Pädi Boletín Científico de Ciencias Básicas e Ingenierías del ICBI

Título

Raul Villafuerte-Segura — 2024-07-05

Comité Editorial

Pädi ICBI — 2024-07-05

Editorial

Raúl Villafuerte-Segura — 2024-07-05

Apreciables lectores de Pädi

Es un gusto darles la más cordial bienvenida al número regular de nuestra revista científica “Pädi Boletín Científico de Ciencias Básicas e Ingenierías del ICBI”. Como punto destacable, durante este primer semestre del año, me complace anunciarles que el número de manuscritos sometidos a evaluación ha tenido un crecimiento bastante considerable, consecuencia de esto se tiene, por primera vez en su historia, el material completo para publicar el número regular actual y el del próximo enero de 2025 (https://repository.uaeh.edu.mx/revistas/index.php/icbi/issue/view/494).

Por lo cual, es grato reconocer y agradecer el gran esfuerzo y apoyo otorgado por nuestros autores y revisores, sin su labor esto no podría ser posible.

Sin más preámbulo, se presenta una reseña de los 20 manuscritos, 4 de revisión y 16 de investigación, que conforman la presente edición regular Vol. 12 No. 23, esperando sea de gran interés para los lectores, asimismo se invita a consultar y citar el manuscrito de su preferencia.

Bioquímica de la pared celular de Gram positivas y Gram negativas

Jaime Alioscha Cuervo-Parra — 2024-07-05

La pared celular de bacterias es una estructura compleja en forma de malla, esencial para el mantenimiento de la forma, integridad estructural y coordinación de las diferentes propiedades de las células. Cada especie mantiene cierta homología en la composición y estructura de la pared; sin embargo, existen variables que influyen en las estructuras específicas, como: etapa de crecimiento, medio de cultivo, cambios de temperatura, pH, salinidad, presión, entre otros. La diversidad estructural puede existir entre individuos de la misma especie y representa adaptaciones a diferentes entornos de crecimiento. La pared celular de bacterias Gram positivas y Gram negativas se distingue fácilmente por la cantidad de peptidoglicano (PG). Conocer las diferencias bioquímicas de la pared celular de estos organismos procariotas, permitirá tener mayor comprensión de las propiedades fisiológicas de cada grupo, de las técnicas de tinción para la diferenciación y su adaptación ante condiciones de estrés.

Tecnologías Emergentes en el Diagnóstico y Tratamiento del TDAH

Jerónimo Aparicio-Juárez — 2024-07-05

El Trastorno por Déficit de Atención e Hiperactividad (TDAH), representa una preocupación significativa en Estados Unidos y México, ya que afecta el rendimiento académico y la calidad de vida de quienes lo padecen. Las limitaciones de los métodos de diagnóstico y tratamiento tradicionales, particularmente en la detección y atención temprana, motiva a la exploración de nuevos procedimientos y propuestas tecnológicas. Este artículo revisa los avances en el diagnóstico y tratamiento del TDAH, destacando plataformas y metodologías innovadoras. La investigación considera a la pupilometría como herramienta de diagnóstico y profundiza en el neurorretroalimentación y biorretroalimentación como protocolos de tratamiento prometedores. Se discute la utilización de Sistemas de Interacción Humano-Robot (HRpI) e Interfaces Cerebro-Computadora (BCI) como vías emergentes para mejorar la calidad de vida de los pacientes. Se destaca la importancia del uso de métricas sólidas, así como el análisis de señales y datos; por ello, se incorporan pruebas como el Test de Atención D2, el Test Go/No-Go, Tareas de Ejecución Continua (CPT) y el Test de Variables de Atención (TOVA). Finalmente se aborda la aplicación de algoritmos de Inteligencia Artificial (IA) como herramientas de apoyo al diagnóstico. Estos desarrollos progresivos representan un futuro prometedor para el manejo del TDAH y enfatizan la necesidad de colaboración interdisciplinaria entre la psicología, las neurociencias, la ingeniería y la salud mental.

El jardín secreto de la nanotecnología: las nanoflores

Carlos Eduardo Lozano-Olvera — 2024-07-05

Los nanomateriales representan una poderosa herramienta para abordar los desafíos contemporáneos. Entre estos materiales, las nanoflores se destacan debido a sus propiedades superficiales, magnéticas y eléctricas que las hacen aplicables en diversas áreas de la ciencia como la medicina, la química, la tecnología y la energía. Las características esenciales de las nanoflores como su tamaño, forma, y propiedades, dependen directamente de su composición y el método de síntesis utilizado, lo que las hace adaptables a las necesidades de cada una de las diciplinas mencionadas. Este artículo se centra en revisar las investigaciones científicas más recientes y relevantes, proporcionando una visión más profunda de las características, métodos de síntesis y aplicaciones más destacadas de las nanoflores.

Influencia de la fermentación del cacao y del uso de cultivos iniciadores sobre las características organolépticas del chocolate: un análisis integral

Berenice Sarahí Rosales-Valdívia — 2024-07-05

La fermentación de las habas de cacao y la aplicación de cultivos iniciadores desempeñan un papel fundamental en su composición química y en la calidad final del chocolate. Por ello, el objetivo de esta revisión fue proporcionar una visión completa de cómo estos dos factores influyen en las características sensoriales del chocolate, con el fin de contribuir al conocimiento dentro de la industria chocolatera. En ese sentido, se abordó la relevancia económica y cultural del cacao y el ciclo de producción del chocolate, destacando la importancia de la fermentación y de sus factores críticos, como la temperatura y la diversidad microbiana. Se examinaron también los cambios químicos que ocurren durante la fermentación en las habas de cacao, así como la implementación de cultivos iniciadores y su impacto en la calidad sensorial del chocolate. En conclusión, se resaltó la relevancia crucial de estos procesos para promover la excelencia en la industria del chocolate y fomentar la investigación continua en este campo.

Evaluación de GIC en fibra de vidrio/epóxica usando emisión acústica

María del Pilar De-Urquijo-Ventura — 2024-07-05

El uso de los polímeros reforzados con fibras (PRFs) ha aumentado en los últimos años debido a sus elevadas propiedades mecánicas específicas. Sin embargo, el “talón de Aquiles” de estos materiales es su tendencia a sufrir delaminación, la cual puede propiciar fallas catastróficas en componentes estructurales como los álabes de turbinas eólicas. Por tal motivo, la evaluación de la falla por delaminación en los PRFs sigue siendo un tema de interés en la comunidad científica y en la ingeniería. Con esta motivación, en este trabajo se presenta una manera innovadora de evaluar la delaminación a través de la técnica de Emisión Acústica (EA), mediante la detección y monitoreo del inicio y propagación de delaminación modo I en un PRF a base de resina epóxica reforzada de fibras de vidrio. Para ello se prepararon especímenes de doble viga en voladizo (DCB, por sus siglas en inglés) y se colocaron sensores de emisión acústica (SEA) en dos posiciones diferentes sobre los especímenes DCB: SEA10 localizado a 10 mm antes de la punta de la grieta y SEA75 localizado a 75 mm después del inicio de la grieta. Los resultados de la caracterización de la delaminación modo I mediante EA estuvieron en concordancia con los resultados obtenidos por los métodos de la norma; siendo el SEA10 el que mostró una mayor precisión en la medición.

Avances de la computación cuántica en México

Luis Palacios-Razo — 2024-07-05

En México, se han realizado esfuerzos significativos en el desarrollo de la computación cuántica en los últimos años. El país ha establecido colaboraciones con instituciones y empresas líderes en el campo, lo que ha permitido el intercambio de conocimientos y tecnologías de vanguardia. Estas colaboraciones han impulsado la investigación y el desarrollo en México. Este artículo ofrece una visión general de los orígenes de la computación cuántica y de los avances e investigaciones realizadas en México, así como el establecimiento de colaboraciones y alianzas de investigación con instituciones internacionales. También se abordan los desafíos en el campo de la computación cuántica. El artículo concluye enfatizando la importancia de la educación y formación en computación cuántica, así como el impacto potencial de esta tecnología en México.

Función autonómica y reposo en el deterioro cognitivo leve: estudio piloto

Ramiro Dominguez-Aguilar — 2024-07-05

El deterioro cognitivo leve (DCL) es una entidad patológica precursora de la demencia. Las enfermedades cerebrales y cardiovasculares favorecen la aparición del DCL. Este es un estudio piloto sobre el DCL y la modulación autonómica cardiovascular y se planteó una metodología para evaluar a adultos mayores con DCL por medio del análisis de la variabilidad de la frecuencia cardiaca (VFC). En el estudio participaron 4 adultos mayores (66.8 ± 3 años) con DCL y 4 adultos mayores (70.5 ± 6 años) sin DCL. La VFC se evaluó durante una condición de reposo con ojos cerrados de 5 minutos de duración. Se encontró una correlación significativa negativa entre la edad y la potencia absoluta de la frecuencia alta relacionada con la Arritmia Sinusal Respiratoria, aunque no se hallaron diferencias significativas en la VFC entre ambos grupos. La VFC en reposo no contribuyó en identificar la presencia del DCL. Para llevar a cabo la evaluación de la VFC, se recomienda llevar a cabo un estudio con una muestra más grande e incluir tareas de alta demanda.

Moduladores geométricos fraccionarios de señales de tipo senoidal

Manuel Vladimir Vega-Blanco — 2024-07-05

Presentamos una técnica de modulación de señales de tipo senoidal utilizando ideas de la geometría diferencial de superficies y del cálculo fraccionario, en particular de los flujos geodésicos sobre superficies y de la derivada de Caputo de orden fraccionario. El trabajo incia con la introducción de los objetos geométricos denominados embudos que son superficies de revolución con frontera y sobre los cuales se define un flujo geodésico a partir de una señal portadora. Se muestra que si se define la señal modulada punto a punto como la componente normal a la frontera del vector velocidad de una geodésica de dicho flujo, entonces, bajo la derivada usual, tanto señal portadora como señal modulada tienen la misma frecuencia. Sin embargo, se muestra que cuando se utiliza la derivada de Caputo de orden fraccionario variable, donde el orden depende de una señal moduladora, entonces la señal modulada y la señal portadora tienen, en general, parámetros distintos, por lo cual se tiene un método de modulación factible en el cual la señal modulada depende tanto de la señal moduladora como de la geometría del embudo, característica que permite no solo la modulación sino también la encriptación de la información contenida en la señal moduladora.

Utilización de residuos mineros en concreto permeable como alternativa de construcción sostenible

Alejandro González-de-la-Fuente — 2024-07-05

En Pachuca de Soto, Hidalgo, se ha registrado la acumulación de millones de metros cúbicos de desechos provenientes de la actividad minera de más de 500 años. Estos desechos, conocidos como “jales” no tienen uso ni beneficio social. Si bien, su composición química no muestra la presencia de elementos potencialmente tóxicos en cantidades representativas, sí afecta la salud de la población debido a que las partículas pueden ser fácilmente transportadas por agua y aire. La propuesta de reutilización de jales en la construcción de concreto permeable es una alternativa eficiente para reducir el impacto ambiental, siendo eficiente como sustituto de cementante en baja proporción. Asimismo, su uso no requiere ningún proceso adicional. En este estudio se elaboró un concreto permeable con adición de residuo minero como sustituto de aglutinante hidráulico en dosificaciones de 0, 5, 10 y 15%. Los resultados mostraron que hasta la dosificación del 10% los especímenes tuvieron un comportamiento similar al concreto permeable convencional.

Caracterización eléctrica del Bi0.5Na0.5TiO3 obtenido por molienda de alta energía

Luis Gerardo Betancourt-Cantera — 2024-07-05

El bismuto sodio titanato (Bi_0.5Na_0.5TiO₃) es un cerámico que ha captado la atención en los últimos años debido a sus propiedades piezoeléctricas y su composición libre de plomo. Estas características lo han posicionado como alternativa para sustituir materiales piezoeléctricos basados en plomo, los cuales son altamente contaminantes. En este trabajo se analizan las propiedades eléctricas, dieléctricas y estructurales del potencial piezoeléctrico Bi_0.5Na_0.5TiO₃, el cual fue obtenido por molienda de alta energía durante 5 h y sinterizado a baja temperatura (900°C). Los resultados obtenidos por difracción de rayos X confirman la obtención del compuesto monofásico Bi_0.5Na_0.5TiO₃con estructura rombohedral. En tanto, las propiedades dieléctricas exhiben valores de permitividad (465 a 419) altamente estables a altas frecuencias con bajas perdidas dieléctricas. Las curvas de polarización eléctrica denotan un comportamiento característico de un ferroeléctrico duro, con un campo coercitivo significativamente grande de 50 kV/cm y una polarización de saturación de 25.7 µC/cm².

Capital natural y producción en el campo mexicano

Ramiro Cadena-Uribe — 2024-07-05

Existe un problema que recorre a muchos los países actualmente y que se prevé se agrave en los próximos años. Y es el de la alimentación. En algunos países ya es grave la situación y pone en riesgo su soberanía e independencia por su vulnerabilidad. Es necesario, en todos los frentes, tomar medidas para erradicar el hambre. México cuenta con una gran extensión territorial con tierras cultivables, con ríos, lagunas y mares. Existen los elementos naturales para la producción de alimentos. Tiene gran infraestructura de comunicación, combustibles, energía eléctrica, instituciones de salud, financieras y educativas para la formación y actualización del capital humano. Sin embargo, el campo ha sido olvidado. Con el movimiento revolucionario, las grandes extensiones se pulverizaron en pequeñas parcelas y con esto la producción. Había que acabar con los latifundistas, no con los latifundios. Sin agua, crédito y asistencia técnica la producción está en un nivel artesanal. Habría que terminar con los propietarios que acaparaban a las grandes extensiones de tierra y explotaban a los trabajadores del campo. Pero las grandes extensiones de tierra deberían seguir produciendo en una forma integral y sistemática. El usufructo se distribuiría entre los trabajadores como en una cooperativa, de acuerdo al trabajo desempeñado, funciones responsabilidades. Es necesario y urgente cambiar el sistema de producción. La ingeniería Industrial aplicada en la producción del campo, como un sistema de producción. Desde el estudio del mercado de consumo, nacional e internacional, localización y extensión de la tierra, métodos y procesos, insumos, maquinaria y equipo, mano de obra y todo el aspecto organizacional y operativo.

Evaluación del mangostán como ingrediente para desarrollar un polvo base para preparar bebidas con potencial antioxidante

Yari Jaguey-Hernández — 2024-07-05

El mangostán (Garcinia mangostana) es un fruto que se considera exótico en México, sin embargo, empieza a tener relevancia por las propiedades que aporta. Debido a la importancia que está cobrando este fruto, en el presente trabajo se realizó el análisis proximal de su pulpa y de su cáscara, así como la medida de la capacidad antioxidante (FRAP y DPPH), el contenido de antocianinas, fenoles totales y de fibra dietética. De acuerdo con los resultados, la cáscara presenta las mejores propiedades (capacidad antioxidante, fenoles totales y fibra dietética) ideales para el desarrollo de un polvo base para preparar bebidas. Por lo que, se realizaron diferentes formulaciones, utilizando el pericarpio liofilizado (4%), goma xantana (0.05%) y diferentes edulcorantes (en proporciones de dulzor similares), cuya mezcla se reconstituyó con agua y se realizaron pruebas rápidas de color, sabor y apariencia. Las formulaciones adicionadas con sucralosa (edulcorante no calórico) y saborizantes de fresa y frambuesa, fueron las que cumplieron con las características organolépticas más adecuadas.

Ensayos germinativos en especies maderables con potencial para su micropropagación

Iván Alonso Yáñez-Islas — 2024-07-05

La deforestación es un factor antropogénico que altera los bosques. Para mitigar este fenómeno se han planteado diversas estrategias, siendo una de estas la propagación in vitro. En este trabajo se seleccionaron especies con potencial para el cultivo in vitro, mediante la aplicación de pruebas a lotes de semillas de diversas especies. La viabilidad se calculó mediante una prueba con tetrazolio y la germinación mediante siembra en algodón por 21 días. Para el cultivo in vitro se empleó medio WP. Se probaron dos protocolos de desinfección empleando NaClO, así como, cinco tratamientos pre-germinativos. Las semillas de Pinus michoacana, y Retama sphaerocarpa resultaron viables (61% y 100%). P. pseudostrobus y P. michoacana mostraron 43.3% y 40% de germinación. Existió contaminación total aplicando el Protocolo 1, el Protocolo 2 la redujo un 20-40%. De los tratamientos pre-germinativos, únicamente la estratificación mostró efectividad. Se concluye que P. michoacana es una especie con potencial para el cultivo in vitro.

Fermentación alcohólica de guayaba (Psidium guajava L.) por Kluyveromyces marxianus

Carlos Rubén Sosa-Aguirre — 2024-07-05

La guayaba (Psidium guajava L.) es una fruta tropical con una elevada producción mundial; sin embargo, es altamente perecedera. Previamente se ha reportado su fermentación alcohólica con levaduras de la especie Saccharomyces cerevisiae, sin existir antecedentes con levaduras de otras especies como Kluyveromyces marxianus. En este trabajo se llevo a cabo la fermentación alcohólica de guayaba utilizando la levadura K. marxianus UMPe-1, comparando los resultados con los obtenidos de la levadura S. cerevisiae Ethanol Red®. En el producto de la fermentación con la levadura UMPe-1, se registraron 4.30 g/100 mL de etanol, 0.08 g/100 mL de metanol, y 0.26 g/100 mL de azúcares residuales; mientras que en el producto de la fermentación con la levadura Ethanol Red® se detectaron 0.44 g/100 mL de etanol, 0.06 g/100 mL de metanol y 6.5 g/100 mL de azúcares residuales. Para nuestro conocimiento, este es el primer trabajo en el que se lleva a cabo la fermentación alcohólica de guayaba utilizando una cepa K. marxianus, en el cual se demuestra una mayor eficiencia fermentativa respecto a S. cerevisiae.

Reacciones de activación C-H para preparar 2,5-di(hetero)aril furanos

Diana Castro-Castro — 2024-07-05

En este estudio se llevó a cabo la síntesis de furanos 2,5-di(hetero)aril sustituidos mediante la doble activación C-H de furano con acetato de paladio, empleando halogenuros de (hetero)arilo y se obtuvieron rendimientos aceptables. La sustitución del furano con grupos arilo que contienen grupos electro atractores proporciona moléculas fluorescentes de bajo peso molecular con posible aplicación optoelectrónica. En cambio, la doble sustitución del furano con anillos de indol que funcionan como grupos electro donadores proporciona compuestos que prácticamente no exhiben fluorescencia.

Caracterización estructural, morfológica y óptica de nanomateriales Ag, Cu y Ag-Cu/TiO2-nanotubos

Pedro Sánchez-Sánchez — 2024-07-05

En el presente trabajo se reporta la caracterización estructural, morfológica y óptica de nanopartículas de Ag, Cu y Ag-Cu depositadas sobre nanotubos de TiO₂ mediante la técnica de impregnación en fase vapor. El soporte nanotubular de TiO₂ presenta una estructura cristalina tetragonal correspondiente a la fase anatasa, que se conserva con la incorporación de las partículas metálicas. Solamente para los materiales con Ag, se observan picos atribuidos a Ag⁰ y los que contienen Cu aparentemente promueven un dopaje sustitucional. Las nanopartículas de Ag presentan una alta dispersión y un tamaño promedio de ~3 nm. El efecto general de las partículas metálicas es el aumento en la absorción óptica y la incipiente aparición de un borde de absorción en ~550 nm para los materiales que contienen Cu. Dadas las conocidas propiedades antimicrobianas de partículas con Ag y Cu, los materiales obtenidos en este trabajo se probaron con inhibidores del crecimiento del hongo Colletotrichum gloesporoides.

Determinación del espectro infrarrojo de Penicilina G usando TFD

Daniel Arturo Arteaga-Céh — 2024-07-05

Los antibióticos han sido de gran utilidad en términos de salud y de investigación científica. Para poder estudiar el mecanismo mediante el cual un antibiótico funciona, es necesario conocer su composición química. Esto se logra mediante técnicas de caracterización. Al ser compuestos orgánicos se pueden degradar o sufrir cambios al someterse a ciertos tratamientos. Una técnica de caracterización que no compromete a la muestra es la espectroscopía infrarroja la cual puede ser realizada en laboratorio o de manera teórica con ayuda de sistemas computacionales. En este trabajo se generó el espectro infrarrojo (IR) de Penicilina G (C₁₆H₁₈N₂O₄S) usando DFT, se logró mediante el diseño de la geometría molecular, cálculo de optimización de geometría y frecuencias vibratorias. El espectro obtenido posee similitud con aquellos obtenidos experimentalmente, por tal motivo puede ser utilizado para confirmar la presencia de Penicilina G en alguna muestra de origen orgánico.

Resiliencia y desarrollo sustentable en Mineral de la Reforma, Hidalgo

Jesús Eduardo López-García — 2024-07-05

El caso de estudio, se ubica en el Fraccionamiento Los Tuzos, en el Municipio de Mineral de la Reforma en el Estado de Hidalgo, México, dicha localidad es un ejemplo de expansión de la mancha urbana con una planeación inadecuada. Fue construido por debajo del nivel del Río de las Avenidas, sin contemplar infraestructura pluvial en su diseño urbano, como consecuencia en temporada de lluvias ocurren inundaciones, poniendo en riesgo la salud y calidad de vida de la población.

Como parte de las acciones para fomentar la resiliencia urbana, se brindaron dos capacitaciones a la población, la primera presentando un plan de acciones de control y mitigación y la segunda en colaboración con la Dirección de Protección Civil municipal, que informó sobre medidas preventivas.

Finalmente se promovió la participación social para lograr progresivamente la resiliencia en caso de inundación, además se solicitó la construcción de una obra de infraestructura pluvia para evitar un desastre de origen natural.

Evaluación fluorométrica de los ácidos húmicos (AHs) y su capacidad de interacción con cationes

Kevin Fabian Martínez-Martínez — 2024-07-05

Los AHs presentan una naturaleza multicromofórica y compleja, comportandose como polímeros condensados y muy humificados relacionados con el grado de acidez y sobre todo con la cantidad de grupos carboxílicos (-COOH), presentando una mayor cantidad de estos grupos el AH-A. Respecto al cociente E₄/E₆ < 5 se relaciona con AHs humificados, todos muestran un valor menor a excepción del AH-Hu que presenta un ligero incremento y se relaciona con posibles cadenas alifáticas como carbohidratos. En relación a los bajos valores en sus rendimientos cuánticos (f_AH) indican su complejidad estructural y sus propiedades ópticas que surge de la absorción y emisión continua, desde estados de transferencia de carga intramoleculares formados por grupos donores y aceptores más oxidados. No obstante, los AHs se comportan como un polímero orgánico que ayuda ampliamente en los procesos naturales (suelo y agua) y artificiales (materiales ópticos) al interaccionar de diversas formas con cationes, presentando el siguiente orden de interacción: AH-Al > AH-Fe > AH-Ca > AH-Mg.

Prevalencia de síndrome post-COVID en alumnos del ICBI, UAEH (2022)

Estefanía Gress-Hernández — 2024-07-05

Tras padecer la enfermedad COVID-19 algunos pacientes pueden presentar manifestaciones clínicas persistentes que pueden ser pulmonares, cardíacas, neurológicas, entre otras. Estas permanecen por varias semanas, sin explicarse por otro diagnóstico sino como una secuela de la misma enfermedad, condición que se denomina síndrome post-COVID. Hay poca información al respecto debido a que los pacientes se recuperan de la enfermedad aguda y, por lo regular, no tienen seguimiento médico. En este trabajo se exploró la población estudiantil del ICBI, UAEH, durante la quinta oleada de la enfermedad en México, para medir la prevalencia del síndrome post-COVID en 78 pacientes confirmados, a las 12 semanas de cursar la fase aguda. El 53.3% presentó al menos uno de los síntomas. La prevalencia de la enfermedad en la población estudiantil del ICBI es del 1.04%. Además, se midió la afectación cognitiva en 19 de los pacientes. Todos mostraron fallos de la memoria, que van en un rango de moderado a severo, principalmente en el funcionamiento en las actividades cotidianas.