El Tec lanza instituto para crear materiales sostenibles

on August 23, 2022

Por Transferencia Tec

El Tecnológico de Monterrey presentó el Instituto de Materiales Avanzados para la Manufactura Sostenible, un espacio interdisciplinario que tiene por objetivo apoyar a la descarbonización de la industria de manufactura y promover un modelo productivo sostenible.

A través de investigación científica y tecnológica, este espacio desarrollará nuevos materiales sustentables. De igual forma creará procesos innovadores de producción eco-conscientes, con un enfoque interdisciplinario en donde se integren y apliquen tecnologías como la Nanotecnología, la Biotecnología, las Ciencias Cognitivas (inteligencia artificial y ciencia de datos) y tecnologías de información disruptivas (realidad aumentada-mixta-virtual, la robótica, gemelos digitales, etc.).

Hoy en día, la industria de la manufactura produce el 17.95% del PIB Nacional, además, es uno de los motores más importantes para la generación de empleos y de innovación en el ecosistema productivo de México. De acuerdo con datos de la Secretaría de Economía, se registran un total de 606 mil 849 empresas.

El nuevo Instituto fue presentado en el marco del primer Congreso Internacional de Investigación en Materiales Avanzados para la Manufactura Sostenible, el cual reunió a líderes expertos nacionales e internacionales.

Mitigar el cambio climático

El nuevo Instituto se presentó en el marco del primer Congreso Internacional de Investigación en Materiales Avanzados para la Manufactura Sostenible, en donde David Garza Salazar, rector y presidente ejecutivo del Tecnológico de Monterrey, dijo que, el contar con un espacio como este, propicia la creación de un círculo virtuoso en donde la academia, el sector público y el sector privado logren una mancuerna única para el crecimiento de las sociedades.

“Una reflexión que he compartido con investigadores, colaboradores y por supuesto con nuestras alumnas y alumnos, ha sido que en el Tecnológico de Monterrey hemos sabido identificar iniciativas transformadoras, y que además pueden cambiar la vida de todas y todos. Si bien, el modelo de investigación de la Institución se ha transformado en los últimos años, es importante seguir contribuyendo en distintos ámbitos para lograr trascender. Hoy presentamos el Instituto de Materiales Avanzados para la Manufactura Sostenible que busca mitigar, en la medida de lo posible, los efectos adversos del cambio climático. Sabemos lo que vivimos como humanidad y país, por ello nuestra misión es incidir de manera contundente en rubros tan puntuales como lo es la manufactura”, agregó Garza Salazar.

Todo está hecho de materiales

De acuerdo con el Dr. Arturo Molina, director del Instituto de Materiales Avanzados para la Manufactura Sostenible, todo lo que vemos a nuestro alrededor está hecho de materiales como el cemento, el plástico, el vidrio y metales como el acero o el aluminio. Además, agregó que la industria de la manufactura es la que transforma dicha materia prima en bienes y productos de consumo; pero es en ese proceso, en donde se deja una huella ambiental enorme.

“Gracias a la participación interdisciplinaria nos es posible fortalecer el ecosistema de investigación que se planteó en el Plan Estratégico 2025. Este espacio, además de producir materiales que sean amigables con el medio ambiente, nos permitirá entender el cómo usamos y reciclamos todo lo que se genera para las distintas industrias, por ejemplo, los plásticos de un solo uso”, señaló el Dr. Molina.

Por su parte, el Dr. Guillermo Torre Amione, rector de TecSalud y vicepresidente de Investigación del Tec de Monterrey, dijo que la investigación se ha convertido en una de las apuestas más fuertes para la Institución. Por ello la importancia de contar con espacios como el que se presentó, que fortalezcan la ciencia, generen conocimiento y una cultura de investigación.

“Hoy nos enorgullece presentar este Instituto, ya que es la suma de esfuerzos de muchas personas. El Tec de Monterrey está desarrollando investigación que se traduce en acciones concretas en temas relacionados con educación, salud e industria. Si bien, nuestro plan es llegar a distintos sectores de la población, nuestro mayor deseo es que las investigaciones que emanen de este y los otros dos institutos salgan de la academia y se conviertan en catalizadores para la humanidad entera. Los retos existen, es por esto que como responsables del quehacer académico tenemos que actuar de manera contundente”, compartió Torre Amione.

Durante el primer Congreso Internacional de Investigación en Materiales Avanzados para la Manufactura Sostenible, se presentaron distintos paneles de discusión; y en donde Inés Sáenz Negrete, vicepresidenta de Inclusión, Impacto Social y Sostenibilidad del Tecnológico de Monterrey, moderó algunas sesiones en las que participaron líderes de la industria manufacturera, entre ellos, Iván Rivas Rodríguez, secretario de Economía de Nuevo León; Rodrigo Fernández Martínez, presidente de CAINTRA; Luis Alberto Rodríguez Mora; director general de Grupo Berel; y Vladimir Bulovic, director de MIT Nano.

Durante su participación, Iván Rivas Rodríguez, secretario de Economía de Nuevo León, resaltó la importancia de atraer y adoptar procesos innovadores en los diferentes sectores. “Uno de los grandes retos que tenemos es el adaptar este tipo de tecnología en todos los sectores de la industria 4.0. Es por ello, que estamos muy orgullosos de que nos hayan tomado en cuenta para contribuir a la resolución de los grandes problemas del mundo”, dijo.

Tercer Instituto de investigación

Con la presentación de este Instituto, el Tec de Monterrey continúa consolidando el ecosistema de investigación científica que se plasmó en el Plan Estratégico 2025, del que también forman parte otros espacios que atenderán retos y desafíos concretos, como el futuro de la educación (Institute for the Future of Education) y temas particulares en salud (Institute for Obesity Research).

El nuevo Instituto se divide en cuatro unidades de investigación, cada una de ellas dirigida por líderes y expertos en sus áreas de conocimiento:

  • Inteligencia competitiva y políticas públicas para la manufactura sostenible
  • Desarrollo acelerado de materiales
  • Procesos de manufactura para materiales avanzados
  • Tecnologías habilitadoras para el desarrollo de materiales avanzados

¿Son viables los sistemas de bicicletas compartidas en México?

on August 18, 2022

Por Pilar Arroyo y Karla Gámez
Artículo de divulgación

De acuerdo con el Banco Mundial, aproximadamente 55% de la población vive en ciudades. La expectativa es que esta tendencia continúe y que para el 2050, siete de cada diez personas vivan en zonas urbanas. La urbanización global plantea, entre otros retos, ofrecer sistemas de transporte multimodal y eficientes que faciliten la movilidad de personas y mercancías, y que reduzcan el impacto negativo del transporte sobre el medio ambiente y la salud.

El transporte motorizado contribuye con un 75% de las emisiones del sector y es por tanto la primera fuente de contaminación atmosférica, además de producir contaminación acústica y afectar el uso del espacio urbano. Proponer modos de transporte sostenible es crítico para alcanzar el objetivo de ciudades sostenibles definido por la ONU, por ello en muchas ciudades se han implementado sistemas de bicicletas compartidas (SBC).

En el mundo, actualmente operan 1,721 Sistemas de bicicletas compartidas, con casi 9 millones de bicicletas

Un Sistema de Bicicletas Compartidas (SBC) permite a las y los usuarios registrados alquilar bicicletas en una estación automatizada y retornarla en otra estación del mismo sistema. Los SBC ofrecen una alternativa para la primera y/o última parte de un recorrido cuando están bien integrados al sistema de transporte público, y conllevan beneficios en reducción del tráfico, promoción de la actividad física y movilidad sin contaminación.

En el mundo, actualmente operan 1,721 SBC, con casi 9 millones de bicicletas. Entre los más destacados están los SBC de Hangzhou y Taiyuan, en China; el de París, Francia; el de Londres, en Reino Unido; y el de Nueva York, en EUA. Sin embargo, en otras ciudades como Singapur, los SBC no han sido exitosos. Para que un SBC sea utilizado, debe brindar a los usuarios soluciones efectivas a su problema de movilidad urbana. Muchos SBC se han diseñado basándose en la experiencia de las autoridades de transporte y el presupuesto disponible, sin considerar las necesidades y expectativas de los usuarios. Además de su integración con los modos de transporte público existente, las guías de diseño de un SBC reconocen la importancia de localizar estaciones en zonas de alta demanda y contar con infraestructura apropiada.

Implementación de un SBC en León, Guanajuato

En la ciudad de León, Guanajuato, se diseñó un SBC y se adoptó un enfoque de investigación-acción que implica un proceso iterativo que incluye la identificación del problema, la planeación de acciones, la evaluación y la reflexión para revisar acciones. El equipo responsable del diseño estuvo integrado por autoridades del Instituto Municipal de Planeación de León (IMPLAN) y un grupo de investigación interdisciplinario quienes identificaron el problema como “diseñar un SBC al menor costo posible que satisfaga un nivel preestablecido de la demanda esperada y reduzca al máximo las emisiones de CO2”.

Partiendo de datos secundarios, de estudios previos realizados por el IMPLAN e información normativa, la propuesta inicial de SBC (número y ubicación de estaciones y tamaño de flotilla) fue revisada. Para ello se aplicó una encuesta a 1,243 residentes que se trasladan dentro de seis de las 21 macro-áreas de la ciudad; las áreas muestreadas se eligieron a juicio de las autoridades municipales basándose en su potencial para abrir estaciones integradas a centros de transporte urbano importantes y construir ciclovías. En cada área, un porcentaje de transeúntes fueron encuestados de tal forma que el número de entrevistas fuese proporcional a la densidad de tráfico de personas en el área.

Información recolectada

En la encuesta se recolectó información sobre los patrones de viaje de los residentes (origen, destino, duración, modo de transporte y propósitos de viaje), su perfil personal (edad, sexo, ocupación, nivel socioeconómico, si es propietario de automóvil y/o bicicleta), conciencia ambiental e interés por sustituir el modo de transporte motorizado actual (automóvil, autobús y motocicleta) por bicicleta compartida. Con estos datos se estimó la matriz origen-destino de los usuarios potenciales y la demanda diaria de viajes en bicicleta, desagregada por hora durante el período de 7-21 horas. Los horarios de mayor demanda son de 7-9 y 17-19 horas, lo que llevó a proponer como horarios de reposicionamiento de bicicletas las 9 y 16 horas, y al final del día. La tasa de sustitución global de modos de transporte motorizado por bicicleta se estimó en 6.7%, la cual concuerda con las tasas de sustitución observadas para SBC en operación.

El perfil del usuario potencial del SBC se estableció ajustando un modelo de regresión logística; este perfil corresponde a usuarios de nivel socioeconómico bajo a medio, principalmente menores de 35 años y luego entre 35-54 años, sexo indistinto, empleados, sin automóvil, que usarían la bicicleta para completar viajes cortos (menos de 15 minutos) o realizar múltiples trasbordos durante viajes largos (más de 45 minutos). Empatando este perfil con los datos sociodemográficos por macro-zona se determinó que San Isidro es una zona generadora de demanda importante. El presupuesto disponible delimita el SBC a 15 estaciones y una flotilla de 250 bicicletas.

La reducción de emisiones de CO2, calculada a partir de factores de emisión para los distintos vehículos y las tasas de sustitución estimadas, mejora cuando las estaciones se localizan próximas a centros de transporte destacados, incrementándose además el porcentaje de demanda satisfecha. Sin embargo, el costo del SBC aumenta porque se requieren construir nuevas ciclovías.

Un sistema alternativo

El grupo de investigación asistió a los tomadores de decisiones, representados por autoridades del IMPLAN e integrantes del Instituto de Ecología, para que evaluaran sistemas alternativos que derivaron de resolver un problema de optimización bi-criterio (minimizar costo, maximizar reducción de emisiones).

Asumiendo que los tomadores de decisiones tienen disposición para hacer compensaciones entre criterios, se aplicó el método interactivo STEM para facilitar el análisis. El SBC de menor costo (5.5 millones de dólares) cubriría sólo el 48% de la demanda. Un sistema alternativo con 300 bicicletas, con costo adicional del 13.7% que reduciría las emisiones de CO2 un 12% más y satisfaría el 57% de la demanda fue preferido. La experiencia colaborativa para el diseño de este SBC fue apreciada por los tomadores de decisiones, quienes declararon que una perspectiva costo-beneficio, respaldada por información y aplicando métodos cuantitativos, enriquece la planeación y evaluación de proyectos de transporte sostenible.

¿Quieres saber más?

Este artículo está basado en dos publicaciones académicas Q2 y Q3 respectivamente y un reporte técnico (2019) entregado al Instituto Municipal de Planeación de León, Guanajuato.

  • Gámez-Pérez, K. M., Arroyo-López, P. E. and Cherry, C. (2017). “Defining a primary market 1 for bikesharing programs: a study of habits and usage intentions in Leon, Mexico.” Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, No. 2634. DOI: 10.3141/2634-09. (Q2)
  • Gámez-Pérez, K., Arroyo-López, P. E. and Gaytán-Iniestra, J. (2019). Supporting the strategic design of public bicycle sharing systems: The experience of a large Mexican city. Contaduría y Administración, Vol. 65 Iss. 3, 1-26. http://dx.doi.org/10.22201/fca.24488410e.2020.2192. (Q3)

La autora

Pilar Ester Arroyo López tiene un doctorado en Administración de Empresas en el Tecnológico de Monterrey. Sus intereses de investigación incluyen: marketing social y verde, logística inversa, subcontratación y desarrollo de proveedores. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores y ha publicado artículos sobre temas como outsourcing, logística de terceros, segmentación verde, marketing social para el cuidado de la salud y emprendimiento social, en revistas nacionales e internacionales.
pilar.arroyo@tec.mx

Hematohidrosis y hemolacria: ¿Una patología detrás de una divinidad?

on August 12, 2022

Por Óscar Raúl Fajardo Ramírez y Julio Cesar Salas Alanís
Artículo de Divulgación

En la biblia, específicamente en el Nuevo testamento, son tres ocasiones en las que se hace referencia a Jesús de Nazaret, el hijo de Dios, derramando lágrimas. Una de estas menciones, es durante un momento de oración en el Getsemaní (Jardín de los olivos), previo a su crucifixión. En este pasaje (Lucas 22:44), además de la alusión a sus lágrimas, se describe a Jesús sudando gotas de sangre durante ese momento de agonía1. En esa época, atribuido a su condición de divinidad, este particular fenómeno pudo haber tenido un componente patológico, desencadenado por el estado de estrés por el que pasaba.

Figura 1. La agonía en el jardín de Getsemaní. El Greco, 1590-1600

La hematidrosis es una condición muy rara en la que el individuo afectado suda sangre, como consecuencia de enfrentar la muerte o alguna situación de estrés extrema2. Como se menciona en la biblia, en ese momento de oración, Jesús ya sabia de su próxima muerte (Mateo 16:21)3.

Aunque el mecanismo no se conoce con exactitud, se ha descrito una dilatación de los capilares, así como filtración de glóbulos rojos alrededor de los folículos de la piel y el pelo. Lo que se ha mencionado en la comunidad científica sobre esta patología, es una fragilidad de vasos y capilares en estas personas; y más que ser una condición divina, es una condición patológica provocada por la ruptura de vasos, y liberación de sangre por los poros más cercanos al sitio afectado4.

Pocos son los casos (menos de 100 en el mundo) que han sido reportados en la literatura científica (en inglés)5, aunque pasajes religiosos o reportes en diferentes idiomas pudieran aumentar el número de casos reportados, aunque no de manera drástica, por lo que se considera una patología muy rara6.

La hemolacria, condición física en la que la persona produce lágrimas compuestas parcialmente de sangre, aunque rara, llega a ser algo común debido a diversos factores, ya bien descritos, como infecciones oculares, tumores, daños físicos, entre otros7.

Aunque no es raro, presenciar un paciente con hemolacria llega a ser muy impresionante, pero lo es aún más, atender un paciente con hematidrosis, por lo que un paciente que presente ambos fenómenos llega a ser algo casi imposible. Sin embargo, en 2019, fue descrito el reporte de un paciente con ambas condiciones, lo que llamó la atención de la comunidad científica internacional. El paciente refiere que sus episodios empezaron a los 6 años de edad, ocasionados por crisis de ansiedad, como le sucedían durante peleas con sus hermanos o la pérdida de familiares cercanos; menciona además, que un hermano padecía el mismo cuadro clínico, y que desgraciadamente este falleció en un accidente a los 14 años de edad.

Figura 2. Características clínicas del paciente. (A) liberación de sangre alrededor de los ojos; (B) sangrado de la cabeza y (C) palmas.

Este paciente fue atendido en la clínica dermatológica del Dr. Julio Salas, quien logró secuenciar los genes del paciente en busca de una posible causa genética y evidenciar la ausencia de divinidad, al menos en este caso.

Después del análisis se encontraron alteraciones en genes relacionados con la matriz extracelular. Esta matriz es una red de proteínas (colageno y proteoglicanos) y otras moléculas (carbohidratos) que rodean, sostienen y dan estructura a las células y tejidos del cuerpo, ayudan a que las células se unan, y mantengan una  comunicación con sus células vecinas, también desempeña una función importante en la multiplicación celular, el movimiento celular y otras funciones celulares; además de participar en la formación e integridad de los vasos sanguíneos8. En particular, el colágeno juega un papel fundamental en la resistencia y la integridad estructural de los tejidos. Los trastornos genéticos humanos que afectan el colágeno, como el síndrome de Ehlers-Danlos, producen tejidos frágiles que se estiran y rasgan con demasiada facilidad9.

Figura 3. Matriz extracelular. Fibras de colágeno entretejidas con proteoglicanos que tienen carbohidratos unidos a ellos. Crédito de la imagen: OpenStax Biología.

Los hallazgos anteriores sugieren una fragilidad en los vasos sanguíneos, y que bajo condiciones de estrés tienden a romperse fácilmente, ocasionando la liberación de sangre hacia los poros más cercanos, lo que se manifiesta clínicamente con lo que se describe como sudor y lágrimas de sangre.

¿Fue el sudor hemático de Jesús de Nazaret una expresión de su condición de divinidad? Es difícil de afirmar o negar; pero al menos hoy se sabe que existen personas que presentan alteraciones en sus genes cuya consecuencia es una manifestación que puede ser considerada por muchos como algo divino: la liberación de sangre por los poros de la piel y las glándulas lagrimales.

Autores

Julio Cesar Salas Alanis. Fundador y Presidente de DEBRA MEXICO A.C., fundación encargada a dar apoyo y tratamiento a pacientes y familiares que padecen la enfermedad conocida como “niño piel mariposa” o epidermólisis Ampollosa Congénita. Ha contribuido con descubrimientos de genes en enfermedades que afectan la piel. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores.

Oscar Raul Fajardo Ramirez. Profesor de catedra del Tecnológico de Monterrey. Pertenece al Grupo de Investigación en Bioingeniería y Medicina Regenerativa, de la Escuela de Medicina y Ciencias de la Salud. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores.

¿Quieres saber más?

Este artículo de divulgación está basado en el siguiente artículo científico:

Haematidrosis and haemolacria in a young adult. Salas-Alanis JC, Salas-Garza M, Goldust MM, Fajardo-Ramirez OR. Clin Exp Dermatol. 2021 Mar;46(2):394-396. doi: 10.1111/ced.14348. Epub 2020 Dec 7.

Referencias

  1. https://www.biblegateway.com/passage/?search=Lucas%2022&version=RVR1960 (Acceso 20 de marzo 2022).
  2. Holoubek JE, Holoubek AB. Blood, sweat and fear. “A classification of hematidrosis”. J Med. 1996;27(3-4):115-33. PMID: 8982961.
  3. https://www.biblegateway.com/passage/?search=Mateo%2016%3A21&version=RVR1960Svdsnvds (Acceso 20 de marzo 2022).
  4. Carrion-Alvarez, D., Trejo-Castro, A.I., Salas-Garza, M., Fajardo-Ramirez, O.R., Salas-Alanis, J.C. Hematohidrosis, Hemolacria, and trichorrhage: A Systematic Review. Skin Appendage Disorders. In press.
  5. Jacalyn Duffin. Sweating blood: history and review. CMAJ Oct 2017, 189 (42) E1315-E1317; DOI: 10.1503/cmaj.170756. PMCID: PMC5654990.
  6. Maglie R, Caproni M. A case of blood sweating: hematohidrosis syndrome. CMAJ. 2017 Oct 23;189(42):E1314. doi: 10.1503/cmaj.161298. PMID: 29061857; PMCID: PMC5654989.
  7. Bakhurji S, Yassin SA, Abdulhameed RM. A healthy infant with bloody tears: Case report and mini-review of the literature. Saudi J Ophthalmol. 2018 Jul-Sep;32(3):246-249. doi: 10.1016/j.sjopt.2017.10.006. Epub 2017 Oct 31. PMID: 30224892; PMCID: PMC6137702.
  8. Haematidrosis and haemolacria in a young adult. Salas-Alanis JC, Salas-Garza M, Goldust MM, Fajardo-Ramirez OR. Clin Exp Dermatol. 2021 Mar;46(2):394-396. doi: 10.1111/ced.14348. Epub 2020 Dec 7.
  9. Tinkle B, Castori M, Berglund B, Cohen H, Grahame R, Kazkaz H, Levy H. Hypermobile Ehlers-Danlos syndrome (a.k.a. Ehlers-Danlos syndrome Type III and Ehlers-Danlos syndrome hypermobility type): Clinical description and natural history. Am J Med Genet C Semin Med Genet. 2017 Mar;175(1):48-69. doi: 10.1002/ajmg.c.31538. Epub 2017 Feb 1. PMID: 28145611.

Impresión 3D de alimentos, ¿qué es y con qué se come?

on August 9, 2022

Por Viridiana Tejada-Ortigoza
Artículo de divulgación

¿Recuerdas que, en Los Supersónicos o en Star Treck, los protagonistas no cocinan sino que aprietan un botón para que salga la comida que desean? Pues hoy en día esto es casi una realidad: apretamos un botón y nuestros alimentos pueden imprimirse. ¿Cómo lo estamos logrando?

Seguramente has escuchado o sabes algo sobre la manufactura aditiva, comúnmente llamada impresión 3D, ya que es una tecnología ampliamente utilizada en distintas áreas. La impresión 3D es un proceso de fabricación controlada que genera un producto mediante la colocación de material capa por capa. Recientemente esta aplicación se ha extendido a la industria de los alimentos, buscando ventajas como la simplificación de la cadena de suministro, la extensión de la vida de anaquel, la expansión del uso de nuevos ingredientes, la personalización y el diseño de dietas, entre otros [1].

La nutrición personalizada es de particular interés en el área de los alimentos, porque abre la posibilidad de imprimir materiales con un contenido nutrimental específico diseñado para requerimientos particulares. El diseño de estas formulaciones podría ser de interés para grupos con ciertos requerimientos nutrimentales como atletas, mujeres embarazadas, hipertensos, inmunodeprimidos, entre otros [2–4]. Imagínate poder crear en tu cocina una galleta en forma de dinosaurio hecha con brócoli y proteína de pollo para un snack saludable para niños. O que un diabético se imprima un alimento con bajo índice glicémico para su desayuno que sea alto en fibra, pero en el que pueda elegir el sabor y hasta la textura. Todo esto es posible gracias a dicha tecnología.

Aunado a esto, la personalización de dietas permite el uso de nuevos ingredientes funcionales que ayuden a prevenir enfermedades o reducir su incidencia. Podríamos incluir harinas de insectos, por ejemplo, para mejorar la calidad nutrimental de los alimentos que imprimimos, haciéndolos altos en proteína. O podemos incluir cáscaras de frutas que son altas en fibra dietética, como se ha hablado en artículos anteriores.

Así, la impresión 3D de alimentos permite el diseño y la fabricación de alimentos saludables basados en necesidades individuales, controlando la cantidad de material y su contenido nutrimental, así como su diseño y textura [5–7]. Por lo anterior, su aplicación e impacto puede extenderse a hospitales, escuelas o centros deportivos, y controlar por medio de esta tecnología la ingesta de calorías, vitaminas, alérgenos y hasta la experiencia sensorial.

¿Y por qué no estamos imprimiendo nuestros alimentos ya?

Fig. 1. Diagrama que representa la impresión 3D de alimentos por medio de un extrusor.

A pesar de las ventajas descritas, la mayoría de los artículos publicados en este rubro han estudiado formulaciones sencillas con poco valor nutritivo, usando ingredientes como almidones, chocolate, azúcares o hidrocoloides [8,9]. Dado que en el área de alimentos la impresión 3D por extrusión es el método más usado (Fig. 1), el gran reto tecnológico reside en lograr que la mezcla sea imprimible, es decir, que tenga las características para fluir por el dado del extrusor de la impresora. Además, una vez afuera del extrusor, la mezcla debe tener la capacidad de estabilizarse rápidamente, garantizando la fidelidad de la forma impresa sin colapsar [10,11]. Lograr esto con formulaciones complejas y de alto valor nutritivo requiere conocimientos de ingeniería aplicados particularmente a propiedades intrínsecas de los alimentos como la reología.

El reto se extiende a que, una vez impreso y sin colapsar, el alimento tenga características sensoriales agradables, no sólo de color y sabor, sino de textura. La impresión 3D por extrusión tiene el potencial de crear un amplio rango formas y figuras geométricas, creando diferentes estructuras mediante la modificación de los patrones con los que se imprimen los materiales [12].

Aunado a esto, dependiendo del alimento y de la población objetivo, es opcional la aplicación de un post-procesamiento (horneado, secado o freído) que también tiene un efecto en el producto final y su consumo. Todo lo anterior genera texturas diferentes, impacta en la percepción del consumidor y cambia las propiedades mecánicas del alimento.

La importancia de la flexibilidad de esta tecnología, aunada al post-procesamiento, para producir diferentes texturas y formas radica en la posibilidad de:

  1. Producir alimentos para poblaciones con problemas para deglutir o masticar
  2. Incrementar el consumo de frutas y vegetales en la población infantil
  3. Desarrollar alimentos con menos contenido de azúcar, grasa o sal, entre otros.

Los Supersónicos nos están alcanzando. Estamos muy cerca de tener en nuestra cocina una impresora a la cual le indiquemos con un botón nuestros deseos alimenticios: de sabor, de cantidad, de calorías, de nutrientes, sin gluten, con lactosa, alto en proteína, bajo en carbohidratos… Cada vez las tecnologías se abaratan más y esto será una posibilidad y parte de nuestro día a día. La impresión 3D de alimentos nos acerca a lo que dijo Hipócrates: “Que tu medicina sea tu alimento, y el alimento tu medicina”.

Autora

Viridiana Tejada-Ortigoza es profesora investigadora de la Escuela de Ingeniería y Ciencias del Tecnológico de Monterrey en campus Querétaro. Pertenece al Grupo de Investigación con Enfoque Estratégico de NutriOmics. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores. El proyecto de impresión 3D de alimentos personalizados la hizo acreedora en el 2020 a la Beca Para Mujeres en la Ciencia de L’Oréal-UNESCO-AMC. viri.tejada@tec.mx

Referencias

[1]      S. Holland, T. Foster, W. MacNaughtan, C. Tuck, Design and characterisation of food grade powders and inks for microstructure control using 3D printing, J. Food Eng. 220 (2018) 12–19. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2017.06.008.

[2]      C. Feng, M. Zhang, B. Bhandari, Materials properties of printable edible inks and printing parameters optimization during 3D printing: A review, Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 59 (2019) 3074–3081. https://doi.org/10.1080/10408398.2018.1481823.

[3]      B. Pérez, H. Nykvist, A.F. Brøgger, M.B. Larsen, M.F. Falkeborg, Impact of macronutrients printability and 3D-printer parameters on 3D-food printing: A review, Food Chem. 287 (2019) 249–257. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.02.090.

[4]      J. Sun, W. Zhou, D. Huang, L. Yan, 3D food printing: Perspectives, 2018. https://doi.org/10.1007/978-3-319-94625-2_26.

[5]      J. Sun, W. Zhou, D. Huang, J.Y.H. Fuh, G.S. Hong, An overview of 3D printing technologies for food fabrication, Food Bioprocess Technol. 8 (2015) 1605–1615. https://doi.org/10.1007/s11947-015-1528-6.

[6]      M. Lille, A. Nurmela, E. Nordlund, S. Metsä-Kortelainen, N. Sozer, Applicability of protein and fiber-rich food materials in extrusion-based 3D printing, J. Food Eng. 220 (2018) 20–27. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2017.04.034.

[7]      Y. Liu, X. Liang, A. Saeed, W. Lan, W. Qin, Properties of 3D printed dough and optimization of printing parameters, Innov. Food Sci. Emerg. Technol. 54 (2019) 9–18. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2019.03.008.

[8]      R.S.M. Azam, M. Zhang, B. Bhandari, C. Yang, Effect of different gums on features of 3D printed object based on vitamin-D enriched orange concentrate, Food Biophys. 13 (2018) 250–262.

[9]      H.W. Kim, I.J. Lee, S.M. Park, J.H. Lee, M.H. Nguyen, H.J. Park, Effect of hydrocolloid addition on dimensional stability in post-processing of 3D printable cookie dough, LWT- Food Sci. Technol. 101 (2019) 69–75. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2018.11.019.

[10]    S. Zhu, M.A. Stieger, A. Jan, V. Der Goot, M.A.I. Schutyser, Extrusion-based 3D printing of food pastes: Correlating rheological properties with printing behaviour, Innov. Food Sci. Emerg. Technol. 58 (2019) 102214. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2019.102214.

[11]    L. Liu, Y. Meng, X. Dai, K. Chen, Y. Zhu, 3D printing complex egg white protein objects: Properties and optimization, Food Bioprocess Technol. 12 (2019) 267–279. https://doi.org/10.1007/s11947-018-2209-z.

[12]    S. Prakash, B.R. Bhandari, F.C. Godoi, M. Zhang, Future outlook of 3D food printing, Elsevier Inc., 2019. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-814564-7.00013-4.

 

Una nueva terapia para el tratamiento del acúfeno

on August 2, 2022

Por David Ibarra-Zarate y Luz Alonso-Valerdi
Artículo de Divulgación

El acúfeno es una condición auditiva que hace que los humanos escuchen un sonido en cualquier momento y en cualquier lugar sin ninguna fuente externa de sonido. El acúfeno crónico y refractario es causado por una sobre estimulación en las neuronas. El sonido ha sido aplicado como tratamiento alternativo para reorganizar la actividad neuronal. Hasta la fecha, diversas terapias acústicas se han propuesto para tratar el acúfeno. Sin embargo, el efecto aún no se comprende bien. Por lo tanto, el objetivo de este estudio es establecer una metodología objetiva mediante electroencefalografía (EEG) para medir los cambios en los procesos de atención en pacientes con acúfeno tratados con la terapia de discriminación auditiva (ADT). Con este objetivo, se visualizan las respuestas de desincronización relacionada con eventos (ERD/ERS) para extraer los niveles de sincronización relacionados con el reconocimiento auditivo de eventos determinados. En otras palabras, con el uso de la terapia acústica se pretende disminuir la atención que tienen las personas a su acufeno y, por lo tanto, la sincronización excesiva que tienen por su acúfeno disminuirá y se podrá comprobar en estos mapas ERD. Los resultados demostraron una fuerte evidencia de la viabilidad de ADT para tratar el acufeno, en donde se tiene que redireccionar la atención del paciente para disminuir la sobre estimulación neuronal que genera su acúfeno.

Hasta la fecha, no existe ninguna terapia médica, neurológica o neurofisiológica potencialmente curativa que aborde las causas subyacentes del trastorno. Por tanto, existe una amplia variedad de tratamientos para el acúfeno, que incluyen intervenciones farmacológicas, psicológicas, estimulaciones magnéticas, eléctricas y terapias basadas en sonidos (McFerran et al., 2019). En particular, las terapias acústicas como la terapia de discriminación auditiva (ADT) tienen como objetivo revertir el fenómeno de neuroplasticidad relacionado con el acúfeno estimulando adecuadamente la vía auditiva, induciendo ya sea la habituación y/o supresión (Formby et al., 2013). A pesar de ser el séptimo de los veinticinco tratamientos más empleados para el acúfeno (Simoes et al., 2019), aún no se comprende bien el efecto que producen dichos estímulos auditivos (Alonso-Valerdi et al., 2017). Es por ello por lo que actualmente existen varias áreas de oportunidad sugeridas por la comunidad científica para evaluar el acúfeno; tales como, la búsqueda de medidas objetivas para cuantificar el efecto de los tratamientos, ya que actualmente las evaluaciones más usadas son completamente subjetivas, tales como, cuestionarios audiométricos y de autoinforme.

Es aquí donde radica la necesidad de estandarizar y establecer biomarcadores ad hoc a la ADT que permitan establecer un marco de referencia para entender cómo opera la terapia a nivel neuronal. Establecer una metodología objetiva que pueda aprobar o descartar la ADT como un tratamiento factible para el acúfeno es una investigación trascendental.

En el presente estudio se midieron los cambios en procesos atencionales en pacientes tratados con ADT usando biomarcadores, lo cual permitirá entender la afectación de la terapia a nivel neuronal y la variabilidad observada en la respuesta a dicho tratamiento registrada en estudios previos. Lo anterior da evidencia sólida de la factibilidad de dicha terapia acorde al historial demográfico y clínico del paciente tratado. Además de un crecimiento en el área del conocimiento, las entidades beneficiadas serían pacientes con acúfeno, ya que podrán disponer de una terapia cuya eficacia haya sido previamente demostrada.

Los pacientes de este estudio fueron hombres y mujeres, mayores de 29 años mientras que los sujetos sanos fueron hombres y mujeres mayores de 19 años. Ambos grupos aceptaron voluntariamente participar en proyecto y firmaron un consentimiento informado. Se incluyeron pacientes con audición normal, hiperacusia unilateral o bilateral y/o hiperacusia sensorial-neural conductiva.

De la cohorte, se seleccionaron dos grupos: pacientes con acúfeno tratados con ADT y controles. Hubo once participantes por grupo. Ambos grupos fueron tratados durante 8 semanas y se les indicó que usaran la terapia basada en sonidos durante una hora todos los días, en cualquier momento del día. Cabe mencionar que los controles fueron estimulados acústicamente con música relajante. En ambos casos, la terapia de sonido fue monitoreada por evaluaciones electroencefalográficas antes y después del tratamiento de 8 semanas. Al grupo de sujetos con acúfeno se le aplicó adicionalmente una evaluación psicométrica para conocer la percepción del acúfeno mediante el cuestionario más conocido y valorado para este propósito es el Tinnitus Handicap Inventory (THI), el cual consta de 25 preguntas para saber el grado de afectación que el paciente tiene en su vida debida al acúfeno. Para el monitoreo EEG se empleó la siguiente condición de estimulación auditiva: 5 min escuchando paisajes sonoros cotidianos donde los individuos tenían que identificar 5 sonidos diferentes. Dado que esta investigación tuvo como objetivo evaluar objetivamente la eficacia de ADT para redirigir la atención del paciente, el análisis de EEG de pacientes con acúfeno al reconocer sonidos cotidianos (p. ej., el timbre de un móvil, la bocina de un automóvil) en paisajes sonoros comunes podría revelar si la atención del acúfeno se había reducido, y fuesen capaces de identificar dichos sonidos.

Figura. Protocolo de tiempo para los registros de EEG.

El experimento tuvo el objetivo de evaluar el efecto de la ADT en pacientes con acúfeno mapeando las respuestas de sincronización y desincronización (ERD y ERS) antes y después de la terapia.  Los mapas de desincronización/sincronización relacionados con eventos extraídos durante la tarea de reconocimiento auditivo antes y después del tratamiento basado en el sonido se muestran en las Figuras 2 y 3.

Figura 2. Grupo de pacientes con acúfeno: Se muestra el nivel de sincronicidad neuronal en estado de reposo. Entre mas rojo sea el color, más actividad de sincronicidad neuronal se presenta. En personas sanas, la sincronicidad máxima en estado de reposo debe dominar alrededor de los 10 Hz. Del lado izquierdo, se muestra la sincronicidad de pacientes con acufeno, la cual esta entre 25 y 30Hz, casi el triple de la frecuencia de una persona normal. Característica esperada de este tipo de condiciones neurológicas. Del lado derecho, se muestra la misma sincronicidad, pero después de la terapia acústica ADT aplicada por 2 meses. Se puede observar que los niveles de sincronicidad están ahora entre 10 y 20Hz, bastante aproximados a los valores de personas sin acufeno. Véase figura 3.

Figura 3. Grupo control: Se presenta el nivel de sincronicidad neuronal en estado de reposo de personas sin acúfeno, pero quieres siguieron la exposición del sonido por 2 meses, de la misma forma que el grupo acúfeno. Como se esperaba la sincronicidad se presenta entre 10 y 15 Hz, posiblemente debido a la edad de las personas, ya que, a mayor edad, mayor sincronicidad neuronal. Del lado izquierdo, se muestra la sincronicidad antes de la terapia, y del lado derecho, está la sincronicidad después de la terapia. La frecuencia dominante es la misma, lo único distinto es el tiempo de respuesta. En la figura del lado izquierdo, se acortó el tiempo de respuesta, esto debido a la adaptación que hubo al sonido. Entre mas repetimos una tarea, aprendemos y nos adaptamos a ella.

Con respecto a las respuestas de ERD/ERS del grupo acúfeno (Figura 2), la ausencia de respuesta de ERS durante la sesión de monitoreo inicial (antes de ADT) y el aumento en ERS de 4-13 Hz durante la sesión de monitoreo final (después de ADT) podría indicar un aumento de las demandas cognitivas como la memoria semántica y procesos atencionales (Klimesch, 1999), durante la realización de la tarea experimental. Además, con respecto a (Eggermont y Roberts, 2012, Weisz et al., 2005), el aumento de la potencia alfa en la sesión final puede indicar que el tratamiento basado en ADT aumentó la atención a los entornos acústicos cotidianos permitiendo a los pacientes con acúfeno identificar los estímulos auditivos típicos relacionados. Así mismo, durante la primera sesión, se observó energía de alta frecuencia entre 25-30 Hz después de 500 ms del inicio del estímulo. Esto podría significar que los pacientes con acúfeno pudieron identificar los estímulos auditivos a altas frecuencias ya que percibieron la tarea con un alto nivel de complejidad ya que junto con los sonidos de los estímulos auditivos escucharon su propio acúfeno provocando una división en su atención. No obstante, durante la última sesión de seguimiento, las respuestas se observan normales. Además, se observa una disminución en el tiempo de reacción de 0 a 500 ms, y hubo una disminución en la frecuencia de comunicación de las neuronas con el fin de cumplir con la tarea.

Con base en la implementación anterior, los resultados señalaron que la atención del acúfeno se redujo significativamente después de la novena semana de un tratamiento basado en ADT en pacientes adultos. Además, la terapia informó mejoras significativas en los pacientes con la menor intensidad registrada de acúfeno, junto con una pérdida auditiva baja en ambos oídos. Cabe mencionar que esta terapia acústica se basa en redireccionar la atención que el paciente tiene en su acúfeno ya que la atención se centra en el pulso desviado del paradigma de pares de pulsos, mismo que se diferencia de la frecuencia del acúfeno y el pulso central igual al de su acúfeno. Luego de ocho semanas de tratamiento y más allá de la reducción en el nivel de percepción del acúfeno, hay una reducción en el nivel de atención, lo que se traduce en la mejora del paciente.

Los autores

David I. Ibarra-Zarate es Doctor en Acústica. Actualmente es Profesor Investigador del Grupo de Investigación en Neuroingeniería y Neuroacústica, de la Escuela de Ingeniería y Ciencias, del Tec de Monterrey. Pertenece al Sistema Nacional de Investigadores, Nivel I. david.ibarra@tec.mx

Luz María Alonso-Valerdi es Doctora en ciencias computacionales. Actualmente es Profesora Investigadora del del Grupo de Investigación en Neuroingeniería y Neuroacústica, de la Escuela de Ingeniería y Ciencias, del Tec de Monterrey. Pertenece al Sistema Nacional de Investigadores, Nivel I. lm.aloval@tec.mx

Referencias

  • ALONSO-VALERDI, L. M., IBARRA-ZARATE, D. I., TAVIRA-SANCHEZ, F. J., RAMIREZ-MENDOZA, R. A. & RECUERO, M. 2017. Electroencephalographic evaluation of acoustic therapies for the treatment of chronic and refractory tinnitus. BMC Ear Nose Throat Disord, 17, 9.
  • EGGERMONT, J. J. & ROBERTS, L. E. 2012. The neuroscience of tinnitus: understanding abnormal and normal auditory perception. Front Syst Neurosci, 6, 53.
  • FORMBY, C., SCHERER, R. & GROUP, T. S. 2013. Rationale for the tinnitus retraining therapy trial. Noise Health, 15, 134-42.
  • KLIMESCH, W. 1999. EEG alpha and theta oscillations reflect cognitive and memory performance: a review and analysis. Brain Res Brain Res Rev, 29, 169-95.
  • MCFERRAN, D. J., STOCKDALE, D., HOLME, R., LARGE, C. H. & BAGULEY, D. M. 2019. Why Is There No Cure for Tinnitus? Front Neurosci, 13, 802.
  • SIMOES, J., NEFF, P., SCHOISSWOHL, S., BULLA, J., SCHECKLMANN, M., HARRISON, S., VESALA, M., LANGGUTH, B. & SCHLEE, W. 2019. Toward Personalized Tinnitus Treatment: An Exploratory Study Based on Internet Crowdsensing. Front Public Health, 7, 157.
  • WEISZ, N., MORATTI, S., MEINZER, M., DOHRMANN, K. & ELBERT, T. 2005. Tinnitus perception and distress is related to abnormal spontaneous brain activity as measured by magnetoencephalography. PLoS Med, 2, e153.

Retos que fortalecen y aceleran la transformación digital del Tecnológico de Monterrey

on July 29, 2022

Por García-Castelán R.M.G., Neri L., Robledo-Rella V. González-Nucamendi A., Noguez J.
Artículo de Divulgación

El Campus Ciudad de México pasó por un periodo trágico en 2017 cuando sufrió las calamidades de un sismo devastador. En menos de dos semanas, las clases presenciales tuvieron que ser sustituidas por clases virtuales. La adrenalina que vivimos en ese momento nos preparó, sin saberlo, para otro evento impactante, la pandemia por Covid19 y el cierre mundial de los centros educativos. Para estudiar la preferencia de los alumnos respecto a las clases en línea versus las clases presenciales, los autores diseñamos un cuestionario donde los aspectos cognitivos, sociales y pedagógicos fueron tomados en cuenta tomando como base las ideas de Garrison et al. 2000 [1]. Los resultados indican que los alumnos prefieren las clases presenciales debido a la interacción humana y por la asistencia a las instalaciones, ya que las vivencias en el Campus son las que perduran.

Educación a distancia

Transformación digital

En 2017 el Zoom [2] parecía algo aterrador y complejo. Hoy en día no podemos imaginar la vida sin él. Una amplia gama de aplicaciones para complementar la experiencia académica fue incorporada. En las áreas de matemáticas y de informática Matlab [3] se utilizó para el análisis de los problemas puesto que es una plataforma de programación diseñada especialmente para ingenieros. Geogebra [4], Mathematica [5], y Desmos [6], ayudaron a graficar funciones y a resolver ecuaciones. Las áreas de física y química se enriquecieron con las simulaciones PhET [7] de la Universidad de Colorado pues cubren los contenidos del primer año del tronco común de ingeniería.

Algunos maestros compartieron sus apuntes en Notability [8], la cual es una aplicación visualmente atractiva que sirve para escribir de forma colorida y amigable. Otros docentes hicieron sus presentaciones en la plataforma Prezi [9]. Esta permite el uso de plantillas que se pueden hacer grandes o pequeños para enfatizar los conceptos relevantes. Los videos interactivos de edpuzzle [10] también fueron usados porque en ellos se pueden incluir preguntas para verificar si el usuario está entendiendo el contenido. Otros profesores emplearon la plataforma de Socrative [11] porque en ella se pueden duplicar, compartir y modificar los cuestionarios de los colegas, viendo en tiempo real los resultados de los alumnos.

En ese entonces los autores nos preguntábamos ¿qué sentimientos surgieron en los alumnos durante las clases virtuales? ¿Cómo cambió el aprendizaje y la interacción de los alumnos con los profesores y la comunicación de los alumnos entre sí? Así incursionamos en este estudio.

Ya desde sus orígenes en el Tec de Monterrey contábamos con la educación a distancia. Otras universidades como la UNAM [12] y la Iberoamericana [13] también la empleaban. Sin embargo, no se había tenido la necesidad de depender simultáneamente de ésta mundialmente.

El Tecnológico de Monterrey, conservará las bondades del modelo en línea incluso cuando la pandemia haya terminado [14]. Los recursos tecnológicos marcaron el éxito de las adecuaciones que se pudieron implementar [15].

Encuestas

Para contrastar el impacto de la instrucción a distancia con las clases presenciales, los autores diseñamos un cuestionario en línea para analizar la percepción de los estudiantes en ambos modelos [16]. Este cuestionario lo respondieron 396 alumnos durante el semestre de febrero-junio 2021 de las carreras ingeniería civil, mecánica, biomédica, eléctrica y química quienes estaban inscritos en cursos de física, de matemáticas, de química o de computación. La muestra también incluyó alumnos de administración y publicidad inscritos en un curso de computación. El 42% del total de la muestra eran mujeres. Alumnos del segundo, del sexto y del primer semestre representaron el 60.4%, el 13.6% y el 7.6% del total como se puede ver de la figura 1 [16].

Fig. 1 Representación de la muestra de estudiantes por semestre.

La encuesta tenía 25 preguntas basadas en el modelo teórico de Garrison et al. 2000 [1], donde se resaltaban los aspectos cognitivos, sociales y pedagógicos [17-18] en 5 categorías:

  • Preguntas de interacción, asociadas a la comunicación alumnos-profesores y alumno-alumno.
  • Preguntas del individuo, referentes al comportamiento de los estudiantes, sus sentimientos, su salud, sus actitudes y el dominio de sí mismos.
  • Preguntas académicas, ligadas al apoyo brindado por los profesores.
  • Preguntas de recursos de apoyo, relacionadas con el acceso a los materiales de biblioteca digital, apps, simuladores, etc.
  • Preguntas de aprendizaje, asociadas a la experiencia y al aprovechamiento académico de los alumnos.

Resultados

Los resultados de la encuesta indican que los alumnos prefieren las clases presenciales a las clases en línea porque:

(a) Extrañaron la falta de interacción con sus compañeros y con sus profesores.

(b) Añoraron las instalaciones de la Universidad (salones, biblioteca, gimnasio, etc.)

(c) Estaban más estresados en línea y surgió mayor depresión

(d) Había más distracciones en casa.

(e) Disminuyeron las actividades al aire libre y el ejercicio físico.

(f) Aumentó la tentación al plagio durante las sesiones en línea.

Algunos resultados se muestran en las Figuras 2-5.

Fig. 2 Histogramas de preguntas: Q1 MeetPpl= conocer gente,

Q2 PeerInt = Interacción alumno-alumno [16]

Fig. 3 Histogramas de preguntas: Q18 Stressed= estresado,

Q19 Motivated = Motivado [16]

Fig. 4 Histogramas de preguntas: Q16 Distracted= distraído,

Q17 Depressed = Deprimido [16]

Fig. 5 Histogramas de preguntas:

Q25 FFvsOnline= preferencia de grupo presencial o en línea [16]

Los resultados anteriores concuerdan con lo reportado por Wang et al. 2020 [18].

Los alumnos resaltaron como ventajas de las clases a distancia que:

  • Tuvieron acceso a una alimentación más sana.
  • No perdieron tiempo durante el traslado a la Universidad.
  • Aprendieron a organizarse mejor y a ser más autosuficientes.
  • No tenían que cargar sus cosas todo el día.
  • Tuvieron aprendizajes académicos satisfactorios.
  • Sus profesores se hayan adaptado y preparado minuciosamente cada sesión.

En resumen, lo que los alumnos extrañaron durante la pandemia fue el contacto humano, hacer amigos, hablar personalmente con sus profesores y disfrutar de las instalaciones. Vivir el Tec siempre tendrá mayor valor que simplemente Ir al Tec.

Autores

Dra. Rosa María Guadalupe García Castelán, rmggarci@tec.mx

Actual Directora Asociada del Departamento de Ciencias, Campus Ciudad de México con 20 años en el Tecnológico de Monterrey. Ha impartido todas las materias de física tanto en español como en inglés. Pionera en el Aprendizaje Móvil y actual diseñadora, implementadora y profesora de las unidades de formación del Modelo Tec21.

Dr. Víctor Francisco Robledo Rella, vrobledo@tec.mx

Profesor del Departamento de Ciencias con 20 años de experiencia en el Tecnológico de Monterrey. Miembro del Grupo Cyberlearning Lab & Data Science donde hace investigación educativa. Tiene una amplia participación en Congresos nacionales e internacionales en el área de tecnología educativa.

Dr. Luis Jaime Neri Vitela, neri@tec.mx

Miembro del Círculo de Profesores Destacados del Tecnológico de Monterrey, con 30 años de experiencia docente ha dejado huella tanto en alumnos como en docentes por su impecable trayectoria. Pertenece al Sistema Nacional de Investigadores nivel I.

Dr. Andrés González Nucamendi, anucamen@tec.mx

Destacado docente con 24 años de experiencia como profesor de planta en el Departamento de Ciencias. Tiene un Doctorado en Ciencias Económicas, es Maestro en física y cuenta con la Licenciatura en física. Actualmente es líder en investigación educativa, en minería de datos, en  R así como en Python.

Dra. Juana Julieta Noguez Monroy, jnoguez@tec.mx

Profesora-investigadora del Departamento de Computación del Tecnológico de Monterrey Campus Ciudad de México desde 1995. Es responsable del laboratorio de CyberLearning & Data Sciences. Pertenece al Sistema Nacional de Investigación de México (SNI nivel II), a la IEEE Computer Society y a la IEEE Education Society. Es editora asociada de la revista IEEE Transaction on Learning Technology.

Referencias

10 cosas para conocer la citometría de flujo

on July 26, 2022

1. ¿Qué es la citometría de flujo?

La citometría de flujo es una técnica que permite evaluar ciertas características de las células o partículas en suspensión presentes en una muestra (de sangre, médula ósea o líquido cefalorraquídeo, entre otras), de manera simultánea y a gran velocidad (¡miles de partículas en unos cuantos segundos!). Las partículas que pueden ser analizadas en un citómetro de flujo son las células eucariotas, procariotas, organelos celulares, microvesículas y partículas inertes, entre muchas más.

2. ¿Cómo funciona la citometría?

Las células o partículas en suspensión pasan, una por una, a través de un espacio físico llamado “punto de interrogación”, en el cual, cada una de ellas es expuesta a uno o varios láseres. La luz desviada por cada partícula ofrece información sobre su tamaño y complejidad relativos. Además, la citometría puede utilizar reactivos fluorescentes que nos permiten identificar y caracterizar poblaciones celulares, evaluar su funcionalidad, determinar analitos solubles en una muestra, etc. La información capturada se puede visualizar como si fuera el resultado de una encuesta, por medio de gráficas donde las partículas se agrupan de acuerdo a su similitud y si presentan o no, las características que buscamos en ellas. Los resultados más comunes son aquellos en los que solamente analizamos una o dos características de manera simultánea; actualmente, los softwares permiten evaluar más de 50 parámetros obtenidos de cada una de las células de la muestra de manera integral, considerando todas sus características y sin pérdida de información.

3. ¿Para qué sirve identificar y caracterizar las células por citometría de flujo?

¡Sus aplicaciones son muchas! Esta tecnología permite analizar con mucho detalle cada una de las células de una muestra, de tal manera que podemos conocer la proporción de cada población celular, con base en sus marcadores fenotípicos, así como establecer si están vivas o muertas, su estado de activación, su funcionalidad, etc. Esto es de mucha utilidad en el diagnóstico y seguimiento de enfermedades como la leucemia o en el monitoreo de pacientes que viven con VIH/SIDA.

4. ¿Por qué cuando se habla de citometría también escuchamos sobre “CD” y anticuerpos?

Las células expresan distintas moléculas que nos permiten identificarlas y caracterizarlas. Muchas veces estas moléculas se encuentran clasificadas dentro de lo que conocemos como CD o “grupos de diferenciación” (Cluster of differentiation, en inglés). Para buscar estos CD en las células, utilizamos anticuerpos monoclonales acoplados a fluorocromos, que es lo que detectamos en el citómetro con la ayuda de los láseres que los excitan. La presencia o ausencia de estos CD permite la identificación de poblaciones y subpoblaciones celulares.

5. ¿Cuántas fluorescencias o marcadores pueden analizar a la vez los citómetros?

Depende del equipo, pero hoy en día los más utilizados en clínica pueden analizar de 4 a 12 fluorescencias o marcadores. Para investigación, los equipos sobrepasan las 50 fluorescencias, lo cual pone a la citometría dentro de las técnicas que aportan a la medicina de precisión con “big data”.

6. ¿Cuáles son las especialidades que, en el área de salud, utilizan más la citometría de flujo?

Hematología, Reumatología, Infectología, Oncología, Inmunología, Pediatría, Medicina Interna, entre otras.

7. ¿Qué tipo de muestras se pueden analizar por citometría?

¡Cualquiera! Lo importante es que, si contiene células, éstas se encuentren en suspensión, como sucede con la sangre periférica, la médula ósea o el líquido cefalorraquídeo. Pero también podemos analizar muestras provenientes de un tejido sólido, siempre y cuando hagamos un procesamiento previo para disgregar (separar) a las células y ponerlas en suspensión; así podemos analizar biopsias de hueso o tumores sólidos, entre otras. Por otro lado, podemos analizar muestras como suero, plasma, orina o humor vítreo en búsqueda de analitos solubles… sí, ¡también por citometría!

8. Y en investigación, ¿cuáles son las áreas que más utilizan la citometría?

Inmunología, biología celular, biología molecular, ciencias agropecuarias, biotecnología, ¡entre muchas otras!

9. ¿Por qué es una técnica tan usada en investigación biomédica?

Por su versatilidad y por la gran cantidad de información que podemos obtener de manera simultánea de cada una de las células, así como por la rapidez y el gran número de células que se pueden analizar en cada muestra. Lo anterior en su conjunto, permite apoyar en el diagnóstico, en el seguimiento de los pacientes y en la elección del tratamiento, tanto a nivel clínico como en investigación básica.

10. ¿Cuáles ejemplos hay de aplicación de la citometría en la investigación en México?

En México se pueden realizar prácticamente todas las aplicaciones disponibles, ya que se cuenta con un número importante de citómetros de flujo, algunos de ellos se encuentran entre los más avanzados a nivel mundial. Un aspecto importante que debe buscarse, es que su uso esté disponible en un número mayor de instituciones de salud, lo que permitirá realizar el diagnóstico de diversas enfermedades de manera más rápida y certera, así como ayudar a dar un seguimiento puntual a la evolución del paciente. Es justo por esto que se requiere de personal altamente calificado en esta técnica, tanto en su ejecución como en la interpretación de resultados, y por supuesto para apoyar en la investigación.

¡Asiste al Primer Congreso de Citometría Traslacional!

Participa en el 1er. Congreso de Citometría Traslacional, del 4 al 7 de agosto. Vive de forma virtual o presencial las diferentes actividades que tenemos preparadas, como conferencias magistrales, talleres,  paneles, exposiciones y ¡mucho más!

¿Cuáles son los beneficios de participar?

  1. Podrás entender de forma clara los alcances de la citometría en el área de salud.
  2. Entenderás cómo se interpretan los gráficos de citometría que aparecen en los reportes de laboratorio y/o en los artículos (tanto clínicos como de investigación).
  3. Participarás en los talleres de aplicaciones de citometría de apoptosis, análisis de la función mitocondrial, inmunofenotipos.
  4. Si eres investigador en el área biomédica, clínica o básico, ven y descubre todas las aplicaciones y conoce a expertos nacionales con los que podrás sacar provecho de esta poderosa metodología/técnica de análisis.
  5. Podrás interactuar con profesionales nacionales e internacionales del área de la citometría, tanto del área clínica como del área básica y de investigación.
  6. Conocerás de primera mano los equipos funcionando. Ven y conoce el último grito de la moda en tecnologías de citometría, como la citometría espectral.

¡Inscríbete aquí!

Autores

  • Luvia Sánchez-Torres. Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, IPN.
  • Lourdes Arriaga Pizano. Unidad de Investigación Médica en Inmunoquímica (UIMIQ), Hospital de Especialidades, CMN “Siglo XXI”, IMSS.
  • Julio Enrique Castañeda Delgado. Instituto Mexicano del Seguro Social (IMSS) Zacatecas.
  • Jessica Lakshmi Prieto Chavez. Instituto Politécnico Nacional.
  • Marion Brunck. Tecnológico de Monterrey, Institute for Obesity Research, Centro de Biotecnología FEMSA.

Fábricas virtuales creadas para la educación digital

on July 22, 2022

Por Francisco Tamayo, Jorge Mosqueda y Angeles Aguirre
Artículo de divulgación

Las y los estudiantes de ingeniería de cualquier institución educativa se enfrentan a la problemática de contar con una organización dispuesta a dar acceso a sus instalaciones y procesos de manufactura. La pandemia por Covid-19 no solamente ha impactado en su formación académica, sino también en su desarrollo profesional. Actualmente, se enfrentan a la nueva realidad de acceso limitado a prácticas en las empresas para la aplicación de técnicas y herramientas en la rama de Ingeniería Industrial.

La práctica y experimentación son necesarias para completar el proceso de certificación en la metodología Lean Six Sigma. En general, el aprendizaje de las técnicas y las herramientas que se aprenden en la rama de la Ingeniería Industrial requiere que los alumnos puedan visitar un proceso y recopilar datos (tiempos, niveles de calidad, uso de materias primas, uso de personal y maquinaria, etc.) para su posterior análisis.

A partir de esta necesidad, se aceleró el desarrollo de la planta “RV Duck Toys, S.A. de C.V.”, a disposición de los alumnos del certificado Green Belt, un programa de Educación Digital, en donde pueden experimentar en una fábrica virtual disponible 24/7 sin restricciones de acceso o reglas para manipular las máquinas y observar los procesos.

Necesidad de una planta virtual

Debido a la pandemia por COVID-19, se aceleró la necesidad de desarrollar una planta en realidad virtual como una alternativa para que las y los estudiantes pudieran realizar sus prácticas de la metodología Lean Six Sigma y otras áreas de la rama, teniendo la flexibilidad necesaria para experimentar con las variables de un proceso sin afectación a terceros en cuestión de riesgo y costo.

Para experimentar con un proceso en el ámbito profesional y conocer el impacto que las variables de proceso tienen sobre el mismo, suele ser necesario manipular dichas variables de proceso, lo cual puede llevar a que un lote de producción deba ser desechado debido al incumplimiento de los estándares de calidad establecidos para el mismo proceso.

Creación de la planta ‘RV Duck Toys, S.A. de C.V.’

El desarrollo de la planta se realizó en dos etapas. La primera fase ofreció una planta de robots de líneas automatizadas, y una segunda fase proporcionó mayores recursos y procesos a disposición de los estudiantes en una línea de ensamble de patos estilo ‘Lego’.

Fase 1: Robots de líneas automatizadas

En la primera fase de la planta virtual, las piezas podían ser defectuosas y no defectuosas, ya que no existían variables de proceso que se pudieran manipular. Aquí los estudiantes pudieron ingresar a observar el proceso y la salida de las piezas en cada una de las líneas automatizas para tomar datos y posteriormente efectuar un análisis estadístico (ver Figura 1).

Figura 1. Fase 1: Planta Robots de líneas automatizadas.

Fase 2: RV Duck Toys, S.A. de C.V.

Con base a la experiencia y aprendizaje obtenidos en la fase 1, se robusteció la planta en una segunda fase con el aumento de recursos y procesos a disposición de los estudiantes. En esta nueva versión, ya fue posible manipular 8 variables de proceso que afectan la altura de las piezas del pato a la salida del proceso (ver Figura 2). Los estudiantes utilizaron esta nueva versión de la planta para aplicar y validar sus diseños de experimentos en el intento de mejorar el desempeño del proceso y alinearse a los límites de especificación que se proveen en el caso de estudio.

Figura 2: Planta virtual “RV Duck Toys, S.A. de C.V.”

Hallazgos

La planta “RV Duck Toys, S.A. de C.V.” permite al estudiante:

  • Contar con un ambiente en realidad virtual que simule el lugar de trabajo al que se enfrentarán cuando se desenvuelvan en el ámbito profesional.
  • Simular la forma de trabajar en escenarios correspondientes al ámbito industrial y de manufactura.
  • Observar las diferentes etapas del proceso de fabricación de los patos y mapear a detalle el proceso con el fin de entender la secuencia lógica del mismo, las entradas y las salidas esperadas.
  • Realizar mediciones de tiempos, capacidad de producción y niveles de calidad para analizar los datos en un software estadístico, y realizar un diagnóstico sobre el desempeño del proceso.
  • Manipular 4 máquinas con 8 variables de entrada cada una (presión, temperatura, velocidad de inyección, porcentaje de humedad, porcentaje de lubricante, porcentaje de limpieza, porcentaje de mantenimiento y operador) para controlar la variable de salida (altura de la pieza).
  • Evaluar el nivel de calidad del proceso utilizando las especificaciones de calidad proporcionadas en el caso de estudio y determinar si aceptar o rechazar la producción para cada parte del pato (cabeza, patas, cuerpo, pico y pato completo ensamblado).
  • Aplicar la metodología DMAIC para la mejora del desempeño del proceso, así como otras metodologías encaminadas hacia mejorar este desempeño.
  • Aplicar la filosofía “Lean” o filosofía esbelta para la reducción de los desperdicios dentro del proceso y enfocarse sólo en las actividades que agregan valor al producto o lo transforman, de tal manera que la salida tiene más valor que la entrada.
  • Aplicar herramientas estadísticas para medir el efecto que tienen las variables de proceso sobre la variable de salida.
  • Aplicar herramientas estadísticas para controlar la variación de los resultados del proceso a la salida (controlar la altura de las piezas).
  • Tener acceso a un proceso que funcione 24/7, los 365 días del año, que permita al estudiante comprender la utilidad de dichas herramientas estadísticas y cómo aplicarlas para resolver problemas en la vida real, sin comprometer o dañar los lotes de producción de un proceso real.
  • Aplicar herramientas de análisis causa-efecto y el análisis del modo y efecto de las fallas para comprender las causas raíz de los problemas que afectan al proceso, y utilizar dicha información para realizar una propuesta de mejora.
  • Resolver la problemática del caso (elevar el desempeño general del proceso y reducir el porcentaje de piezas rechazadas) realizando mediciones que evidencien las mejoras y optimizaciones en el producto y/o proceso a través de los indicadores clave de este.

Gracias a la planta en realidad virtual, los estudiantes de ingeniería pueden continuar experimentando en una fábrica que está disponible 24/7, y donde no existen restricciones de acceso o reglas para manipular las máquinas y observar los procesos.

Visita nuestro espacio digital para que puedas conocer su historia y evaluar su uso en tus clases: Ingresa aquí para conocer la planta. Además, contamos con ejercicios ya elaborados que puedes utilizar al realizar prácticas en nuestra planta virtual “RV Duck Toys, S.A. de C.V.”.

Autores

  • Francisco Alberto Tamayo Enríquez. Es profesor de Experiencias Digitales de Profesional, de la Escuela de Ingeniería y Ciencias. Es Doctor en Ingeniería Industrial. Emprendedor, consultor y catedrático internacional, con experiencia en calidad, manufactura y el uso de VR para experiencias educativas. Profesor del Certificado GBLSS. francisco.tamayo@tec.mx
  • Jorge Alberto Mosqueda Benavides. Es profesor de Experiencias Digitales de Profesional, de la Escuela de Ingeniería y Ciencias. Es Ingeniero Químico Administrador con una Maestría en Ciencias con especialidad en Sistemas de Calidad y Productividad en el Tecnológico de Monterrey. Es consultor de tiempo parcial en Productivity L.A. como entrenador en temas de Lean Manufacturing y Six Sigma. Es profesor del Certificado GBLSS. mosqueda@tec.mx
  • Angeles Carolina Aguirre Acosta. Es profesora de Experiencias Digitales de Profesional, de la Escuela de Ingeniería y Ciencias. Egresada de la carrera de Ingeniería en Industrias Alimentarias y de la Maestría en ciencias con especialidad en Calidad y Productividad, ambas por el Tecnológico de Monterrey. Es consultora y empleada en el área de calidad y producción, principalmente en el sector de Alimentos y Educación. Es profesora del Certificado GBLSS. acaguirre@tec.mx.

¿Quieres saber más?

Una proteína que nos protege del estrés oxidativo

on July 19, 2022

Por Jorge Gutiérrez-Cuevas, Arturo Santos y Juan Armendáriz-Borunda
Artículo de divulgación científica

La obesidad es un gran problema de salud e incrementa el riesgo de factores cardiovasculares (dislipidemia, resistencia a la insulina, hipertensión y aterosclerosis). La obesidad puede inducir inflamación, estrés oxidativo, disfunción endotelial, ataque cardíaco, derrame cerebral y diabetes; también puede generar alteraciones en la estructura cardíaca y arritmias en el corazón, fibrosis cardíaca, hipertrofia ventricular izquierda y disfunción diastólica.

La patogénesis de la obesidad y enfermedad cardiovascular incluye inflamación y estrés oxidativo. Los eritrocitos de pacientes obesos presentan disminuidas varias enzimas antioxidantes como la Cu-Zn superóxido dismutasa (SOD) y glutatión peroxidasa (GPX). La producción de especies reactivas del oxígeno (ERO) o llamados radicales libres, está relacionada a la desregulación de adipocinas en el tejido adiposo, lo cual contribuye a la disfunción celular y resistencia a la insulina, ambos son iniciadores de la aterosclerosis.

El factor nuclear eritroide 2 (NRF2), codificado por el gen NFE2L2, es un factor transcripcional clave en la regulación del estrés oxidativo. Cuando las células están en estrés oxidativo, la proteína KEAP1 se libera de su complejo con NRF2, y  NRF2 en el núcleo se une a una secuencia de ADN llamada elemento de respuesta antioxidante (ARE), para activar genes antioxidantes (ejemplo: Hemo oxigenasa-1: HO-1, Glutatión S Transferasas: GSTs, Catalasa: CAT y SOD).

Los ratones obesos con el gen Nfe2l2 knockout, presentan altos niveles de ERO y la vía de señalización de la insulina disfuncional. Estos ratones desarrollan hipertrofia cardíaca, disfunción diastólica ventricular izquierda y alteración del calcio; también presentan una acelerada falla cardíaca después de daño isquémico. Interesantemente, en ratones con cardiomiopatía hipertrófica, la sobreexpresión de la proteína NRF2 y sus genes blancos, revierten la remodelación ventricular izquierda y fibrosis cardíaca. El resveratrol y curcumina activan a NRF2 y protegen del estrés oxidativo, apoptosis, inflamación y disfunción celular, causados por la obesidad. Otros procesos biológicos son regulados por la proteína NRF2 (Figura 1).

Figura 1. La proteína NRF2 regula diferentes procesos celulares de acuerdo con sus genes blancos.

NRF2 y factores de riesgo cardiovascular asociados a obesidad

Los efectos de la obesidad sobre la enfermedad cardiovascular son mediados a través de factores de riesgo como la resistencia a la insulina, hiperglicemia, dislipidemia e hipertensión. Los contribuidores al estrés oxidativo en la obesidad incluyen hiperglicemia, niveles elevados de lípidos, deficiencia de vitaminas y minerales, hiperleptinemia, inflamación crónica, disfunción endotelial y mitocondrial.

Estrategias terapéuticas

NRF2 e hiperglicemia

El metabolismo de la glucosa genera ERO a través de las siguientes vías: 1) formación de productos finales de la glicación avanzada (AGEs), 2) activación de la proteína cinasa C (PKC), 3) autoxidación del gliceraldehído, 4) actividad incrementada de la vía del poliol, 5) metabolismo incrementado de la hexosamina y 6) producción elevada de la angiotensina-II.

En condiciones de hiperglicemia, el trisulfuro de dialilo (se encuentra en el aceite de ajo) incrementa a NRF2 y protege a los cardiomiocitos de la apoptosis mediada por ERO. A continuación, compuestos que activan a NRF2: antrodina C previene la senescencia, disminuye a ERO y apoptosis; calcona L6H9 reduce las citocinas cardíacas, niveles de ERO, apoptosis, hipertrofia y fibrosis cardíaca; momordicina-I inhibe la proliferación de fibroblastos y colágena; spiraeosida inhibe a ERO y malondialdehído, incrementa a SOD, GPX y CAT; y tanshinona-IIA inhibe la proliferación celular y colágena.

NRF2 e hiperlipidemia

El exceso de ácidos grasos libres como el palmitato, inducen a ERO vía activación de NADPH oxidasa 1 (NOX1) dependiente de PKC. El 3-glucósido de cianidina inhibe a NF-kB y mejora el estado redox inducido por el palmitato, al activar al ARE de NRF2. La curcumina incrementa a HO-1 vía activación de NRF2 y disminuye a ERO y malondialdehído en el músculo esquelético con obesidad.

NRF2 en la disfunción endotelial

En las células vasculares, la generación de ERO puede ser activada por citocinas, angiotensina-II, endotelina-1, aldosterona y el factor de crecimiento derivado de plaquetas. El cinamaldehído protege la disfunción endotelial al activar a NRF2 en condiciones altas de glucosa. El ácido cafeico, un ácido hidroxicinámico dietético abundante en café, activa a NRF2 y previene la disfunción endotelial asociada con inflamación y estrés oxidativo inducidos por hiperglicemia. La cianidina 3-glucósido activa a NRF2 y mejora el estado redox, inhibe a NF-kB y moléculas de adhesión en la disfunción endotelial inducida por ácido palmítico.

NRF2 y aterosclerosis

NRF2 funciona como antiaterogénico porque reduce la migración de células de la musculatura lisa vascular, proliferación, calcificación y remodelamiento vascular. El sulforafano, un potente activador de NRF2 y encontrado en el brócoli y repollo, inhibe la aterosclerosis. La acacetina protege contra la aterosclerosis a través de NRF2, disminuye la inflamación y acelera el metabolismo de lípidos. La berberina inhibe la aterosclerosis al reprimir la formación de células espumosas de macrófagos a través de la inhibición de AP-1 y activación de NRF2 y HO-1. El equol reduce triglicéridos, colesterol, LDL e incrementa HDL a través de NRF2.

NRF2 e hipertensión

En condiciones patológicas en la obesidad, el sistema renina-angiotensina-aldosterona (SRAA) es activado y aumenta la inflamación y remodelamiento estructural, lo cual causa daño cardíaco y vascular. SRAA mantiene la homeostasis cardiovascular al regular la presión sanguínea, vasoconstricción, ingesta de sodio y excreción de potasio. La activación de NRF2 por fitoquímicos, disminuye la disfunción diastólica en ratas hipertensivas con insuficiencia cardiaca con fracción de eyección preservada (HFpEF). El sulforafano mejora la vasodilatación y el desequilibrio redox en la vasculatura de ratas hipertensas, y disminuye la presión sanguínea. El resveratrol disminuye el estrés oxidativo y progresión de la hipertensión en ratas hipertensas. La diosmentina mejora la hipertensión, disfunción endotelial al activar a NRF2 y HO-1 en ratas hipertensas. El ácido asiático inhibe la fibrosis cardíaca inducida por angiotensina-II, reduce la hipertrofia cardíaca, deposición de colágena, malondialdehído y ERO en la hipertensión.

En conclusión, NRF2 modula la progresión de la aterosclerosis, inflamación, homeostasis de lípidos y otros factores de riesgo cardiovascular asociados a obesidad. Por lo tanto, NRF2 es un blanco terapéutico atractivo para la enfermedad cardiovascular.

Los autores

Jorge Gutiérrez Cuevas es Doctor en Ciencias en Genética y Biología Molecular. Es profesor investigador del Centro Universitario de Ciencias de la Salud, Universidad de Guadalajara y colaborador con el Tec de Monterrey. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores del Conacyt, Nivel 1, gutierrezcj05@gmail.com

Arturo Santo García es Doctor en Ciencias en Biología Molecular. Es profesor investigador de la Escuela de Medicina y Ciencias de la Salud Tec de Monterrey. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores del Conacyt, Nivel 2, arturo.santos@tec.mx

Juan Armendáriz Borunda es Doctor en Ciencias en Bioquímica. Es profesor investigador del Centro Universitario de Ciencias de la Salud, Universidad de Guadalajara y del Tec de Monterrey. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores del Conacyt, Nivel 3, juan.armendariz.borunda@tec.mx

¿Quieres saber más?

  • Gutiérrez-Cuevas, J.; Galicia-Moreno, M.; Monroy-Ramírez, H.C.; Sandoval-Rodriguez, A.; García-Bañuelos, J.; Santos, A.; Armendariz-Borunda, J. The Role of NRF2 in Obesity-Associated Cardiovascular Risk Factors. Antioxidants 2022, 11, 235. https://doi.org/10.3390/antiox11020235

Realidad virtual sin fronteras: su aplicación en los alimentos

on July 15, 2022

Por Ana Mayela Ramos de la Peña
Artículo de divulgación

Cuando comemos, percibimos el sabor y el aroma de los alimentos, pero también sus propiedades visuales, auditivas y táctiles, así como la información sensorial que recibimos de nuestro entorno. El sabor, los colores, los sonidos y las emociones se correlacionan entre sí para influenciar la percepción sensorial.

Durante los últimos años, contextos situacionales y ambientes inmersivos se han incorporado a la evaluación sensorial, con el objetivo de crear escenarios más cercanos a la vida real, y poder comprender de una forma más completa las opiniones y preferencias de las y los consumidores. Esta información es fundamental para la mejora continua en la formulación de productos alimentarios, así como para el desarrollo y creación de nuevos productos, y su mercadotecnia.

Estudios científicos han demostrado que la aceptación de alimentos cambia, dependiendo del ambiente en que las personas los consumen; por ejemplo, en un restaurante, en una cabina de análisis sensorial, o en una cafetería. Incluso la creación de escenarios imaginarios después de leer un texto logra causar variación en la percepción sensorial.

La tecnología de realidad virtual (RV) es una poderosa herramienta para crear escenarios contextuales para el consumo de alimentos mediante experiencias inmersivas, utilizando estímulos multisensoriales, ya que imita los entornos del mundo real. Además, la RV tiene una gran ventaja ecológica, ya que reduce la cantidad de espacio requerido, los gastos y el consumo de tiempo que usualmente se destinarían para crear ambientes o escenografías en modalidad física.

Más a detalle: la tecnología de realidad virtual

La RV es una representación tridimensional de los ambientes de la vida real que es generada por la tecnología computacional. En un contexto de RV, las personas se sitúan en forma de avatares, y pueden interactuar con objetos simulados y otros avatares, de la misma manera que lo harían en el mundo real.

Esta tecnología se basa en la visión de 360 grados de alta resolución y sonido 3D, además de que los visores proveen a los y las usuarias una experiencia altamente interactiva y atractiva, de tal forma que reorientan su percepción de la realidad. La RV se ha ido incorporando cada vez más en nuestra vida diaria, por ejemplo, se utiliza para enriquecer la experiencia de las personas en juegos, películas, viajes, educación, medicina, turismo, etc.

Efecto de los entornos virtuales sobre la percepción sensorial de los alimentos

El Tecnológico de Monterrey cuenta con instalaciones de primer nivel en tecnología de RV (Mostla), y dentro de ellas, se llevó a cabo un estudio en el que se utilizaron estas herramientas inmersivas para conocer el efecto de diferentes entornos virtuales sobre la percepción sensorial de dos productos muy populares en el mercado global. Estos productos fueron salsa de tomate (kétchup) y aderezo para ensaladas sabor ranch, y la evaluación sensorial se realizó mientras las y los participantes se encontraban inmersos en los ambientes de RV (Figura 1).

Se crearon siete ambientes virtuales (videos en formato 360° con sonido envolvente), para que los participantes evaluaran sensorialmente muestras idénticas de salsa de tomate y aderezo. Los resultados recopilados se analizaron con métodos estadísticos para conocer la correlación entre los atributos sensoriales evaluados y los distintos ambientes virtuales.

Figura 1. Ambientes en RV (videos en formato 360° con sonido envolvente) creados para la evaluación sensorial de salsa de tomate y aderezo.

Algunos resultados del experimento

Aunque las muestras de salsa de tomate y aderezo que fueron proporcionadas eran idénticas, la percepción sensorial de las y los participantes fue distinta, dependiendo de la escena virtual creada en la que se encontraban inmersos e inmersas.

Cuando las y los participantes estaban inmersos una escena virtual de calor, su percepción del sabor picante y de consistencia húmeda se intensificó, mientras que su percepción del sabor amargo disminuyó. Por otro lado, cuando se encontraban inmersos en una escena virtual de frío, su percepción del sabor dulce incrementó.

Este estudio lleva el liderazgo en México y América Latina en este tipo de investigaciones sobre entornos virtuales y su impacto en evaluación sensorial.

¿Cómo beneficia a la sociedad el uso de RV en los alimentos?

Además de contribuir de forma innovadora a la evaluación sensorial de alimentos, la realidad virtual aporta una gran cantidad de beneficios a la sociedad. Por ejemplo:

  • Consumir alimentos con el uso de la tecnología de RV aporta experiencias multisensoriales innovadoras y futuristas, que potencializan o modifican las percepciones de sabores, aromas, texturas, etc., y que a su vez estimulan los sentidos para reformular nuestra percepción en que experimentamos los alimentos.
  • La realidad virtual permite potencializar la percepción del sabor salado o dulce de los alimentos, para evitar de esta manera que las y los consumidores agreguen sal o azúcar en exceso, o para promover el consumo de alimentos sin azúcar.
  • La percepción de textura de los alimentos puede ser modificada con esta tecnología de RV, generando sensaciones de dureza o suavidad durante el proceso de masticación. Por ejemplo, esto puede ser utilizado para personas con mandíbulas débiles y que no pueden experimentar la dureza de los alimentos en el mundo real.
  • Esta herramienta tecnológica ayuda a la rehabilitación nutrimental y a la educación en dietas balanceadas. Un ejemplo es mediante entornos virtuales animados para motivar a niños y niñas para consumir alimentos saludables cuyo sabor no es agradable. De igual forma, es posible ofrecer la oportunidad a personas alérgicas a algún tipo de alimento de sustituirlo por otro y poder disfrutar del sabor, aroma o textura originales del alimento en cuestión, dentro de la inmersión en RV.

¿Quieres saber más?

Los resultados generados de esta investigación están descritos en nuestro artículo científico: “Virtual reality immersion: taste and texture changes for identical samples of two common condiments”, que fue publicado en la revista Chemosensory Perception. Disponible en: https://doi.org/10.1007/s12078-022-09296-9

Autora y líder de la investigación

Ana Mayela Ramos-de-la-Peña. Doctora en Ciencia y Tecnología de Alimentos. Actualmente es Investigadora del Tecnológico de Monterrey en el Centro de Biotecnología-FEMSA. Pertenece al Grupo de Investigación de Enfoque Estratégico de Bioprocesos. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores (Nivel I). Contacto: ramos.amay@tec.mx ORCID: 0000-0002-9347-842X

Investigadores principales

Oscar Alejandro Aguilar-Jiménez. Doctor en Ciencias de la Ingeniería con especialidad en Biotecnología por el Tecnológico de Monterrey. Profesor-Investigador y Director del programa de Posgrado en Biotecnología. Miembro del Sistema Nacional de Investigadores (Nivel II) y de la Academia Mexicana de Ciencias. ORCID: 0000-0002-5352-9579

José Guillermo González-Valdez. Doctor en Ciencias de la Ingeniería con especialidad en Biotecnología por el Tecnológico de Monterrey. Profesor-Investigador y Director del Centro de Biotecnología-FEMSA. Líder del Grupo de Investigación de Enfoque Estratégico de Bioprocesos. Miembro del Sistema Nacional de Investigadores (Nivel II). ORCID: 0000-0001-6734-8245

Arquitectura de tecnologías de RV y soluciones tecnológicas Mostla

Olaf Ramiro Román Jiménez. Líder académico de iniciativas VR, profesional especialista en despliegue en equipo de estrategias nacionales, colaboración con departamentos aliados y apoyo a profesores para utilizar tecnología emergente AR, VR, experiencias 360° o entornos 3D.

Referencia

Ramos de la Peña, A.M., Aguilar, O., González-Valdez, J. (2022). Virtual reality immersion: taste and texture changes for identical samples of two common condiments. Chemosensory Perception. In press.