.-M.; Harmand, J.-M.; Dauzat, J.; Albrecht, A.; Chevallier, T.; Barthès, B.; Clément-Vidal, A.; Gomez-Delgado, F.; Charbonnier, F.; Benegas, L.; Welsh, K.; Kinoshita, R.; Vézy, R.; Pérez-Molina, J.-P.; Kim, J.; Taugourdeau, S.; Defrenet, E.; Nespoulous, J.; Rançon, F.; Guidat, F.; Cambou, A.; Soma, M.; Mages, C.; Schnabel, F.; Prieto, I.; Picart, D.; Duthoit, M.; Rocheteau, A.; Do, F.; de Melo Virginio Filho, E.; Moussa, R.; Le Bissonnais, Y.; Valentin, C.; Sanchez-Murillo, Ricardo; Roumet, C.; Stokes, A.; Vierling, L.; Eitel, J.; Dreyer, E.; Saint-André, L.; Malmer, A.; Loustau, D.; Isaac, M.; Martin, Adam; Priemé, A.; Eberling, B.; Madsen, M.; Robelo, A.; Robelo, D.; Borgonovo, C.; Lehner, P.; Ramirez, G.; Jara, M.; Acuña Vargas, R.; Barquero, A.; Fonseca, C.; Gay, F.
Resumen: Ocho años de estudio de la ecofisiología del café y monitoreo de los servicios ecosistémicos (SE) en una gran finca de café en Costa Rica revelaron varias recomendaciones prácticas para agricultores y formuladores de políticas. El sistema de cultivo estudiado dentro de nuestro observatorio colaborativo (Coffee-Flux) corresponde a un sistema agroforestal (SFA) basado en café bajo la sombra de grandes árboles de Erythrina poeppigiana (16 % de la cobertura del dosel). Muchos SE y perjuicios dependen de las propiedades locales del suelo (en este caso, los Andisoles), especialmente la erosión/infiltración, la capacidad de almacenamiento de agua/carbono y nutrientes. Por lo tanto, para la evaluación de SE, el tipo de suelo es crucial. Una densidad adecuada de árboles de sombra (bastante baja aquí) redujo la gravedad de las enfermedades de las hojas con la perspectiva de reducir el uso de pesticidas y fungicidas. Un inventario simple del área basal en el cuello de los cafetos permitió estimar la biomasa subterránea y la edad promedio de la plantación, juzgar su valor de mercado y decidir cuándo reponerla. Las fincas de café probablemente estén mucho más cerca de la neutralidad de C de lo que predice el actual protocolo C-Neutral, que sólo considera los árboles de sombra. Se proponen evaluaciones más completas, que incluyan árboles, café, hojarasca, suelo y raíces en el balance de C del AFS. Los árboles de sombra ofrecen muchos SE si se manejan adecuadamente en el contexto local. En comparación con las condiciones de pleno sol, los árboles de sombra pueden (i) reducir la erosión laminar en un factor de 2, (ii) aumentar la fijación de N2 y el % de N reciclado en el sistema, reduciendo así los requisitos de fertilizantes, (iii) reducir la severidad de enfermedades de las hojas, (iv) aumentar el secuestro de C, (v) mejorar el microclima y (vi) reducir sustancialmente los efectos del cambio climático. En nuestro estudio de caso, no se encontró ningún efecto negativo sobre el rendimiento del café.
Compuestos orgánicos volátiles biogénicos: estado del arte sobre metodologías de muestreo y cuantificación de sus emisiones gaseosas
(Revista Tecnología en Marcha, 2024-10-01) Mora Barrantes, José Carlos
Resumen. Los compuestos orgánico volátiles biogénicos (COVB) son producidos por una gran diversidad de fuentes en los ecosistemas terrestres (flores, tallos, troncos, raíces, hojarasca, entre otros. Entre los diferentes tipos de COVB están los compuestos; terpenoides, oxigenados, alcanos, alquinos, haluros orgánicos, entre otros. La presente investigación realiza una descripción del estado del arte en relación con las diferentes metodologías aplicadas para el muestreo y cuantificación de los compuestos orgánicos volátiles biogénicos. El presente proyecto evaluó 20 diferentes investigaciones para las cuales se analizaron los COVB en diferentes ambientes (bosques, ciudades, plantas específicas, zonas agrícolas, flores, patógenos, ecosistemas mediterráneos, entre otros). Los resultados indican que existen varias técnicas utilizadas en la cuantificación de los COVB, siendo las dos técnicas analíticas que se utilizan mayormente las técnicas basadas en cromatografía de gases (GC), como cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS), GC con detector de ionización de llama (GC-FID) y desorción térmica cromatografía de gases-espectrometría de masas (TD-GC-MS); y las técnicas fundamentadas en espectrometría de masas basada en ionización química suave, como espectrometría de masas de tubo de flujo de iones seleccionados (SIFT-MS) y espectrometría de masas de reacción de transferencia de protones (PTR-MS). Se concluye que la elección de las técnicas analíticas adecuadas para el análisis de COVB depende de los objetivos específicos del estudio, las características de la muestra y la sensibilidad requerida. Las técnicas basadas en GC, como GC-MS, GC-FID y TD-GC-MS, se utilizan para la identificación y cuantificación precisa de COVB en muestras complejas, mientras que la espectrometría de masas basada en ionización química suave, como SIFT-MS y PTR-MS, se utiliza en situaciones que requieren una respuesta en tiempo real y una alta sensibilidad.
Contenido de nitrito de sodio residual en muestras de embutidos comercializados en el mercado nacional
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2019) Sánchez-Gutiérrez, Rolando; Ledezma-Zamora, Kimberly Mariela; Rámirez-Leiva, Ailyn Margoth
Resumen. Los productos de carne embutida son una fuente importante de proteína en la dieta; su alta disponibilidad en el mercado y bajo costo, lo convierten en un producto de canasta básica. El nitrito de sodio, es un excelente conservante en estos productos, fácilmente asequible a nivel industrial y altamente efectivo contra la bacteria Clostridium botulinum (causante de botulismo); no obstante, múltiples estudios han relacionado la ingesta de nitritos con la generación de nitrosaminas, moléculas precursoras de células cancerígenas. El objetivo del estudio es analizarla concentración residual de este conservante en los embutidos comercializados a nivel nacional para la determinación del cumplimiento regulatorio por tipo de embutido.
Establecimiento de un método de cromatografía de capa fina de alta resolución (HPTLC) para la determinación de Cannabidiol (CBD) en matrices comerciales presentes en el mercado nacional
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2024) Morales Alfaro, Keilor; Carballo Arce, Ana Francis
Resumen. En los últimos años, la formulación y comercialización de productos derivados de cáñamo ha presentado un incremento debido a las propiedades terapéuticas y fisiológicas atribuidas a los fitocompuestos contenidos en la planta, entre los cuales destaca el cannabidiol (CBD) por su actividad en el sistema endocannabinoide humano. Por lo tanto, debido al aumento en la demanda de este tipo de productos, surge la necesidad de disponer de técnicas analíticas adecuadas para brindar controles de calidad a estos productos. En el presente trabajo, se implementó una metodología para la determinación del contenido de CBD en productos derivados de cáñamo por cromatografía de capa fina de alta resolución (HPTLC), para lo cual, se evaluaron los parámetros de desempeño de estabilidad, límites de detección y cuantificación, ámbito, linealidad, especificidad, precisión intermedia, repetibilidad y exactitud. Por su parte, durante la implementación de metodología analítica se analizaron muestras comerciales de aceites enriquecidos con extracto de cáñamo para estudiar el comportamiento de la metodología bajo su uso previsto. De la misma forma, se elaboraron una serie de protocolos y procedimientos para la verificación del correcto desempeño de la técnica y la futura oferta del servicio de análisis. Entre los principales resultados obtenidos se encuentran el cumplimiento satisfactorio de los criterios de aceptación definidos para los parámetros de desempeño evaluados y la detección de que el 80 % de muestras analizadas presentaban diferencias superiores al ± 10 % de la cantidad de CBD descrita por el fabricante en el etiquetado del producto. Adicionalmente se realizó la identificación preliminar de otros fitocannabinoides contenidos en las muestras comerciales analizadas (e.g., CBN y CBG), la confirmación de la presencia de Δ9-THC en líquidos para cigarrillos electrónicos elaborados con CBD, así como el análisis de aceites con CBD cuyo extracto de cáñamo fue aislado del material vegetal dentro del territorio nacional, donde para estas últimas la concentración de CBD no fue detectable. Con base en los resultados obtenidos, se establece que el método implementado presenta un comportamiento adecuado para la cuantificación de CBD en aceites enriquecidos con extracto de cáñamo por HPTLC. Por su parte, considerando las discrepancias observadas entre la información declarada por los fabricantes en el etiquetado de estos productos y los hallazgos experimentales adquiridos, se evidencia la necesidad de realizar un control de los productos comerciales derivados de cáñamo disponibles en el mercado nacional.
Estudio comparativo del efecto hipoglicemiante y analgésico de cuatros especies de plantas: Justicia spicigera, Justicia secunda (insulina) y dos variedades de Momordica charantia (Sorosí y Bitter Melon) empleadas en medicina tradicional para tratamiento de la diabetes tipo II
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2024) Steller Navarro, Anyolett; Carballo Arce, Ana Francis
Resumen. Se realizaron extractos alcohólicos de 4 plantas distintas, Justicia spicigera, Justicia secunda y dos especies de Momordica chanrantia, estos extractos se utilizaron para realizar una caracterización fitoquímica, con la finalidad de encontrar metabolitos secundarios principales y determinar las diferencias químicas entre Justicia spicigera y Justicia secunda, debido a que popularmente se les conoce con el mismo nombre común, insulina, y ambas son utilizadas para el tratamiento de la diabetes tipo II en la medicina tradicional; y las diferencias químicas entre las dos especies de Momordica charantia, Bitter melon y Sosori, que tienen el mismo nombre científico pero popularmente se les conoce con distinto nombre común y visualmente son distintas, encontrando mayores diferencias en el fruto. Los extractos de las plantas se utilizaron para realizar la prueba de actividad inhibitoria sobre la formación de productos de glicación avanzada, conocidos como AGE’s por sus siglas en inglés, que sería la prueba in vitro, esta se realizó para determinar si los extractos tienen propiedades hipoglucemiantes, mediante el metabolismo inhibición AGE’s, encontrando que 2 de los 4 extractos dieron resultados positivos para esta prueba, J. spicigera y J. secunda. Para confirmar la actividad hipoglucemiante de los extractos, se realizaron también pruebas in vivo, utilizando ratas con diabetes tipo II inducida por la administración intraperitoneal de STZ (streptozotocina), obteniendo resultados positivos para 3 de los 4 extractos, J. spicigera, J. secunda y M. charantia en la variedad conocida como Bitter melon; en todos los casos se obtuvieron los mejores resultados al administrar dosis de 100 mg/kg de peso. Además, se realizó la evaluación del efecto antialodínico o analgésico, en ratas con un moldeo noenatal de diabetes tipo II inducida por la administración intraperitoneal de STZ, los resultados obtenidos indican que los 4 extractos tienen efecto analgésico, sin embargo, se obtuvo un efecto con bajo porcentaje de analgesia y de poca duración; para esta evaluación se utilizaron los extractos de las plantas administrando una dosis de 100 mg/kg de peso del animal.
Estudio del comportamiento de la radiación incidente en los alrededores del cráter del Volcán Poás ante las emisiones de gases y su influencia en la vegetación
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2023) Carvajal Méndez, María José; Sibaja Brenes, José Pablo
Estudio del efecto de un proceso de fermentación en estado sólido sobre el valor nutricional y la digestibilidad de la broza de café
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2024) Vargas Jiménez, José Gabriel; Villegas Peñaranda, Luis Roberto
Resumen. El uso de técnicas de biorrefinería permite revalorizar desechos agroindustriales, compuestos en su mayoría por material lignocelulósico. Los subproductos del beneficiado de café, como la broza, son un abundante residuo agroindustrial en Costa Rica, ya que el café es el tercer producto con mayor exportación del sector agrícola en el país. Esta broza de café no cuenta con ninguna aplicación comercial, y su disposición inadecuada arraiga consigo problemas ambientales; no obstante, cuenta con un considerable potencial para ser empleada como suplemento alimenticio para animales, con ayuda de un proceso fermentativo. En la presente investigación, se realizó un proceso de fermentación en fase sólida a la broza de café, empleando el hongo Fusarium venenatum. Por lo tanto, se llevó a cabo una fermentación preliminar en broza de café, pretratada con una extracción con agua a 60ºC, por un periodo de 60 días y posteriormente se repitió el proceso con una duración de 30 días, empleando broza extraída y sin extraer, ambas suplementadas con un medio rico en nitrógeno. Se evaluaron los parámetros de proteína, digestibilidad in vitro y la composición de fibras: neutro detergente (carbohidratos no fibrosos), acido detergente (hemicelulosa), digeribles en ácido sulfúrico 72% (celulosa) y lignina. Se observó que el hongo no cuenta con la capacidad enzimática para degradar la lignina, pero sí para consumir las demás fracciones de fibra. El aumento proporcional de lignina en la muestra ocasiona una disminución en el porcentaje de digestibilidad in vitro de la misma, por lo que el material fermentado no cuenta con buenas características en calidad nutricional para rumiantes. Adicionalmente, se evaluó la composición química del extracto acuoso de broza y del extracto acuoso de una muestra fermentada por 17 días de broza sin extraer. Se contrastó por UHPLC-DAD con varios estándares de compuestos típicos encontrados en el café; sin embargo, solo se correlacionó con presencia de cafeína, en concentraciones de 0.760 ± 0.025 % y 0.880 ± 0.019 % respectivamente. Así mismo, se evaluó el contenido polifenólico total de ambos extractos por Folin-Ciocalteu, obteniendo un valor de 1.04 ± 0.03 % y 1.06 ± 0.01 % respectivamente. Estos resultados indicaron que el hongo no degrada ni la cafeína ni los taninos presentes en la broza, siendo ambos considerados compuestos antinutricionales en animales y, por ende, son otro factor que disminuye la digestibilidad del material si este no recibe un pretratado para remover estos compuestos.
Evaluación de la capacidad entrecruzante de las proantocianidinas provenientes de frutos de cas (Psidium Friedrichsthalianum) sobre matrices de colágeno para la regeneración de tejidos
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2023) Rojas Chinchilla, María Valeria; Muñoz Arrieta, Rodrigo
Impacto ambiental de diferentes sectores productivos de Costa Rica
(Tecnológico de Costa Rica (Costa Rica), 2021) Arce-Villalobos, Kelvin; Arias-Castro, Alejandro; Hernández-Ugalde, Karina; Mora-Barrantes, José Carlos; Sánchez-Gutiérrez, Rolando
Resumen. La Evaluación de Impacto Ambiental (EIA) consiste en la identificación y valoración de los impactos potenciales de proyectos respecto a los componentes físicos, químicos, biológicos, culturales, económicos y sociales, con el fin de que mediante la planificación y la correcta toma de decisiones se desarrollen aquellas actuaciones más compatibles con el ambiente. Además, representa un mecanismo acondicionado a la realidad global actual, que permite el control y seguimiento de la gestión ambiental de forma integral. A pesar de ser una temática ampliamente desarrollada, en múltiples ocasiones su aplicación no es comprendida a plenitud ante la pluralidad de sectores productivos que contempla su aplicación, entre otros aspectos. En Costa Rica, el proceso de evaluación ambiental lo fiscaliza la Secretaría Técnica Nacional Ambiental (SETENA); entre los instrumentos de fiscalización se dispone del formulario ambiental denominado “Formulario D-1”, en el cual, el futuro desarrollador de la obra, actividad o proyecto evidencia los impactos ambientales y sociales a generar por parte de la actividad a desarrollar. En el presente trabajo de investigación se desarrolló una evaluación del impacto ambiental de diferentes sectores productivos en Costa Rica a partir de formularios D-1 ingresados a la SETENA durante los años 2018 y 2019. En total se analizaron 125 formularios de futuros proyectos a desarrollar. El sector industrial denominado “Explotación de minas y canteras” presenta el mayor valor de impacto ambiental (271,27). Por su parte el sector industrial con menor valor de impacto ambiental (94,64) corresponde a “Electricidad, gas y agua”.
La mediación pedagógica en cursos prácticos de laboratorio
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2023) Sánchez Gutiérrez, Rolando
Resumen. La mediación pedagógica universitaria representa un eje articulador y central del proceso educativo; a su vez, los cursos prácticos de laboratorio son espacios donde converge la teoría y práctica disciplinar. En estos, se desarrollan saberes conceptuales, procedimentales y actitudinales; sin embargo, una serie de características intrínsecas que aportan particular complejidad en estos, plantean un reto para la mediación de los diferentes momentos de aprendizaje. Se desarrolla un abordaje holístico para analizar la mediación en este tipo de cursos, comenzando por una revisión de la fundamentación epistemológica de la mediación, para definir un posicionamiento de paradigma pedagógico como propuesta a la práctica docente. Se analiza el aporte a la innovación y diversificación con que las TIC contribuyen a las estrategias de mediación en estos cursos. Se propone la investigación con enfoque praxeológico como abordaje pertinente para responder a la problemática de investigación que representa la elucidación e idoneidad de las diferentes estrategias de mediación, también se sugiere la necesidad de generar en paralelo, procesos reflexivos sobre la práctica docente para establecer un mecanismo valorativo sobre la mediación pedagógica. Finalmente, la flexibilización curricular es trascendental para la adaptación a las nuevas modalidades de aprendizaje en el contexto universitario, ya que propicia la generación e implementación de procesos de mediación más efectivos; que responden a la inherente dinámica y contextualidad de los procesos educativos.
Matrices biodegradables basadas en Quitosano para la formulación de nuevos productos
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2020) Rojas-Carrillo, Oscar; ESQUIVEL ALFARO, MARIANELLY; Vargas-Martínez, Alejandro; Romero-Esquivel, Luis Guillermo
Resumen. La industria camaronera y en particular la camaronicultura generan entre 180-400 toneladas anuales de biomasa que puede ser aprovechada para la generación de productos de mayor valor agregado. La extracción de quitina y su derivatización como quitosano, representan una oportunidad para aprovechar la biomasa de este tipo y generar un modelo de desarrollo bioeconómico. En el presente trabajo se reportan tres estudios donde se ha utilizado quitosano como base para el desarrollo de productos de alto valor agregado. Por ejemplo, la formulación de matrices para el encapsulamiento de agentes activos de interés biomédico, encapsulados naturales en forma de emulsiones para el sector agrícola y micropartículas biodegradables para el tratamiento de fuentes de agua contaminadas con metales pesados.
Minerías artesanales para la extracción de oro mediante el uso de mercurio: Estado del arte del impacto ambiental en los medios agua, aire y suelo
(Tecnológico de Costa Rica (Costa Rica), 2019) Ramírez-Morales, Didier; Rodríguez-Artavia, Brenda; Sáenz- Vargas, Wendy; Sánchez-Gutiérrez, Rolando; Villalobos-González, Wendy; Mora-Barrantes, Jose Carlos
Resumen. La minería artesanal a pequeña escala (MAPE), como economía de subsistencia, ha tenido un auge importante en los últimos años debido al aumento en el precio del oro, generando impactos ambientales y socioeconómicos. El uso de la técnica de extracción de oro con amalgamas de mercurio y descomposición térmica para la purificación del metal; genera al menos cinco problemas ambientales: degradación de la tierra, deforestación, contaminación y sedimentación de cursos de agua, contaminación atmosférica y degradación de la salud de la fauna y los seres humanos. La forma orgánica del mercurio es la más tóxica, puede bioacumularse y biomagnificarse a través de la cadena trófica. En el presente estudio se realiza una descripción del estado del arte de la MAPE a nivel mundial, así como sus implicaciones socioeconómicas y ambientales. Se determinó que la innovación en las técnicas utilizadas por la MAPE; ayudarían a la reducción y futura eliminación del uso del mercurio; así como la generación de regulaciones o leyes que garanticen la sostenibilidad ambiental y un adecuado desarrollo socioeconómico de los mineros artesanales y de pequeña escala.
Nanotransportadores de ácidos nucleicos a base de complejos polímero-fosfolípidos
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2023) Badilla Núñez, Jeffry; Rojas Carrillo, Óscar
Resumen. Los recientemente avances tecnológicos y científicos buscan el desarrollo de nuevos vehículos que permitan el transporte, protección y liberación de moléculas bioactivas que resulten eficaces y seguros para aun posible tratamiento terapéutico. En el presente trabajo de investigación se desarrolló un nanosistema a base de biopolímero y fosfolípidos, el cual tiene gran potencial en la vehiculación de los ácidos nucleicos. Primeramente, se prepararon mezclas de los fosfolípidos 1,2-dipalmitoil-sn-glicero-3-fosfocolina (DPPC) y N- (carbonil-metoxipolietilenglicol 2000) -1,2-diestearoil-sn-glicero-3-fosfoetanolamina, sal sódica (PE 18:0/18:0-PEG 2000 o PE-PEG2000) a diferentes relaciones molares en buffer de ácido hidroxietilpiperazinetanosulfónico (HEPES) y se caracterizaron respecto a tamaño de partícula y potencial zeta por la técnica de dispersión de luz dinámica (DLS). Los resultados obtenidos muestran tamaños entre 125 y 175 nm y un potencial zeta entre -11 y -15 mV. Estos resultados se complementaron por medio de las técnicas de microscopía de fuerza atómica (AFM) y microscopía electrónica de transmisión (TEM). Paralelamente, se formularon complejos de quitosano y ácido desoxirribonucleico (ADN) a diferentes relaciones nitrógeno: fósforo (N:P), los cuales se caracterizaron por medio de DLS, registrando tamaños de partícula entre 100 y 450 nm, así como cargas superficiales entre -5 y 38 mV dependiendo de variables como el pH y relación N:P. Finalmente, basados en la interacción electrostática entre el complejo quitosano/ADN y fosfolípidos, se obtuvieron complejos modificados superficialmente con una capa fosfolipídica. Las nanopartículas modificadas registraron un tamaño entre 200 y 400 nm, el cual fue medido por medio de DLS y complementado con el resultado obtenido por AFM. La carga superficial de los complejos macromoleculares resultó entre 0 y +30 mV. Los resultados obtenidos por la técnica de electroforesis en gel de agarosa indican una adecuada estabilidad de los complejos a diferentes condiciones de pH y fuerza iónica. Subsecuentemente, se observa que la eficiencia de transfección aumenta conforme se aumenta la relación N:P de los complejos quitosano: ADN. La adición de fosfolípidos a los complejos macromoleculares indica un aumento en la eficiencia de transfección sobre células HeLa llegando a valores cercanos al 20%. Finalmente se puede notar una alta viabilidad celular por parte de todos los complejos formulados.
Obtención de productos de valor agregado a partir de desechos del café
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2020) Sandoval-Barrantes, Manuel; Syedd-León, Randall; Villegas Peñaranda, Luis Roberto
Resumen. La industria cafetalera costarricense produce alrededor de 400 toneladas de biomasa residual al año, que requiere periodos de hasta dos meses para una biodegradación de la misma antes de su compostaje. El contenido de esta biomasa es rico en compuestos fenólicos como los ácidos clorogénicos y cafeicos (Figura 1), que si bien pueden ser fitotóxicos en los ecosistemas, pueden ser utilizados como importantes nutraceúticos en la industria.
Optimizing cephaeline and emetine production from Ipecac root and antimicrobial activity through maturity harvesting and processing
(2024-09-03) Rodríguez-Víquez, Marco Antonio; Syedd León, Randall Fabio; Rodríguez Rodríguez, Jorengeth Abad; Rodríguez-Rodríguez, Gerardo; Jiménez-Bonilla, Pablo; Álvarez Valverde, Víctor
[Objetive] This study aimed to determine whether there is an optimal harvest time for emetine, cephaeline, and total alkaloids Ipecac (Carapichea ipecacuanha [Brot.] L. Andersson) production. Also, the relationship between antibiotic activity and harvest time was tested. is an herb with medicinal properties cultivated in Northern Costa Rica. The root of this plant is valued according to its alkaloid concentration, which underlies its numerous biological activities. [Methodology] Two Ipecac fields from northern Costa Rican producers were sampled every ~2 months during a year. Samples were dried (through sun and oven), ground, extracted, and analyzed by HPLC and titration to evaluate the alkaloid concentration. Also, antimicrobial activity was determined using the Kirbi-Bauer test. [Results] Our main findings revealed that there is no significant difference between the oven-dried samples and the sun-dried samples. Also, an increase in total alkaloid production is observed in roots until during the first 16 months. Also, there is a variation in alkaloid composition: the cephaeline/emetine ratio increases after 16 months. [Conclusions] The highest alkaloid concentration occurs when plants are harvested between 16 and 19 months old. Additionally, the antibiotic activity is maximum at 16 months, and the cephaeline/emetine ratio is 2 at the same harvest time.
Proantocianidinas: metabolitos asociados a una sobreestimación en la cuantificación de fibra
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2023) Vallejo Salas, María Alejandra; Muñoz Arrieta, Rodrigo
Resumen. La fibra es un componente alimenticio de importancia tanto para la nutrición humana, como para la animal, debido a los múltiples beneficios que aporta a la salud en términos fisiológicos y metabólicos. En las paredes celulares, existen ciertos compuestos, como las proantocianidinas, que se encuentran fuertemente asociadas a los componentes de la fibra. Debido a la naturaleza química y al ser compuestos altamente abundantes, las proantocianidinas no son extraídas en su totalidad durante los diferentes procesos de determinación de la fibra. Generalmente, dichos compuestos son omitidos en las distintas metodologías de determinación de la fibra. Cuando el contenido de estos compuestos es significativo, se pueden producir errores de sobreestimación en la concentración de la fibra. Investigaciones previas han demostrado la correlación existente entre las proantocianidinas presentes en los residuos de las distintas fibras y la cantidad de fibra total. La presente investigación tuvo como objetivo estudiar la relación entre el contenido de diferentes tipos de fibra (fibra dietética insoluble, fibra dietética soluble, fibra dietética total, fibra cruda, fibra detergente ácida y fibra detergente neutra) y las proantocianidinas extraíbles y no extraíbles presentes en el residuo de estas fibras, utilizando como matriz de estudio el tegumento de maní. Los resultados obtenidos mostraron la presencia de remanentes de proantocianidinas, mayoritariamente proantocianidinas no extraíbles, en los residuos de las fibras analizadas. Entre las fibras estudiadas, se observó una mayor concentración de proantocianidinas no extraíbles en los residuos de la fibra dietética insoluble con valores entre los (6,4-33,8) mg t-PAC/g de muestra seca, en la fibra dietética soluble con valores entre los (10,4-48,2) mg t-PAC/g de muestra seca y en la fibra detergente ácida con valores entre los (4,8-52,3) mg t-PAC/g de muestra seca de residuo de fibra. A partir de los resultados obtenidos, se identificaron correlaciones positivas entre las diferentes fibras y las proantocianidinas no extraíbles en sus residuos. Es importante destacar una correlación particularmente fuerte y positiva (p=0,792) entre la fibra detergente ácida y las proantocianidinas no asociadas a esta fibra. Los resultados obtenidos a partir de este estudio sugieren que las proantocianidinas pueden interferir en el reporte final de la fibra, llevando a una sobreestimación de su concentración. Como conclusión, las proantocianidinas podrían ser consideradas como una posible corrección para obtener determinaciones más precisas de la cantidad de fibra presente en los alimentos.
Propuesta de las condiciones favorables de la radiación incidente y la calidad del agua de la Quebrada azufre para el cultivo de fresas por hidroponía en el sector de Vara Blanca de Heredia
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2024) Afú Méndez, Christopher; Sibaja Brenes, José Pablo
Resumen. Las fresas comerciales (Fragaria x ananassa) son un fruto muy reconocido y cosechado en Costa Rica, en donde la búsqueda de la mejora de la calidad es constante. Por eso, se está estudiando la importancia de la radiación artificial y la calidad del agua, debido a que se ha demostrado que estos son factores importantes que alteran las propiedades de estos frutos. Este proyecto de investigación tuvo como objetivo evaluar los factores de radiación incidente y calidad del agua de riego en el proceso productivo de fresas como insumos para la optimización de las propiedades fisicoquímicas y el tamaño de las fresas, por medio de hidroponía en el sector de Vara Blanca de Heredia. Para cumplir este objetivo se analizó inicialmente los parámetros del agua de la Quebrada Azufre, mediante el sistema holandés y NSF, además se determinó su calidad mediante el Reglamento Nº 33903 de Costa Rica, en donde estos parámetros confirmaron la presencia de contaminantes, obteniendo una clasificación de un agua "No utilizable" para las frutas de frutas que son ingeridas sin eliminación de la cáscara, según el reglamento costarricense. Posteriormente, se analizó el efecto que poseen los invernaderos y los diferentes tipos de radiación incidente en el crecimiento y las propiedades de las fresas, para luego realizar un análisis financiero que asegurara un costo-beneficio positivo al implementar luces LED industriales en la parcela. Estos los resultados confirmaron que los invernaderos permitieron la reducción de la radiación solar directa en más de un 50 % en la parcela. Sin embargo, los resultados no mostraron diferencias significativas en la radiación artificial entre las zonas evaluadas. Asimismo, el análisis financiero sugiere que la instalación de radiación artificial puede generar ganancias a pesar de la alta inversión inicial. Finalmente, se realizaron análisis fisicoquímicos en las fresas para evaluar si existen diferencias significativas en el tamaño y las propiedades de las fresas, al exponerse a distintos tipos de radiación incidente en donde se obtuvo un incremento de hasta 64 % en las concentraciones de antocianinas totales en fresas pero sin una diferencia significativa en la variación de las concentraciones de azúcares y polifenoles totales utilizando radiación artificial, en donde se sugiere el uso de bombillos LED para optimizar estas propiedades fisicoquímicas.
Quimioprospección de la resina de la flor de Clusia valerioi (Standl.) y su relación con la composición química de propóleos de una región de la zona sur de Costa Rica
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2024) Segura Víquez, Andrea; Soto-Fallas, Roy; Borbón Alpízar Henry; Valdés Díaz, Sandra; Umaña Rojas Eduardo; Zamora Fallas, Luis G.; Sánchez Chaves, Luis; Fallas Matamoros, Natalia; Montenegro Hidalgo, Víctor M.; Alfaro-Alarcon, Alejandro; Guevara González, Mariana; Romero Vega, Luis; Loaiza Montoya Randall; Picado Canales, Natalín; Barrantes Murillo, Erika; Soto Fallas, Roy
Resumen. Los propóleos son subproductos apícolas elaborados por abejas del género Apis mellífera y de otras especies, que presentan muchos tipos de bioactividad. Su origen y composición puede relacionarse con el entorno botánico del sitio de anidación de las abejas, tal es el caso de la planta Clusia valerioi (Standl.), especie endémica de Costa Rica, cuya flor produce una resina utilizada por las abejas que la visitan para la producción de propóleos. Lo anterior implica la posibilidad de establecer una trazabilidad de la composición química de la resina de la flor de C. valerioi (Standl.) y de los propóleos recolectados de apiarios ubicados en la Zona Sur de Costa Rica, en términos de relacionar la presencia de compuestos tipo flavonoides, ácidos fenólicos y del tipo benzofenonas policíclicas polipreniladas (nemorosona) en ambos tipos de matrices, para la identificación de posibles biomarcadores activos para futuros estudios. Extractos metanólicos de muestras de propóleos de ocho apiarios visitados y extractos etanólicos de resina floral de C. valerioi (Standl.) de cuatro sitios cercanos a dos de estos apiarios, muestreados en la zona de Coto Brus (Costa Rica), fueron analizados y derivatizados con técnicas de HPTLC estableciéndose la presencia de 3 marcadores químicos importantes (compuestos A, B y C), a partir de análisis de espectros de resonancia magnética nuclear de protones (1H-NMR) y carbono-13 (13C-RMN), espectros de absorción y cromatografías para 16 extractos de propóleos, resinas y flores C. valerioi (Standl.). Se identificó el compuesto A como un compuesto derivado de los terpenos, el compuesto B como nemorosona y el compuesto C como un derivado de los flavonoides del tipo flavonol o flavonona.

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