Repositorio Digital - Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Fisicas y Naturales
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Caracterización de parámetros del rayo en Colombia con base en sistemas de localización terrestres y satelitales, 20 años de análisis
No full textSe presenta una revisión de los avances en la investigación en torno a los parámetros del rayo en Colombia en los últimos 20 años a partir del uso de bases de datos de sistemas de localización de rayos terrestres y satelitales que han permitido caracterizar el fenómeno de manera adecuada en un país como Colombia cuyos niveles de actividad eléctrica atmosférica y características geográficas y orográficas, además del hecho de estar ubicado en zona tropical, lo convierten en un caso especial que exige su comprensión con base en la hipótesis de la variación espacial y temporal de los parámetros del rayo planteada hace tres décadas. En el estudio se presentan los resultados relacionados con los siguientes parámetros del rayo: densidad de descargas a tierra, nivel ceráunico, polaridad y multiplicidad, así como el análisis de los efectos de las irregularidades del terreno en la propagación de las ondas electromagnéticas radiadas por la descarga de retorno y la forma en que las actividades antropogénicas, especialmente la emisión de material en partículas, inciden en la electrificación atmosférica.In this paper, we review research results on lightning parameters in Colombia during the last 20 years by analyzing databases of terrestrial and satellite lightning locating systems to adequately characterize this natural phenomenon in a country such as Colombia whose electric atmospheric activity and geographic and orographic characteristics, together with its location in a tropical zone, make the ountry a very special case that demands the comprehension of the phenomenon based on the spatial and temporal variations of the lightning parameters hypothesis formulated three decades ago. We present some results on the following lightning parameters: ground flash density, kneraunic level, polarity, and multiplicity, as well as on those concerning the effects of terrain irregularities on the electromagnetic wave propagation radiated by the return stroke and of anthropogenic activities, mainly the emission of particulate matter, on the electrification of the atmosphere
Extracción selectiva de oro mediante membranas basadas en un nuevo material polimérico con sitios activos complejantes
No full textSe sintetizó un nuevo polímero orgánico con características que le permiten actuar como agente extractante de iones metálicos. Se fabricaron membranas a partir de policloruro de vinilo (PVC), plastificante éter de 2 nitrofenil octilo (NPOE) y polímero sintetizado que se emplearon en la extracción de oro a partir de disoluciones acuosas del metal. Se estudió, además, el efecto de la adición de tetrafenilborato de sodio (Na-TFB) para mejorar el intercambio iónico entre la solución de trabajo y la membrana fabricada. Se determinó la composición y el espesor de la membrana con la cual se obtuvo el mayor porcentaje de extracción de oro, así como la selectividad del material hacia Au3+ en presencia de otros iones metálicos (Cu2+, Pb2+, Ca2+, Zn2+, Fe3+, Ni2+ y Al3+), cada uno con una concentración inicial de 1,4x10-4 M. Los resultados mostraron que en un ciclo se alcanzaron porcentajes de extracción cercanos al 80 % del contenido inicial de la solución (1x 10-4 M), con la ventaja de que se pudo reutilizar la misma membrana en tres ciclos sin pérdidas apreciables de eficiencia.We synthesized a new organic polymer whose characteristics allow it to act as an extracting agent for metal ions. Membranes were made from polyvinylchloride (PVC) and 2 nitrophenyl octyl ether plasticizer (NPOE) together with the synthesized polymer and were used to extract gold from aqueous solutions of the metal. Additionally, we added sodium tetraphenylborate (Na-TFB) to improve the ion exchange between the working solution and the manufactured membrane. We determined the composition and membrane thickness showing the highest percentage of gold extraction, as well as the material selectivity towards Au3 + in the presence of other metal ions (Cu2+, Pb2+, Ca2+, Zn2+, Fe3+, Ni2+, and Al3+), each with an initial concentration of 1.4x10-4 M. The results showed percentages close to 80% of the initial content of the solution (1x10-4 M) extracted in one cycle; besides we were able to reuse the same membrane during three cycles without appreciable losses of efficiency
Evaluación de residuos de cáscaras de papa como sustrato para la producción de amilasas a partir de Bacillus amyloliquefaciens A16
No full textLos residuos agroindustriales de bajo costo, fácil acceso y contenido considerable de almidón pueden aprovecharse como sustratos para la producción de amilasas. En el presente estudio se evaluó la producción de amilasas con la cepa Bacillus amyloliquefaciens (aislamiento A16) en medios de cultivo ajustados a diferentes pH y preparados a partir de cáscaras de papa con 1,30 % de partes por volumen (p/v) de almidón. Los medios fueron incubados durante 36 horas a 37 °C y se tomaron muestras cada 12 horas para cuantificar mediante espectrofotometría el almidón residual revelándolo con solución de Lugol para obtener extractos enzimáticos crudos en los que se determinó la actividad amilolítica. La actividad de las amilasas producidas en sustratos preparados con cáscaras de papa se compararon con las actividades amilolíticas producidas en caldo de almidón al 1 %, sustrato que sirvió de control positivo. La mayor actividad de las amilasas producidas en medios con cáscaras de papa fue de 44,2 U/mL a las 36 horas de fermentación a un pH de 5,0, en tanto que la actividad enzimática en caldo de almidón al 1 % fue de 64,8 U/mL.Agroindustrial wastes can be suitable as substrates for amylases production given their low cost, availability, and significant concentration of starch. In the present study, we evaluated the production of amylases from the Bacillus amyloliquefaciens A16 strain in culture media adjusted to different pH and prepared from potato peels with 1.30 % w/v of starch. The media were incubated for 36 hours at 37°C and samples were taken every 12 h to quantify by spectrophotometry the residual starch using Lugol’s solution for revelation to obtain crude enzyme extracts whose amylolytic activity was determined. The amylase activity produced in substrates prepared from potato peels were compared with that produced in 1 % starch broth used as a positive control. The highest amylase activity in potato peels media was 44.2 U /mL after 36 h of fermentation at 5.0 pH while the enzyme activity in 1% starch broth was 64.8 U/mL
Validation of an analytical method by GC-FID for the quantification of styrene and α-methylstyrene
No full textEstireno y α-metilestireno son sustratos de gran interés en catálisis asimétrica. Aunque han sido ampliamente usados, las metodologías de cuantificación conocidas se restringen al uso de detectores de espectrometría de masas y no se encuentran validadas. En el presente trabajo se desarrolló y validó un método confiable mediante cromatografía de gases con detector de ionización de llama (GCFID) para el análisis de olefinas no funcionalizadas (estireno y α-metilestireno) en matrices líquidas utilizando el tolueno como patrón interno. Los parámetros de validación evaluados incluyeron selectividad, linealidad, límite de detección, límite de cuantificación, precisión y exactitud. El análisis evidenció una separación adecuada de cada analito de interés bajo las condiciones y el rango de trabajo implementado (6,83x10-4 mol/L – 4,059x10-3 mol/L). Los parámetros evaluados registraron valores dentro de los rangos de aceptación, lo que confirmó que el método validado es selectivo, lineal, preciso y exacto. Este trabajo representa un esfuerzo por desarrollar un método cromatográfico validado seguro y eficiente para la cuantificación de estireno y α-metilestireno en matrices líquidas, y su posible aplicación en el campo de las resinas, plastificantes y polímeros.Styrene and α-methylstyrene are substrates of great interest in asymmetric catalysis. Although they have been widely used, known quantification methodologies are restricted to the use of mass spectrometry detectors and are not validated. In the present work, we developed and validated a reliable method by gas chromatography with a flame ionization detector (GC-FID) for the analysis of non-functionalized olefins (styrene and α-methylstyrene) in a liquid matrix using toluene as the internal standard. We explored validation parameters such as selectivity, linearity, detection limit, quantification limit, precision, and accuracy. The results showed an adequate separation of each olefin under the conditions and range of work implemented (6.83x10-4 mol/L - 4.059x10-3 mol/L). The parameters evaluated are within acceptable values indicating that the validated method is selective, linear, precise, and accurate. This work represents an effort to develop a highly safe, efficient, and validated chromatographic method for the quantification of styrene and α-methylstyrene in liquid matrices for their possible application in the field of resins, plasticizers, and polymers where they are mainly involved
Mie scattering study of dielectric nanoparticles and nanoantennas applications
No full textEl diseño de dispositivos capaces de enfocar la radiación de la manera deseada es de gran importancia en diferentes campos de la ciencia y la tecnología de la comunicación, y permitiría la creación de instrumentos ópticos más eficientes. En este estudio se exploró la dispersión de nanopartículas esféricas dieléctricas a partir de elementos de la teoría de Mie. Se pudo observar que la forma del patrón de radiación dispersa depende de factores como el tamaño de la partícula y la longitud de onda de la radiación incidente. El conocimiento sobre la dispersión de la radiación podría utilizarse en aplicaciones de nanoantenas, en el desarrollo de nuevos dispositivos y en arreglos de nanotecnología.The development of devices for focusing radiation on desired targets is of great importance in different fields of science and communication technologies as it would allow the creation of more efficient optical instruments. In this study, we explored the dispersion of dielectric spherical nanoparticles using elements from Mie’s theory. There was evidence that the form of dispersed radiation patterns depends on factors such as the size of particles and the wavelength of incident radiation. The knowledge regarding radiation dispersion could be applied in the development of nanoantennas, as well as new nanotechnology devices and arrangements
Comparación de la composición y de la actividad antioxidante del aceite esencial de manzanilla (Matricaria chamomilla L.) obtenido mediante extracción con fluidos supercríticos y otras técnicas verdes
No full textSe comparó la composición química y la actividad antioxidante del aceite esencial de manzanilla (Matricaria chamomilla L.) obtenido mediante extracción con fluidos supercríticos (supercritical fluid extraction, SFE) y otras técnicas de extracción verdes (arrastre con vapor, AV; hidrodestilación, HD; destilación por arrastre con vapor y extracción simultánea con solvente orgánico, DES, y maceración, MC). Se optimizó el proceso de extracción evaluando el efecto de la temperatura (T) (35-65 °C) y la presión (P) (90-210 bar) en el rendimiento de la extracción (% p/p) y se determinó que una temperatura de 65 °C y una presión de 210 bar eran las mejores condiciones de extracción (0,87 % p/p). La composición química se analizó por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS) y se establecieron los constituyentes con base en sus patrones de fragmentación y el índice de retención de Kovats. La actividad antioxidante se evaluó mediante el método ABTS. Los componentes principales fueron enindicicloeter, β-farneseno y óxido de bisabolol A. Los resultados de los análisis de GC-MS indicaron que la composición y concentración del aceite esencial cambiaron al emplear diferentes métodos de extracción, por ejemplo, en los aceites extraídos por MC el componente mayoritario fue el enindicicloeter, en tanto que en los extraídos por HD fue el β-farneseno y con DES fue el óxido de bisabolol A. El aceite obtenido por AV (27,56 μmol de trolox/ml de aceite) presentó una mayor actividad antioxidante en comparación con los otros métodos de extracción, incluso comparado con el SFE (15,25 μmol de trolox/ml de aceite).The chemical composition and antioxidant activity of the chamomile essential oil (Matricaria chamomilla L.) obtained by supercritical fluids extraction (SFE) and other green techniques (steam stripping, AV; hydrodistillation, HD; steam-dragging distillation with simultaneous steamextraction using an organic solvent, DES, and maceration (MC). We optimized the extraction process with supercritical fluids by checking the effect of temperature (35-65°C) and pressure (90-210 bar) on the extraction yield (% w/w) and we determined that the best extraction conditions (0.87% w / w) were at 65°C and 210 bar. We analyzed the chemical composition by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and identified the constituents based on their fragmentation patterns and Kovat’s index. We evaluated the antioxidant activity using the ABTS method. The main components were en-yn-dicycloeter, β-farnesene, and bisabolol oxide A. The results of the GC-MS analyses indicate that when using different extraction methods the composition and concentration of the essential oil changes, for example, the oils extracted by MC had en-yn-dicycloeter is their main component while for those extracted by HD it was β-farnesene, and by DES ii was bisabolol oxide A. The oil obtained by AV (27.56 μmol trolox/ml of oil) had a higher antioxidant activity compared to the other extraction methods, even when compared with SFE (15.25 μmol trolox/ml of oil)
Isolation and characterization of 17 polymorphic microsatellite loci for a sea urchin (Echinometra lucunter: Echinometridae)
No full textComo primer paso para establecer la estructura genética del erizo de mar Echinometra lucunter lucunter a lo largo del Caribe, se aislaron 26 microsatélites usando secuenciación de extremo pareado (Next Generation Sequencing, NGS) Illumina. Se optimizaron exitosamente 17 marcadores y se probó su variación alélica en 23 individuos recolectados a lo largo del mar Caribe y en Cabo Verde, Atlántico oriental tropical. El número de alelos por locus (Na) fluctuó entre cuatro y 24, la heterocigosidad observada (Ho) entre 0,682 y 1 y la heterocigosidad esperada (He), entre 0,609 y 0,9304. No hubo desequilibrio de ligamento entre los pares de locus detectados. Los microsatelites aislados e identificados se usarán por primera vez para detectar la influencia de las barreras marinas en el flujo génico del erizo E. lucunter lucunter a lo largo del mar Caribe. Estos nuevos marcadores serán esenciales para la conservación y los estudios de conectividad a través del mar Caribe y el océano Atlántico, área donde se distribuye la especie.As a first step to establish the genetic structure of the sea urchin Echinometra lucunter lucunter throughout the Caribbean Sea, 26 microsatellite loci were isolated using Illumina paired-end sequencing, Next Generation Sequencing (NGS). We successfully optimized 17 loci for genotyping and the variation tested for 23 individuals from the Caribbean Sea and Tropical Eastern Atlantic Ocean. The allele number per locus (Na) ranged from four to 24, the observed heterozygosity (Ho) from 0.682 to 1, and the expected heterozygosity (He) from 0.609 to 0.9304. We detected no linkage disequilibrium between pairs of loci. These microsatellites will be used for the first time to detect the influence of marine barriers to genetic flow in the sea urchin E. lucunter lucunter throughout the Caribbean Sea. These new validated markers will be essential for current conservation and connectivity studies across the Caribbean Sea and the Atlantic Ocean
Diversidad de macroinvertebrados acuáticos en el Parque Nacional Natural Selva de Florencia, Colombia
No full textLos ecosistemas dulceacuícolas son una fuente primaria de servicios ecosistémicos indispensables para el sostenimiento de la vida y albergan una importante diversidad de insectos acuáticos. Dados los vacíos de información sobre la entomofauna acuática en parques nacionales, el objetivo de este estudio fue evaluar la diversidad de insectos acuáticos del Parque Nacional Natural Selva de Florencia (PNNSF), ubicado en el noroccidente colombiano. Se recolectaron macroinvertebrados acuáticos en tres microcuencas seleccionadas del parque (La Selva, Las Mercedes y Chupaderos). Los especímenes fueron identificados y depositados en la Colección Entomológica del Programa de Biología de la Universidad de Caldas (CEBUC) y, posteriormente, se analizó su composición, riqueza y diversidad. Se recolectaron 534 individuos representados en 10 órdenes, 41 géneros y 57 morfoespecies. Todos los géneros reportados constituyen nuevos registros en el PNNSF y cuatro de las especies de Ephemeroptera son nuevas, y de estas tres aún están en proceso de descripción. La mayor riqueza y diversidad se encontraron en la quebrada La Selva, con 20 taxones exclusivos, entre ellos, Dryops, Gyretes, Anchytarsus, Diochus, Limnocoris, Hebrus y Thraulodes, según el análisis de composición. Este estudio constituye el primer levantamiento taxonómico de macroinvertebrados acuáticos del PNNSF. Los nuevos registros y especies documentados demuestran la importancia de ampliar la investigación sobre la entomofauna acuática en la zona para así facilitar futuros estudios ecológicos (incluidos programas de biomonitoreo), sistemáticos y biogeográficos en la región.Freshwater ecosystems are a primary source of ecosystem services essential for the maintenance of life. The biodiversity of aquatic insects in these ecosystems is significant. Considering the limited information about aquatic entomofauna in Colombian national parks, our objective was to evaluate the diversity of aquatic insects in the National Natural Park Selva de Florencia, located in the northwestern region of Colombia. We collected the aquatic macroinvertebrates in three selected microbasins of the park (La Selva, Las Mercedes, and Chupaderos). The sampled specimens were deposited in the CEBUC collection and, subsequently, we analyzed their diversity, composition, and richness. A total of 534 individuals represented in 10 orders, 41 genera and 57 morphospecies of aquatic insects were collected. All genera reported in this study are new records for the PNNSF and we documented four new species of Ephemeroptera, three of which are still being described. The greatest richness and diversity were found on La Selva stream with 20 exclusive taxa, among which we can mention Dryops, Gyretes, Anchytarsus Diochus, Limnocoris, Hebrus y Thraulodes after the composition analyses. The new species and records for the park demonstrate the importance of expanding research on aquatic entomofauna in the area to facilitate future studies on the region’s ecology (included biomonitoring programs), systematics, and biogeography
Áreas para la observación astronómica a través del procesamiento digital de imágenes nocturnas en Python
No full textLa observación de las estrellas es un derecho que la humanidad ha ido perdiendo debido a la contaminación lumínica. En este contexto, el objetivo el presente estudio fue localizar áreas para la observación astronómica a través del procesamiento digital de imágenes nocturnas en Python mediante un algoritmo utilizado en astronomía y la convolución discreta, con lo que se pudieron obtener las localidades con cielos oscuros. En conclusión, se ofrece una herramienta para localizar cielos oscuros en el estado Trujillo (Venezuela).Stargazing is a right that humanity has been losing due to light pollution. In this context, my objective was to locate areas for astronomical observation through digital night image processing with Python by implementing an algorithm used in astronomy and discrete convolution to obtain the locations with dark skies. As a result, I was able to provide a tool to locate dark skies in Trujillo state (Venezuela)