Membranas de filtración obtenidas a partir de raíces vegetales para retención de Cd

The transcription discusses the toxicity of cadmium, a heavy metal that is highly toxic to organisms. It can be found naturally in rocks and is released into the environment through human activities such as fertilizer production and metalworking. Cadmium can enter the food chain through plants, posing a danger to organisms. It can also have negative health effects on humans. The problem of cadmium contamination in crops is evident worldwide, with high levels found in countries like Ecuador, Honduras, Peru, and Colombia. The proposal is to study the potential of filtration membranes made from plant roots to retain cadmium. The research aims to align with sustainable development goals and will involve literature review, membrane preparation, and experimental evaluation of cadmium retention. The expected result is a decrease in cadmium concentration in the filtered samples. For more information, contact the researchers. ¿Sabes lo tóxico que es el cadmio? ¿No? Bueno, entonces hablemos un poco de esto. Principalmente el cadmio es un metal pesado, que no tiene ninguna función en los diferentes procesos biológicos esenciales. Por esto, representa un agente altamente tóxico para los organismos que se ven expuestos ante este. Pero bueno, ¿de dónde viene el cadmio? El cadmio naturalmente viene de las rocas madres, por la exhibiación. De igual forma, por diferentes actividades humanas. Como lo ves, tengo aquí la industria de los fertilizantes, abonos, tratamientos de aguas o metalurgia, entre otros. También hay otros procesos naturales que ocasionan emisiones de cadmio a la atmósfera, como lo son los incidentes forestales y las erupciones volcánicas. Hay estudios que reportan que anualmente se liberan entre 25.000 y 30.000 toneladas de cadmio al año. Uno de los peligros es que este se integre a la cadena trópica. Pero bueno, ¿esto cómo podría llegar a pasar? Esto puede ser mediante las plantas, ya que este es fácilmente absorbible por el sistema radicular de estas, es decir, por medio de sus raíces. Esto depende de varias características, principalmente del suelo, como lo pueden ser condiciones como el pH o su biodisponibilidad. Un aspecto importante de este proceso es que gran parte de este metal pesado es capturado y retenido por las células de las raíces. Y el problema radica en que al integrarse a la cadena trópica, este representa un peligro para los organismos que la constituyen. Algunos estudios académicos han reportado afectaciones también a la salud humana, como lo puede ser disfunción renal y hepática, afectaciones al sistema pulmonar y daños en el sistema reproductivo. En sí mismo se han reportado afectaciones en procesos metabólicos de sistemas vegetales, como lo puede ser la fotosíntesis, el metabolismo de proteínas, la actividad enzimática y el funcionamiento de la membrana celular. La contaminación por carne en cultivos a nivel mundial es evidente y cada día vamos en aumento. En Europa el 21% de los suelos para cultivo se encuentra contaminado por carne. En América Latina por otro lado se han identificado niveles altos de este metal pesado específicamente en países como Ecuador, Honduras y Perú. En Colombia también se han reportado índices de cambio en cultivos de cacao, con una concentración de 4,18 partes por millón en el frijol fermentado del cacao. En la cáscara y en la semilla, 6,57 y 3,28 partes por millón respectivamente. Esto solo nos evidencia que el problema de la bioacumulación del carne requiere con urgencia nuevas propuestas, detección, cuantificación y restauración de este elemento de matrices ambientales como suelo, agua y aire. La fitorremediación es una técnica que nace como el aprovechamiento de distintas características, mecanismos y procesos metabólicos naturales de las plantas para mejorar las características de estos ambientes. Dentro de los diferentes métodos de fitorremediación encontramos la fitoextracción, la risofiltración y la fitoestabilización. Específicamente, la risofiltración usa las raíces de las plantas como base de absorción o precipitación de compuestos contaminantes. Esta problemática lleva a preguntarnos si las raíces de especies hiperacumuladoras se pueden emplear como membranas de filtración y qué caracterizaría a las especies hiperacumuladoras de carne, así como qué propiedades de las raíces ayudan a la risofiltración de carne. Luego, mediante qué procesos es posible realizar una membrana de filtración con material vegetal y realmente estos procesos y cuáles de estos procesos físicos y químicos sirven para validar la funcionalidad de una membrana. Hola, soy Andrés Rodríguez y yo Lina Belándia, estudiantes de Ingeniería Química de la Universidad de América. Les presentamos la propuesta del estudio del potencial de membranas de filtración obtenidas a partir de raíces vegetales para la retención de carne. Este proyecto busca alinearse con los objetivos de desarrollo sostenible, salud y bienestar, calentamiento y saneamiento, producción y consumo responsable, vida de ecosistemas terrestres y vida submarina. Fueron establecidos para el 2030. Para llevar a cabo esta investigación, nuestro perfil como ingenieros químicos es el más calificado, ya que contamos con conocimientos en áreas como gestión ambiental y bioquímica, los cuales nos ayudan a entender los procesos de transporte y bioacumulación de este metal pesado en la matriz vegetal. De igual forma, nuestros conocimientos en procesos y operaciones unitarias son requeridos para la obtención de la materia prima y posterior elaboración de la membrana vegetal, la cual será caracterizada en sus propiedades físicas mediante la ayuda de nuestros conocimientos en ingeniería de materiales, la cual finalmente se someterá a una validación de su potencial como alternativa de bioremediación, haciendo uso de nuestros conocimientos en química analítica y biotecnología. Bueno, y se preguntarán, ¿qué investigaciones o avances hay al respecto? Les vamos a hablar un poco sobre esto. En el 2021, la revista Environment Science and Pollution Research publicó un artículo en donde se analiza la capacidad de bioacumulación y absorción de cadmio y zinc en tres especies diferentes de flores ornamentales. Estas finalmente las terminaron midiendo por espectrometría de absorción atómica, dando como resultado que de las tres especies evaluadas, la Echinodorus cordifolius, conocida como el cucharero, presentó los mayores niveles de absorción y retención de cadmio en sus raíces. Si antes, mira quien suiza, para el año 2021 se publicó un artículo titulado como risofiltración de cadmio y zinc en sistemas hidropónicos, publicado en la revista Water, Air and Soil Pollution, en donde se evaluaron tres especies, dos de ellas acuáticas y una terrestre, en experimentos hidropónicos para la risofiltración de cadmio y zinc. De las tres especies, la que experimentó una tasa de supervivencia del 100% y no mostró síntomas de toxicidad, Platypha angustifolia o comúnmente llamada como la Totora. Bueno, con lo que hemos venido hablando como abrebocas, es importante tener en cuenta el objetivo de nuestra investigación, el cual es evaluar membranas de filtración obtenidas con raíces vegetales para la retención de cadmio en soluciones acuosas contaminadas. Nuestra investigación cuenta con tres fases, la primera con la finalidad de dar solución al primer objetivo específico de identificar en literatura especies hiperacumuladoras y no acumuladoras como objeto de interés para la obtención de una membrana de material vegetal. En esta primera fase se hará una revisión bibliográfica de temas relacionados con biosensado de cadmio en plantas y tejidos vegetales, estrategias de bioremediación específicamente risofiltración y por último biocumulación de cadmio en plantas y tejidos vegetales, dando así paso a la segunda fase. ¿Qué tiene como objetivo cumplir con los objetivos específicos 2 y 3? El primero tiene la finalidad de elaborar una membrana de filtración a partir del sistema radicular de las plantas, es decir, de las raíces, de especies acumuladoras y no acumuladoras de cadmio que ya han sido seleccionadas previamente gracias a la revisión bibliográfica, para luego lograr caracterizar las propiedades físico-químicas y funcionales de esta membrana que ya fue obtenida. Y ya por último, pero no por esto menos importante, queda la tercera fase, en la cual se busca dar cumplimiento al cuarto objetivo específico, el cual es evaluar la respuesta de retención de cadmio en membranas de filtración obtenidas experimentalmente. Para esta etapa y posterior a la caracterización de la membrana, se espera pasar soluciones a cosas con concentraciones de cadmio conocidas a través de la membrana de filtración, con el objetivo de poder evaluar y medir la concentración final de cadmio una vez filtrada el agua, esto mediante un biosensor de colorimetría de cadmio. Finalmente, en cuanto a la membrana, se espera realizar estudios de ICP de masas para poder determinar la cantidad de cadmio retenida en la membrana. Es importante aclarar que para el proyecto no se usará sino solo cadmio y no otro tipo de metales pesados, así mismo no se usarán más de tres especies de plantas para la construcción de la membrana. Y finalmente, no se establecerá un objetivo específico de remoción de cadmio de la membrana. Por lo que el resultado que esperamos es una disminución de la concentración de cadmio en las muestras que ya fueron evaluadas. Y así mirar que estén en todos los niveles aceptables, pero se comprobaría si la membrana está siendo efectiva para la retención de cadmio. No siendo más, esperamos que el tema y el proyecto haya sido de su interés. Si estás interesado en más información del proyecto, contáctanos a nuestros correos electrónicos que se encuentran en la parte inferior del póster.