Resumen

Desde una edad temprana, la sociedad nos inculca un prejuicio hacia nuestros desechos fisiológicos. La orina y heces fecales se asocian con falta de higiene. Sin embargo, en una persona sana la orina es un líquido libre de bacterias que se origina en los riñones y sus componentes principales son agua y nutrientes. En la última década los científicos han mostrado un interés en estudiar la orina humana como posible combustible y fuente de agua; hasta el día de hoy se han inventado algunos modelos de pilas que emplean bacterias para convertir la orina humana en energía eléctrica. A pesar de que aún se encuentran en desarrollo, las biopilas basadas en orina han mostrado resultados interesantes y prometedores.
Palabras clave: agua residual, bioelectricidad, celdas de combustible microbianas, energías alternativas, orina humana.

Bio-batteries that convert human urine into electricity

Abstract

From an early age, society instills in us a prejudice towards our physiological waste. Urine and feces are associated with poor hygiene. However, in a healthy person, urine is a bacteria-free liquid that originates in the kidneys and its main components are water and nutrients. In the last decade scientists have shown an interest in studying human urine as a possible fuel and water source; To this day, some models of batteries have been invented that use bacteria to convert human urine into electrical energy. Although still under development, urine-based bio-batteries have shown interesting and promising results.
Keywords: wastewater, bioelectricity, microbial fuel cells, alternative energies, human urine.

Introducción

Todos hemos usado pilas y baterías eléctricas —también conocidas como acumuladores eléctricos—, que contienen electricidad almacenada, lo que facilita el uso de aparatos eléctricos cotidianos sin necesidad de permanecer conectados a una toma de corriente directa. Algunos de estos aparatos son celulares, videojuegos y computadoras portátiles, entre muchos más, incluidos los autos (ver figura 1a). Las pilas han facilitado la vida moderna enormemente; sin embargo, ¿te imaginas un teléfono celular que se recargue empleando orina humana? Esta posibilidad ya no es producto de la imaginación. Esto nos lleva a otra pregunta: ¿podría comercializar mi orina como fuente de energía eléctrica?

La orina humana llamada comúnmente pipí, es un residuo del cuerpo, libre de bacterias y virus en una persona sana. Presenta un olor característico fuerte y desagradable. Se ha demostrado que puede ser empleada para generar corriente eléctrica capaz de recargar celulares, laptops e incluso encender lámparas. De acuerdo con Patel et al. (2020), la obtención de energía a partir de orina es posible mediante una especie de pilas que han recibido el nombre de celdas de combustible microbianas (ver figura 1b).

Figura 1. Tipos de pilas contemporáneas.

Historia de las pilas

El origen de las pilas eléctricas se remonta a 1780. Luigi Galvani descubrió accidentalmente que, si se ponían en contacto dos metales diferentes y ambos tocaban simultáneamente diferentes puntos de un nervio de anca de rana, se producía movimiento en la pierna del anfibio a pesar de estar muerto. Este descubrimiento sirvió como base para Alessandro Volta, que en 1799 inventó las pilas contemporáneas. Estas pilas reciben el nombre de pilas voltaicas en honor a Alessandro Volta o galvánicas en honor a Luigi Galvani, científicos pioneros en su desarrollo (ver figura 1c).

Funcionamiento de una pila

Una pila es una fuente de energía. De acuerdo con Castelvecchi (2011) en 1836, John Frederic Daniell fue el primero en diseñar y construir una pila. Unió, empleando un alambre, una barra de zinc (un metal) al que le llamó ánodo, con una barra de cobre (otro metal) al que llamó cátodo. Ambas barras metálicas se encontraban sumergidas en una solución de sulfato de cobre (una sal disuelta en agua) y separadas por una pared hecha con gelatina salada. La barra de zinc se comenzó a desintegrar, mientras que en la barra de cobre se comenzó a generar una corteza. El cobre funcionó como una aspiradora succionando los electrones de la barra del zinc. Los electrones que circulan a través del alambre son aprovechados como energía eléctrica. Las pilas diseñadas por Daniell pueden ser clasificadas como pilas abióticas, debido a que su funcionamiento no involucra ningún tipo de vida (ver figura 1c).

Pilas vivitas y coleando

Un siglo después del descubrimiento de la pila voltaica, se realizó otro gran descubrimiento: las biopilas, también conocidas como celdas de combustible microbianas. Estos dispositivos generan energía eléctrica a través de bacterias. El funcionamiento de las biopilas es similar al de las pilas galvánicas. La diferencia es que las bacterias son las encargadas de producir la electricidad (ver figura 1b). Esta novedosa tecnología ha despertado el interés de los científicos por las siguientes ventajas: remueve contaminantes a partir de agua residual, favorece la obtención de nutrientes, y genera bioelectricidad. En resumen, representa una alternativa sostenible para la generación de electricidad (Logan et al, 2006).

Pero ¿cómo es que los microorganismos logran producir electricidad? Existen al menos dos grandes grupos de bacterias: aquellas que usan el oxígeno para vivir y aquellas donde el oxígeno les resulta tóxico. Ambos grupos necesitan de compuestos orgánicos que emplean como alimento. Las bacterias relacionadas con la generación de energía eléctrica no necesitan del oxígeno para vivir y toman su alimento directamente de un medio líquido. Así, el agua residual presenta una gran cantidad de alimento (también llamado sustrato), que puede ser utilizado por los microorganismos (ver figura 2). Por la presencia de bacterias involucradas en la generación de electricidad, también se les conoce como dispositivos bioelectroquímicos. A diferencia de las pilas abióticas, las biopilas pueden eliminar contaminantes del agua residual y convertirlos en energía y nutrientes para plantas, como nitrógeno, fósforo y potasio (Santoro et al., 2020).

Figura 2. Funcionamiento de una biopila. En el recipiente 1 se adicionan microorganismos que se alimentan del sustrato presente en el agua residual y liberan electrones, que transitan de este recipiente a otro a través de un par de electrodos unidos con un alambre. En el recipiente 2, estos electrones se unen al oxígeno del medio, con lo que se forma agua.

La orina humana forma parte del agua residual municipal y aporta nutrientes para plantas. Además, la orina presenta una cantidad importante de alimento que los microorganismos pueden consumir y convertir en energía eléctrica (Ieropoulos et al., 2013).

De residuo a recurso

Desde el nacimiento de las biopilas, diferentes tipos de agua residual han sido evaluados como combustible. Un ejemplo de combustible ampliamente conocido es la gasolina. Ésta puede ser introducida a un generador para convertirla en electricidad. En las biopilas, los contaminantes orgánicos funcionan como la gasolina de un motor. En pocas palabras, esta tecnología puede descontaminar al agua mientras produce energía eléctrica (Logan et al., 2006).

En este sentido, la orina humana ha captado la atención de un grupo de investigadores financiados por Bill Gates, quienes han desarrollado una línea de investigación para usarla como combustible para estos dispositivos (Santoro et al., 2020).

El poder de la pipí humana

La orina humana resulta atractiva por su abundancia y su composición, pues (ver figura 3):

1. Aproximadamente 95% es agua.
2. La orina procedente de humanos saludables no presenta microorganismos infecciosos, por lo que puede funcionar como una fuente alternativa de agua.
3. Presenta compuestos orgánicos empleados como combustible y convertidos en electricidad como urea, creatinina, amoniaco y ácido úrico.
4. Contienen elevada concentración de nitrógeno, fósforo y potasio, comúnmente encontrados en los fertilizantes comerciales.

Figura 3. Características de la orina humana.

Micciones con objetivo

Para el uso de la orina humana, es necesario contar con una separación eficiente. Se debe evitar al máximo la mezcla con popó y con el agua de descarga. Para conseguirlo se han implementado sanitarios separadores. Diferentes trabajos se han realizado para demostrar la capacidad de la orina como fuente de energía (ver video 1). En la tabla 1 se muestra una serie de investigaciones por el Dr. Ioannis Ieropoulos empleando orina humana en biopilas para hacer funcionar diferentes dispositivos.

Video 1. La orina humana podría cargar nuestros teléfonos móviles (euronews [en español], 2017).

Tabla 1. Uso de pipí humana para cargar eléctricamente diferentes dispositivos.

Científicos por el bien común

Algunos intentos del equipo del Dr. Ieropoulos para avanzar en la comercialización de los dispositivos incluyen pruebas en escenarios reales (Santoro et al., 2020). Así, en el campus Frenchay de la Universidad de Inglaterra del Oeste (uwe), se instaló el primer urinario Pee Power^®. En este intento se planteó que la iluminación del urinal se alimentara totalmente con biopilas (Fully Charged Show, 2021)

En el mismo orden de ideas, en 2015, se llevaron a cabo pruebas en el festival de música de Glastonbury, Reino Unido. Se diseñó un urinario colectivo con comedores integrados que serviría de piloto para los que se instalaron en los campos de refugiados en África por Oxfam, una confederación internacional que realizan labores humanitarias para combatir pobreza y marginación (ver figura 4). Este diseño presentaba luces en el techo que mostraban en tiempo real que la orina era convertida en electricidad directamente por las biopilas. Un año después, en el mismo festival, el diseño del urinal se amplió para dar servicio a 25 personas. Para Glastonbury 2017, instalaron dos urinarios separados. El urinal principal daba servicio a 40 personas, mientras que otro era para dos personas. En esta ocasión, no solo se conectaron luminarias a las biopilas, sino que se implementaron pantallas electrónicas inteligentes y una torre de recarga para teléfonos móviles. Todos los accesorios funcionaron a base de la pipí colectada. Otros de los escenarios de aplicación fueron escuelas en Uganda y Kenia en África con acceso limitado a la red eléctrica, y campos de refugiados Oxfam en la misma región (Santoro et al., 2020).

Figura 4. Beneficios de las biopilas para la sociedad.

La primera instalación exitosa en comunidades que sufren marginación y pobreza se realizó en la Escuela de Niñas Seseme, una zona rural de Uganda. En este ensayo, la pipí proporcionó iluminación hacia zonas exteriores de los sanitarios y al interior de cuatro cubículos. De acuerdo con Christodoulou (2018), la Agencia de Noticias Cyprus (2018) y Husseini (2019), la aplicación de las biopilas en zonas marginadas y vulnerables benefició de varias maneras:

• Previnieron actos de violencia contra los usuarios del baño por las noches y picaduras/mordeduras por fauna peligrosa.
• Capacitaron estudiantes sobre cómo funciona y se construye esta tecnología.
• Incentivaron la creatividad de la comunidad, enfocándola a la satisfacción de sus necesidades para mejorar su calidad de vida.

Esta primera prueba llevó a los científicos a refinar las celdas de combustible microbianas. Para lograrlo se enfocaron en la reducción de tamaño, para hacerlas modulares y capaces de satisfacer las necesidades de electrificación y/o saneamiento de diferentes entornos.

El segundo intento de instalar biopilas se llevó a cabo en una escuela-internado con 700 alumnos en un barrio marginado de Nairobi, Kenia. El sistema iluminó los módulos de sanitarios empleando focos LED. La instalación se realizó con la participación del equipo de investigadores del Bristol BioEnergy Center (BBiC) y el Fondo de Educación Infantil de Akamba. El dispositivo propuesto canalizó la orina a una columna con más de 200 biopilas. Este diseño alimentó el sistema de iluminación y recarga de teléfonos móviles.

En los dos últimos casos, la tecnología ayudó a iluminar patios y jardines, particularmente en el área de letrinas (Santoro et al., 2020). Otros sitios propuestos para ensayos de campo son: India, Nepal y Sudáfrica. Además, destacan los esfuerzos de la empresa social Robial para comercializar los dispositivos Pee Power^®. Esta organización surge en la Universidad del Oeste de Inglaterra y se enfoca en el empleo de celdas de combustible microbianas alimentadas con carbón orgánico, presente en orina y en diversos tipos de agua residual para la producción de bioelectricidad (Ieropoulos et al., 2016).

El creador de la tecnología Pee Power^® es el doctor Ieropoulos, proyecto que comenzó a desarrollar en 2000. Su objetivo era emplear celdas de combustible microbianas como fuente de poder para robots autónomos. Ieropoulos consiguió que dos robots completamente autónomos reportaran condiciones ambientales (temperatura, humedad y niveles de contaminación) desde áreas rurales remotas, teniendo como fuente de alimentación las celdas de combustible microbianas. A pesar de que la comercialización de las celdas se encuentra en las primeras etapas, la empresa Robial espera poder producir grandes cantidades de energía en un futuro cercano, con varias aplicaciones.

Las biopilas producen energía a circuito cerrado equiparable con las pilas convencionales y con los paneles solares. La energía generada por las celdas de combustible microbianas empleando orina equivale a la energía de una pila AAA; y su eficiencia es menor que la de las pilas AA. Sin embargo, el Dr. Ieropoulos explica que esto no es la limitante de la tecnología, una mejor investigación y desarrollo de materiales beneficiará la eficiencia de las biopilas (Huseini, 2019).

En la actualidad, una celda de combustible microbiana operando con 10 mL de orina o agua residual puede generar aproximadamente 1-2 miliwatts de potencia. Además, se estima que cada adulto produce alrededor de 300-550 L anuales de orina (ver figura 3). ¿Y si empleáramos la orina producida a nivel global en un mundo con más de 7 mil millones de habitantes? Entonces seríamos capaces de generar electricidad limpia para iluminar ciudades enteras alrededor del mundo, mientras producimos agua y nutrientes para la agricultura, a partir de un líquido que actualmente es considerado un desecho contaminante y desagradable.

Conclusiones

En años recientes ha quedado demostrado que las biopilas cumplen funciones útiles sin requerir de energía externa para operar. Sin embargo, la tecnología de las biopilas aún se encuentra en desarrollo. La idoneidad comercial de una tecnología es determinada por un sistema de clasificación de acuerdo con su nivel de preparación tecnológica trl (Technology Readiness Level). En relación con esta clasificación, las celdas de combustible microbianas se encuentran en la región trl1-trl3. Es decir, su desarrollo científico está a nivel de laboratorio. En los experimentos aún se emplean electrodos y separadores fabricados en laboratorio; mientras que la tecnología de sus primos lejanos, la energía fotovoltaica (la de los paneles solares), se ha desarrollado por décadas y las pilas alcalinas por siglos. Con el desarrollo y evolución de los materiales los 1-2 milliwats producidos con 10 mL de orina, serán generados con 1 mL o menos. Con lo anterior, se lograría la reducción del tamaño de las celdas y se convertirían en módulos compactos apilables e interconectados, capaces de iluminar hogares enteros con simplemente ir al baño.

Referencias

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Recepción: 31/01/2022. Aprobación: 28/07/2022

Resumen

El tiburón azul es uno de los más abundantes a nivel mundial y de los más capturados. Su carne tiene un alto valor nutritivo; sin embargo, al ser una especie de gran tamaño, de alto nivel trófico, longeva y altamente migratoria, es muy propensa a acumular elementos tóxicos en sus tejidos. Varios investigadores han encontrado en el músculo de organismos adultos de esta especie concentraciones de mercurio por encima del límite máximo permisible para el consumo humano (1.0 mg/Kg). En cambio, otros han reportado valores que no representan un riesgo para la población. No obstante que la concentración de mercurio esté por debajo del límite máximo establecido para un consumo seguro, en regiones costeras lo más acertado sería que el consumo sea limitado semanalmente, manteniéndose al mínimo, en particular en niños y mujeres embarazadas, que son los sectores de la población más vulnerables a los efectos de la bioacumulación de mercurio.
Palabras clave: tiburón azul, contaminación, metales pesados, bioacumulación de mercurio, México.

Blue shark: Risk/benefits of its consumption

Abstract

The blue shark is one of the most abundant sharks worldwide and one of the most captured. Its meat has a high nutritional value, however, being a large species, with a high trophic level, long-lived and highly migratory, it is very susceptible to accumulate toxic elements in its tissues. Several researchers have found mercury concentrations above the maximum permissible limit for human consumption (1.0 mg/Kg) in the muscle of adult organisms of this species. However, others have reported values that do not represent a risk to the population. Even if the concentration of mercury is below the maximum limit established for safe consumption, in coastal regions the most appropriate scenario would be for consumption to be limited weekly, keeping it to a minimum fundamentally in children and pregnant women, which are the sectors of the population most vulnerable to the effects of mercury bioaccumulation.
Keywords: blue shark, contamination, heavy metals, mercury bioaccumulation, Mexico.

Los elasmobranquios

Los elasmobranquios1 han ganado relevancia en todo el mundo debido a la creciente demanda mundial de sus aletas, músculo, aceite de hígado, escualeno y cartílago, que se destinan principalmente al consumo humano y a otras aplicaciones en una amplia gama de productos industriales (Gilbert et al., 2015). En México, constituyen aproximadamente 80% de los desembarques de la pesca artesanal y casi todo es consumido dentro del país (Bonfil, 1997).

Pero, el lento crecimiento de los elasmobranquios, las bajas tasas reproductivas y la sobreexplotación de sus poblaciones ha conducido a que muchas especies de este grupo de peces cartilaginosos se hayan incluido en la Lista Roja de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (uicn), bajo las categorías de “En peligro”, “Vulnerable” y “Casi amenazado”. Además, al ser especies de alto nivel trófico, los tiburones, son muy susceptibles a la acumulación de elementos potencialmente tóxicos del medio marino, como el mercurio (Hg), cadmio (Cd), plomo (Pb) y arsénico (As). Así, por su relevancia en el consumo humano, constituyen una ruta potencial de exposición del hombre a dichos elementos.

Imagen 1. Individuos de tiburón azul capturados en Yucatán.
Crédito: Francisco Javier Aguilar Chávez/conabio.

Durante años, los ecosistemas marinos han recibido cargas de metales producidas por diversas actividades humanas (Alves et al., 2016). La concentración de mercurio (Hg) en los océanos casi se ha triplicado en las últimas décadas, producto de la influencia antropogénica (Kim et al., 2019). La bioacumulación de estos elementos en los organismos puede ser muy variable, incluso dentro de una misma especie, pues depende de varios factores como: la disponibilidad del elemento en el hábitat, tamaño corporal, edad, sexo, hábitos de alimentación y tasa de crecimiento (Jardine et al., 2013). De ahí la relevancia de realizar estudios periódicos en especies de importancia comercial, que puedan resultar un riesgo para las personas, fundamentalmente en zonas donde la pesca es la actividad económica fundamental y se consideran una fuente principal de nutrición.

La carne de pescado y la alimentación

La carne de pescado contribuye a una dieta saludable al proporcionar aminoácidos y nutrientes de alto valor (vitaminas y minerales) y es una fuente excelente de ácidos grasos omega-3 esenciales, asociados con muchos beneficios para la salud (Domingo et al., 2006). Aunque altamente nutritivo, el consumo excesivo de organismos marinos puede tener efectos adversos significativos en la salud humana, justo por la acumulación de elementos tóxicos (Castro-González y Méndez-Armenta, 2008; Järup, 2003). Debido a ello, organizaciones de salud y protección ambiental de diferentes países han establecido límites máximos de concentración de estos elementos en determinadas especies, para un consumo seguro.

Las dosis de consumo, la edad de la persona, y las formas químicas de los elementos, son algunos de los factores principales que determinan la ocurrencia y severidad de los efectos adversos a la salud humana (Zuluaga-Rodríguez et al., 2015).

Imagen 2. Individuos de varias especies de elasmobranquios capturados en Oaxaca.
Crédito: Minerva Guillen Lugo/conabio.

Efectos del mercurio

El mercurio está entre los metales pesados más estudiados, por el daño potencial que puede provocar en los organismos. Entre las principales consecuencias asociadas al consumo excesivo de carne de pescado con elevadas concentraciones de mercurio están la degeneración de la corteza occipital y el cerebelo, lo que causa parestesia (sensaciones anormales de cosquilleo, calor o frío en la piel), ataxia (falta de coordinación), daño sensorial y pérdida de la memoria, síntomas auditivos, accidente cerebrovascular isquémico, demencia y depresión (Castro-González et al., 2008; Dietz et al., 2013). Además de atacar al sistema nervioso central, el mercurio afecta la función renal, las células sanguíneas, y el metabolismo de la vitamina D y el calcio. Los fetos en desarrollo, los bebés y los niños pequeños son especialmente vulnerables a los efectos del Hg en su desarrollo neuronal, debido a que su cerebro y sistema nervioso todavía se están desarrollando y la barrera hematoencefálica2 es incompleta (Ordiano-Flores et al., 2011).

Tiburón azul (Prionace glauca)

El tiburón azul se caracteriza por presentar un cuerpo largo y delgado con el dorso azul oscuro, azul brillante en los costados, y una clara delimitación con la parte inferior de color blanco.

Es una especie longeva (aproximadamente 20 años) y de gran talla, pues alcanza hasta 4.0 m de largo total (Compagno et al., 2005). Estos tiburones presentan un comportamiento migratorio, con patrones de movimientos verticales y horizontales complejos en la columna de agua, que han sido relacionados con la búsqueda activa de sus presas, con su reproducción y con las variaciones temporales de acuerdo con la temperatura del agua (Kohler et al., 2002; Pikitch et al., 2008; Skomal y Natanson, 2003). De hecho, se ha determinado que pueden moverse entre los 200 y 600 m de profundidad, lo cual ha sido asociado a la búsqueda de alimento (Carey et al., 1990; Kohler et al., 2002).

Imagen 3. Esquema del tiburón azul (Prionace glauca).
Crédito: elaboración propia.

El tiburón azul es uno de los más abundantes a nivel mundial y uno de los más pescados, con un estimado de 20 millones de individuos capturados anualmente como especie objetivo o captura secundaria (Bonfil, 1994; Stevens, 2009). Es la especie principal de la pesca artesanal en la costa oeste de la península de Baja California, México, al representar alrededor de 33% de todas las especies de tiburones capturadas en la zona (Cartamil et al., 2011; Ramírez-Amaro et al., 2013).

Al ser una especie de gran tamaño, alto nivel trófico, longeva y altamente migratoria es muy propensa a acumular elementos potencialmente tóxicos en sus tejidos. En la región de Baja California Sur, varios investigadores encontraron en el músculo de los adultos de esta especie concentraciones de mercurio por encima del límite máximo permisible establecido para el consumo humano: (1.0 mg/Kg) por la Norma Oficial Mexicana (nom-242-ssa1-2009) (Escobar-Sánchez et al., 2011; Barrera-García et al., 2012; Maz-Courrau et al., 2012). Sin embargo, Lara et al. (2022), en individuos juveniles del tiburón azul, reportaron una concentración promedio de mercurio inferior al límite máximo permisible, por lo que su ingesta no representa un riesgo para la población. No obstante, estos autores sugieren como medida de precaución que los niños, como sector más vulnerable, no consuman más de 0.09 kg de carne de tiburón azul a la semana.

Imagen 4. Tiburón azul (Prionace glauca).
Crédito: Colección ictiológica cicimar/conabio.

Consideraciones finales

De manera independiente a que la concentración de mercurio esté por debajo del límite máximo establecido para un consumo seguro, en regiones costeras donde las especies de tiburón constituyen una fuente importante de alimentación y puede que no se tenga claridad con la identificación de la especie que se esté consumiendo, lo más acertado sería que el consumo a la semana sea limitado.

Además, el consumo debe mantenerse al mínimo en niños y mujeres embarazadas que son los sectores de la población más vulnerables a los efectos de la bioacumulación de mercurio, ya que hay que tener en cuenta las afectaciones en el desarrollo neuronal que puede provocar el consumo excesivo en los fetos, los bebés y los niños pequeños, pues su cerebro y sistema nervioso están en fase de desarrollo y la barrera hematoencefálica es incompleta.

Referencias

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Recepción: 12/9/2018. Aprobación: 4/10/2018.

Resumen

La información especializada disponible en la web es diversa, inmensa y dinámica. En este contexto, las redes sociales se han constituido como una herramienta muy eficiente de comunicación. Twitter es una de las plataformas más utilizadas para generar, intercambiar y procesar información sobre biodiversidad por su versatilidad, por ser amigable, por su brevedad, inmediatez y eficiencia. Este ecosistema digital es abierto y reúne información de calidad generada por especialistas y entidades abiertos a la comunicación. En este texto explico brevemente su funcionamiento, comparto tips, formas de interactuar, expongo algunos ejemplos de cuentas, listas, etiquetas, y presento otras funciones para acceder a la información sobre biodiversidad en tiempo real, para recopilarla y guardarla. Todo esto convierte a Twitter en una aplicación idónea tanto para investigación como para la educación superior, porque contiene información rica, vasta y muy actualizada, ya que acerca a los alumnos, investigadores y maestros de manera entretenida e interactiva, y porque es una fuente infinita de datos, información y conocimiento, que permite vivir a los usuarios la experiencia de conversaciones sobre la ciencia real, además de participar, interactuar y ser leídos. ¡Nos vemos en Twitter!
Palabras clave: redes sociales, ciencia, biología, investigación, biodiversidad, Twitter.

Twitter: a pretext to investigate

Abstract

The specialized information available on the web is diverse, immense, and dynamic. In this context, social networks have become a very efficient communication tool. Twitter is one of the most used platforms to generate, exchange and process information on biodiversity due to its versatility, friendliness, brevity, immediacy and efficiency. This digital ecosystem is free and gathers quality information generated by specialists and entities open to communication. In this text I briefly explain how it works, I share tips and ways of interacting; I present some examples of accounts, lists, labels; and other functions to access information on biodiversity in real time, to collect and save it. All this makes Twitter an ideal application for both research and higher education, because it contains rich, vast and up-to-date information, since it brings students, researchers and teachers closer together in an entertaining and interactive way, and because it is an infinite source of data, information and knowledge, which allows users to live the experience of conversations about real science, in addition to participating, interacting and being read. See you on Twitter!
Keywords: social networks, science, biology, research, biodiversity, Twitter.

Introducción

La web fue inventada y usada por primera vez en 1989 por Timothy Berners-Lee, un visionario que cambió el mundo radicalmente. Desde ese momento, la web ha evolucionado de manera tecnológica y social. Estos cambios se han clasificado en cuatro paradigmas: la web 1.0 se conformó como una red de conexiones de información, la 2.0 funciona como una red de conexiones de personas que intercambian información —web social—, la web 3.0 se estructura como una red de conexiones de conocimiento o semántica, y la 4.0 se conforma como una red de conexiones de inteligencia (Hendler, 2003).

Entre todas estas transformaciones, lo que ha tenido más impacto en los usuarios es la dimensión social, término usado para describir el segundo paradigma de la web iniciada en 2000, que se centra en la capacidad de las personas para colaborar y compartir información en línea. Básicamente se refiere a la transición de una web estática a una dinámica, más organizada, basada en el servicio de aplicaciones, que consta de la transformación del usuario en un productor de información, y que fomenta la comunicación abierta con énfasis en la conformación de comunidades de usuarios y en la posibilidad de intercambio de información (Codina, 2009). Las aplicaciones que aparecieron en esta época son los blogs, las wikis y las redes sociales. Las redes sociales son uno de los fenómenos más importantes en la historia de la web y de mayor impacto, pues son las más usadas y las que atraen a más público. En Similarweb se pueden ver los sitios web más populares, y en los primeros cinco lugares siempre se encuentran las principales redes sociales: Facebook, Twitter e Instagram.

Se habla mucho de las ventajas y las desventajas de usar las redes sociales en el ámbito académico, hay suficientes evidencias para ambos argumentos, pero si su uso se centra en objetivos precisos y se hace una buena selección de información pueden ser una herramienta académica muy útil. Entre las aplicaciones sociales más usadas en la investigación están: Facebook, Twitter, Instagram, Academia, Research Gate, Pinterest y LinkedIn.

En este escrito me centraré en Twitter que data de 2006. Consta de un historial, que se puede ordenar cronológicamente o por relevancia, constituido por ráfagas de información de 280 caracteres como máximo (empezaron siendo sólo 140), llamados Tweets. En esta red social, se puede consultar sin registrarse o crear una cuenta, de tal manera que su lectura es abierta, sólo depende de las restricciones que imponga cada usuario a su cuenta (James, 2020). Su esencia radica en ser un foro público en tiempo real y una red de información donde cualquier persona puede leer, escribir y compartir mensajes. Twitter se puede aprender rápidamente con diez simples reglas (Cheplygina et al., 2020) y también tiene aplicaciones específicas en los distintos dominios académicos: por ejemplo, en medicina ha cambiado drásticamente la dinámica de la discusión y la difusión de información (Wetsman, 2020).

Twitter cumple con varias funciones. Además de ser una red social, tiene servicio de mensajería individual y de grupo, de igual manera se usa como fuente de noticias, como buscador, repositorio de imágenes, e incluso como base de datos. Por ejemplo, para buscar se pueden usar búsquedas simples y avanzadas, al emplear distintos campos y operadores (ver figura 1). Las listas de Twitter están constituidas por conjuntos de usuarios, se pueden crear o seguir y pueden ser públicas o privadas, son una forma muy eficiente para acceder a información seleccionada. Un valor agregado y representativo de esta red son las etiquetas (hashtags), que se identifican porque están antecedidas por el símbolo de gato (#). Éstas son un fenómeno importante en esta red porque funcionan como términos clave (conocidos como folksonomías) que permiten conglomerar la información para seguir conversaciones e identificar tendencias (son los famosos trending topic que se despliegan a la derecha). Además, resultan muy útiles las opciones de me gusta y guardar, pues se pueden generar colecciones de información con ellas, para consultar posteriormente.

Figura 1. La búsqueda avanzada y las búsquedas guardadas son buenas estrategias para descubrir información en Twitter.
Crédito: elaboración propia.

Esta herramienta electrónica, como todas aquellas que son de alto uso, genera toda una cultura y hábitos particulares entre sus usuarios. Un fenómeno interesante es la acuñación de neologismos para referirse a los fenómenos de Twitter, como tweet, twitters, retweet y hashtag (Wikipedia, 2021). Asimismo, hay un conjunto de funciones comunes en la academia que son singulares y útiles para seguir la información científica, como los hilos, las twitterconferencias, Tweeprints, los Tweetorials y los bots (ver figura 2).

Figura 2. Algunos neologismos usados frecuentemente en Twitter sobre temas académicos.
Crédito: elaboración propia.

Twitter y ciencia

Una buena introducción para usar Twitter para investigación se puede consultar en más de 400 biblioguías sobre el tema disponibles en Libguides. Este servicio se ha convertido en una de las plataformas preferidas por los académicos para comunicar y difundir información sobre investigación y enseñanza (Quintana, 2020). Algunas pruebas de esto son:

1. Los miles de cuentas, listas y etiquetas sobre ciencia disponibles.
2. El número de guías, tutoriales y escritos de difusión sobre el tema (ver arriba las biblioguías).
3. La cantidad de artículos científicos publicados que abordan esta aplicación.
4. Las distintas maneras de implementar está herramienta en el ciclo de la investigación científica, por ejemplo, se usa para difundir vacantes, solicitar trabajo, convocatorias de subvenciones, call for papers, etcétera.
5. La producción científica sobre Twitter es considerable y va en aumento. Por ejemplo, según la base de datos de literatura académica Dimesions, se han publicado más de 50 mil trabajos que tienen la palabra Twitter en el título y en el resumen, mientras que en PubMed hay publicados más de 5 mil trabajos sobre medicina y biomedicina que hacen referencia a Twitter. Tanto en el propio Twitter como en las publicaciones, los especialistas refieren varias de las ventajas de usar esta red social (ver figura 3). Sin embargo, también existen desventajas por considerar, como los haters, los comentarios inapropiados y la circulación de información falsa.

Figura 3. Twitter representa varias ventajas para obtener información de calidad y actualizada si se consultan cuentas de calidad.
Crédito: elaboración propia.

Twitter y biodiversidad

Usaré el caso de la biodiversidad para exponer detalles sobre este tema que es actual, atractivo, estratégico y, por lo tanto, de interés de todos. Además, existen numerosas fuentes sobre biodiversidad, que publican desde distintas dimensiones, por ejemplo, es enorme la cantidad de imágenes que se comparten sobre seres vivos, su hábitat, características, distribución, clasificación e interacciones. Se intercambia información constantemente sobre botánica, zoología, micología, microbiología e incluso sobre virus. Se conversa sobre cambio climático, especies en peligro de extinción, botánica, zoología, taxonomía y ecología, y participan todos los públicos, especialistas, novatos, amateurs, jóvenes, adultos y adultos mayores, todos ellos usuarios principiantes o expertos de Twitter (ver tabla 1).

Tabla 1. Ejemplos de distintas opciones en Twitter para consultar fuentes de calidad y confiables que publican información relevante sobre biodiversidad en español.

Vale la pena mencionar que una opción disponible son los elementos visuales como presentaciones, pósteres, fotografías, gifs, ilustraciones y memes, que son interesantes y llamativos, por lo que está disponible mucha información rica y colaborativa sobre biodiversidad. Todas las imágenes publicadas en Twitter, a menos de que el autor indique lo contrario, son de libre uso. Muchos investigadores comentan sobre sus proyectos, contrataciones, eventos y los avances de sus investigaciones, de tal manera que uno se puede ir enterando de los avances que van haciendo los científicos desde el momento en el que generan el proyecto, cuando tienen los fondos, si participan en congresos o bien tener disponible la publicación del preprint y, en algunos casos, poder acceder a la publicación final. Así, cualquier usuario puede seguir fácilmente el avance de los colegas, identificar las tendencias y las nuevas ideas, además de que en los mensajes se pueden identificar opiniones, comentarios, libros y notas de clase. Evidentemente la pandemia ha aumentado el uso de estas herramientas y las posibilidades son inmensas.

También están todas las cuentas que publican información sobre materiales didácticos y cursos. Es posible encontrar contenidos abiertos, colaborativos, estructurados, interoperables, ligados, semánticos, interactivos, en 3D, gamificados, inmersos en realidad virtual y de visualización, muchos de ellos nuevos y sofisticados, pero accesibles y amigables. Varios están en español, pero si están en un idioma distinto se puede usar el traductor de Twitter o de Google para entenderlos. Otro aspecto imprescindible en el uso académico de esta herramienta son los espacios donde es posible tener interacciones de audio en directo entre los participantes o por chat, y todas aquellas cuentas que lanzan retos y juegos, como nombrar especies de peces en orden alfabético, o quién hace las mejores visualizaciones de información sobre animales o plantas, o la gran cantidad de actividades que lanzan las colecciones y museos de historia natural del mundo, con iniciativas para explorar la biodiversidad o visitar las colecciones de manera virtual.

No se puede dejar de mencionar que vale la pena explorar la gran cantidad de herramientas para mejorar la experiencia del usuario de Twitter. Así, están las generales como Tweetdeck que permite organizar la información y hacerla más personalizada, o las aplicaciones académicas tales como las de Altmetric que facilitan consultar las menciones sobre las publicaciones académicas.

El límite es sólo la imaginación, pues se pueden encontrar cuentas y publicaciones creativas e interesantes sobre arte, ilustración, memes, diagramas, infografías, y gifs sobre la gran diversidad biológica, entre otros temas. Lo anterior no sólo causa entusiasmo, sino que es una fuente de inspiración y, claro, para algunos resulta rentable porque pueden ofrecer distintos productos tales como fotografías, impresiones, joyería, ropa, calendarios, carteles, postales. Como autora he encontrado cosas que me han dejado maravillada: organismos hechos a crochet, pasteles de ecosistemas biológicos, bordados impresionantes, que además de difundir y enseñar generan admiración y alegría. Sobre todo he reunido muchos ejemplos en notas de clase y prácticas sobre esta red social en Twitter: alta velocidad y otras en Twitter Biocolores: La información volando, así como herramientas digitales para investigación y enseñanza en la web en la Guía interactiva del Laboratorio de Bioinformación. En la figura 4 resumo algunos tips para usar esta plataforma de manera fácil y eficiente.

Figura 4. Aprender a usar Twitter es sencillo usando estos tips.
Crédito: elaboración propia.

En mi experiencia en la comunidad a la que pertenezco (@Biocolores), que oscila entre temas de evolución, ecología, comportamiento, zoología y botánica, la comunicación es respetuosa, tolerante y muy propositiva. Hay pocas cuentas de colegas mexicanos, y es difícil localizarlos para seguirlos, por el contrario, la comunidad de Sudamérica es muy activa. Además, esta red es una excelente fuente de ideas e inspiración, ya que abunda el arte, la visualización de información, los comics, y de manera breve y expedita se comunica una inmensidad de ideas a través de imágenes, emoticonos y gifs (ver figura 5).

Figura 5. Twitter es versátil y puede aprovecharse de distintas maneras para obtener información actualizada y de calidad sobre biodiversidad.
Crédito: elaboración propia.

Por todas las características expuestas arriba esta plataforma se ha constituido como una excelente vía para distribuir información a todo público. Las posibilidades de participación a los ciudadanos que ofrece y su papel como canal de comunicación ha roto límites y fronteras. Ese es el caso de los proyectos de ciencia ciudadana, los influencers y las cuentas de difusión de información sobre biodiversidad. Desde mi punto de vista no hay una iniciativa más exitosa para promover el cuidado de la biodiversidad que la que se hace a través de esta plataforma, basta con computar la cantidad de usuarios, publicaciones, listas y etiquetas sobre biodiversidad para constatarlo.

Conclusiones

Twitter puede ser una herramienta muy útil para los investigadores porque acorta distancias, facilita el intercambio de ideas de manera ágil e inmediata, permite seguir reuniones en tiempo real, enterarse de noticias sobre publicaciones, contrataciones, nuevas investigaciones, realizar y seguir preguntas, enterarse sobre las tendencias, problemas e inquietudes de la vida académica en distintas regiones y por grupos diversos. Se pueden iniciar y conocer conversaciones sobre memes, acercarse a otras culturas, preocupaciones y estrategias que siguen en otros laboratorios. Del mismo modo, la aplicación es una herramienta idónea para la educación porque contiene información realmente rica, vasta y muy actualizada, debido a que acerca a los alumnos a los investigadores, maestros y fuentes, les permite participar interactuar y ser leídos. Existen una gran cantidad de cuentas, etiquetas, hilos y conversaciones sobre los temas de biodiversidad, muy útiles para conocer la investigación en boga, interactuar con los especialistas, enterarse de las noticias, participar en eventos, conocer organizaciones y formar parte en iniciativas de ciencia ciudadana. Todo esto y mucho más puedes explorarlo de manera libre. ¡Nos vemos en Twitter!

Referencias

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Sitios de interés

• Guía interactiva del Laboratorio de Bioinformación
• Twitter: alta velocidad.
• Twitter Biocolores: La información volando.
• Clasificación de los principales sitios web.
• LibGuides Community.
• Almetric.
• Twitter.
• TweetDeck.

Recepción: 08/12/2021. Aprobación: 22/06/2022.

Resumen

¿Cuál es nuestra relación con nuestro flujo menstrual? ¿Te ha pasado que sientes vergüenza cuando alguien se da cuenta de que traes un tampón o una toalla sanitaria? Pues bien, esto no es coincidencia: las actitudes e ideas que tenemos en torno a este proceso son resultado de construcciones sociales que van más allá de lo biológico, y es lo que te voy a contar el día de hoy. Quiero que tengamos una plática de amistades y mostrarte mi investigación, en la que encontré que la duración del flujo menstrual aumenta con el consumo de carne y con el uso de productos desechables, en comparación con los ecofriendly. Por supuesto, te presento también algunos impactos en la salud y en el ambiente que vale la pena que consideremos. Así que ve por un té o un cafecito y alístate, porque ¡hoy vamos a hablar de menstruación!
Palabras clave: flujo menstrual, productos de gestión menstrual, dieta, salud menstrual, activismo menstrual.

Friends’ talk: what’s up with my menstruation?

Abstract

What is our relationship with our menstrual flow? Has it happened to you that you feel embarrassed when someone realizes that you have a tampon or a sanitary pad? Well, this is not a coincidence. The attitudes and ideas that we have about this process result from social constructions beyond the biological, and that is what I will talk to you about today. I want us to chat as friends and I want to show you my research, in which I found that the duration of menstrual flow increases with meat consumption and the use of disposable products (compared to eco-friendly ones). Of course, I also present some health and environmental impacts worth considering. So go grab a cup of tea or coffee and get ready, because today we’ll talk about menstruation!
Keywords: menstrual flow, female sanitary products, feminine diet, femine health, female empowerment.

Aunque parezca algo de mero sentido común, tardé mucho tiempo en darme cuenta de que no tenía que esconder mi flujo menstrual. Es decir, ¿en cuántas ocasiones hemos ocultado en una bolsita o bajo nuestras mangas algún tampón o toalla cuando vamos al sanitario?, ¿o quizá recuerdas el pánico que te daba que los niños de la escuela se dieran cuenta de que estabas en tus días y que se burlaran?, ¿o qué tal todas esas veces en las que han invalidado tus emociones porque “seguro estás en tus días”?, ¿o te has puesto a pensar por qué entre nosotres tenemos que susurrar al pedir una toalla sanitaria, como si la menstruación no le ocurriera al menos a la mitad de la población mundial?

Todo esto no es casualidad y responde a un sistema de ideas construidas socialmente. Aquí es cuando nos podemos dar cuenta de que la menstruación no es sólo un proceso biológico; y eso es parte de lo que te quiero narrar el día de hoy. De esta forma, la meta que nos atañe es indagar sobre la complejidad detrás de este proceso, relacionándolo principalmente con la dieta y los productos sanitarios. Pero, sobre todo, entender que merecemos vivir nuestra menstruación con orgullo, dignidad y salud. Entonces, ¿empezamos?

Me gustaría contarte una historia entre amistades… Actualmente estudio la Licenciatura en Ciencias Ambientales en la unam y, aunque me encanta hablar maravillas de mi carrera, el punto al que quiero llegar es que estar dentro de este entorno universitario me ha hecho reflexionar sobre muchas cosas que antes no pasaban por mi cabeza. En ese sentido, a estas alturas soy fiel abogada de la idea de que todo lo que pase en mi entorno va a impactar en mí de manera directa o indirecta, y que simplemente ya no puedo hacerme de la vista gorda en mi papel como consumidora.

En esta misma línea, por todos lados comencé a recibir mensajes referentes al cambio climático y el papel de la ganadería en éste (al respecto, te recomiendo un documental titulado Cowspiracy: El secreto de la sustentabilidad disponible en Netflix y en YouTube). Por un lado, los animales y sus excretas emiten gases (como el dióxido de carbono, metano, óxido nitroso y amoniaco), que contribuyen al efecto invernadero, y, por el otro, la ganadería ocupa 30% de la superficie libre de hielo del planeta y en diversos lugares es la fuente principal de emisión de sustancias que contaminan suelos y cuerpos de agua (Pérez-Espejo, 2008; Pérez-Cueto, 2015). ¡Lo sé, terrible!

Ahora pensemos particularmente en México: nuestro país figuró entre los 10 con mayor consumo per cápita, mayor consumo nacional y mayor producción de carne de bovino, porcino y pollo del mundo (Consejo Mexicano de la Carne, 2020). Esto quizá no te suena tan mal… Al final, a muchas personas les gusta disfrutar de una buena hamburguesa o unos ricos tacos al pastor, pero quizá valga la pena cuestionar lo que servimos en nuestros platos (como bien lo aborda Aitor Sánchez en su plática tedx: Todo lo que sabes sobre nutrición puede ser mentira). También debemos tener en mente que para el año 2020 la inseguridad alimentaria moderada o grave afectó a más de 30% de la población mundial (fao, fida, oms, pma y unicef, 2021). Y no hay que olvidar los problemas de salud que se acentúan por una alimentación excesiva en cantidad, pero no en calidad. ¡Ya sé, está aún peor!

Y en este punto quizá estés pensando; “pero amiga, ¿dónde está el meollo del asunto?”. Pues bien, como respuesta a esa información sobre los impactos de la cría de ganado, yo decidí disminuir mi consumo de proteína de origen animal (y no te voy a mentir, ¡realmente me costó mucho trabajo!), pero comencé a darme cuenta de que algo en mi cuerpo estaba cambiando: mis días de flujo menstrual pasaron de seis a sólo dos o tres. ¡Lo sé, chique, lo sé! Esto igual me sorprendió mucho porque te juro por Pachamama que cuando estaba en mis días yo sentía que ni estornudar podía y, sobre esto, quizá te identifiques con el mini comic de Sara Andersen tanto como yo.

Lo anterior lo hablé con mis amigas de la licenciatura y me sorprendí aún más cuando comencé a advertir un patrón de experiencias similares en personas que habían reducido su consumo de carne o que ya eran vegetarianes: notamos un cambio importante en la cantidad de días que duraba nuestro flujo menstrual. Aprovechando mi curiosidad (y que debía entregar un proyecto para una materia llamada “Modelación Estadística”. ¿por qué no?), mi en ese entonces novio y yo (sí, bueno, esa es historia para tomarnos otro café después) realizamos una encuesta usando Formularios de Google a más de 2,300 personas menstruantes a través de múltiples grupos de Facebook en el año 2020. Después de limpiar los datos, nos quedó un total de 2,168 respuestas.

En cuanto a la relación del flujo menstrual y consumo de carne se obtuvo que aproximadamente por cada día extra de comer carne en la semana, se aumenta 0.1 días (2.7 horas) la duración del flujo. Así, si comíeras carne a diario significa que tu período sería en promedio casi un día más largo. Vaya, esa rica hamburguesa o los tacos al pastor sí podrían estar aumentando el tiempo que estás en tus días.

Algunas cosas que te he contado forman parte de las razones por las que se ha puesto sobre la mesa la necesidad de incluir la sostenibilidad también en las recomendaciones nutricionales. De esta forma surge el concepto de dieta sostenible como aquella que respeta los ecosistemas, es culturalmente aceptable y accesible, además de ser adecuada nutricionalmente. Un ejemplo surgió en 2010 con la dieta mediterránea (podrías revisar más del tema en el artículo “La dieta humana contra los ecosistemas del mundo” de Guillermo Murray Tortarolo y Beatriz Tortarolo Donnet), que es considerada uno de los patrones dietarios con mayor evidencia científica acumulada en cuanto a sus beneficios en salud humana (Pérez-Cueto, 2015; Dussaillant et. al., 2016). Sin embargo, también vale la pena no excluir a las dietas vegetarianas y veganas que, sobre todo, nos hacen cuestionar si nuestro aporte de proteínas siempre debe proceder de productos de origen animal, y que incluso llegan a posturas más allá en cuanto a nuestra relación con otras especies no humanas (si los debates en torno al respeto de los animales te interesan tanto como a mí, recomiendo que leas Liberación Animal de Peter Singer y En defensa de los derechos animales de Tom Regan).

Pero ¡ey!, ¡aún no te vayas! De las mismas pláticas entre amistades conversando sobre nuestra menstruación (porque claro, es muy normal), inició una preocupación por los productos de gestión menstrual que utilizamos. Al respecto, podemos hablar del hecho de que algunas empresas presentan sus ingredientes químicos bajo términos genéricos, como es el caso de las “fragancias”. Así que, ¡mucho ojo!, porque resulta que las membranas de la vagina trasladan directa y eficazmente sustancias en el sistema sanguíneo sin primero metabolizarlos (el estradiol vía vaginal, por ejemplo, resulta en niveles hasta 80 veces mayores en comparación con las dosis orales). Esto claro que es una desventaja cuando se trata de la exposición a los químicos tóxicos (Scranton, 2013; Nicole, 2014).

En cuanto a los tampones y las toallas sanitarias desechables, vale la pena señalar al síndrome del shock tóxico como una infección producida por las bacterias Staphylococcus aureus y Streptococcus pyogenes que proliferan por el uso excesivo de estos productos, que pueden causar daños a los órganos (incluida insuficiencia renal, cardíaca y hepática), y en rarísimos casos incluso llevar a la muerte (Food and Drug Administration [fda], 2020; The Latin American and Caribbean Consortium of Engineering Institutions [laccei], 2018; Illa-García, 2018). Además, cuando hablamos de su fabricación y desecho es importante considerar la contaminación de los suelos y cuerpos de agua, alteración del hábitat de las comunidades biológicas y proliferación de biota que transmite enfermedades a las poblaciones o las comunidades (semarnat, 2008; Alzate, 2018).

Asimismo, tampoco hay que olvidarnos de los múltiples contextos en los que se complica el acceso a este tipo de productos sanitarios, pues incluso el consumo merece ser estudiado con lupa de género y de clase. En algunos lugares de países subdesarrollados, las escuelas no suelen contar con baños ni agua. También existe la creencia de que la sangre expuesta (en este caso, de las toallas femeninas) puede funcionar para lanzar hechizos y hay cuerpos en los que la copa no puede utilizarse debido a la infibulación1 (Felitti, K., 2016). Esto no ha sido ignorado y han surgido movimientos en busca de una justicia desde el activismo menstrual, apelando a una menstruación digna como derecho, y no como lujo. La Coordinación para la Igualdad de Género unam tiene un artículo titulado “Menstruación Digna” para que comprendas mejor por donde va el asunto.

Con todo esto, se vuelve evidente que también me preocupaba incluir la variable “uso de productos de gestión menstrual desechables o no desechables” y relacionarla con la duración del flujo menstrual en las encuestas a las 2,168 personas menstruantes. Así, a través de un análisis de varianza (anova) se vio que existía una variación significativa en las medias (p=2.95e-05), lo que indicaba que al usar tampones o toallas sanitarias desechables se experimenta aproximadamente medio día más de flujo menstrual que aquellas que optan por usar copas o toallas de tela. Es decir, ¡es probable que ser ecofriendly disminuya el tiempo que estás en tu período!

Aquí es cuando se abre el telón y todas las luces apuntan al escenario donde la copa menstrual, las toallas de tela e incluso el sangrado libre hacen su aparición y te dicen “Hello, baby”, ya que son opciones que siempre se pueden acoplar a tus actividades, necesidades, ¡incluso a tu bolsillo! Y que además tienen el plus de ser amigables con el ambiente. Querida amistad, date cuenta, ¡tienen todo! Pero, por supuesto que se entiende que tengas dudas sobre estos métodos, sobre todo si es la primera vez que escuchas de ellos; por tal, pienso que podrían ser de ayuda los videos en YouTube de Inés Palacios titulados “¿Cómo FUNCIONA la COPA MENSTRUAL?” y “¿Qué es el SANGRADO LIBRE y cómo PRACTICARLO?” de la serie La papaya como una producción original de Cultura Colectiva.

No obstante, si después de esto decides continuar usando productos sanitarios desechables, lo ideal sería que, según tu localidad, aprendas a deshacerte adecuadamente de ellos y, sobre todo, que te informes del contenido químico que tienen, para cuidar tu salud. Además de seguir las recomendaciones de limitaciones de uso, a saber: cambiar tampones cada cuatro u ocho horas, toallas sanitarias de tres a máximo seis horas, y copa menstrual de preferencia cada ocho horas, aunque se puede extender hasta 12: todo depende de tu rutina.

Pero ya…, en serio, ¿de quién escondía mi flujo menstrual?, ¿de dónde sale toda esa vergüenza para hablar de nuestro período? Muchas de las personas menstruantes nos mostramos comprensivas con el tema, pero a otras parece darles mal rollo la menstruación. Pensémoslo un poco y hablemos de las historias que nos cuentan desde la infancia: ¿no sientes que se glorifica la sangre que los hombres esparcen en el campo de batalla y, al contrario, se pega el grito en el cielo cuando se ve sangre menstrual? ¿O cuándo has visto a una princesa viviendo plenamente su período pasando en la televisión? Como si los fluidos menstruantes dieran asco o fueran top secret (y por cierto, el flujo menstrual no es propiamente sangre, sino una combinación de mucosa cervical, células y fragmentos de tejido del endometrio) (Rodríguez-Shadow, y Rodríguez, 2014).

Sin embargo, esto no es algo de nuestra sociedad actual. Se cree que durante la prehistoria, los grupos cazadores le huían al flujo menstrual por considerar que éste pudiese atraer animales y así aumentara el riesgo de ser atacados. En el antiguo Egipto se creía que las mujeres menstruantes debían someterse a ritos de “purificación”; en la antigua Grecia se pensaba que tener relaciones sexuales durante el período hacía que el vino se avinagrara y se arruinaran las cosechas, y por tal a los hombres se les negaba la convivencia con sus esposas cuando ellas estaban menstruando; durante los siglos xviii y xix, la mayoría de las autoridades médicas pensaban que las mujeres menstruantes eran especialmente débiles tanto física como mentalmente y usualmente se les prohibía asistir a la escuela o realizar cualquier clase de ejercicio; y como éstos hay más ejemplos (Rodríguez-Shadow, y Rodríguez, 2014; Iglesias-Benavides, 2009). Parece una locura, ¿no?

Pero… ¿Qué tan distinta es la conceptualización de la menstruación en nuestros días? Durante largos períodos históricos, algunas perspectivas de la medicina, ciertas religiones y las creencias populares han atribuido al flujo menstrual tabúes, impurezas, vergüenzas, incomodidades, suciedad y dolores, y a pesar de los increíbles avances en la sociedad, muchas de estas antiguas representaciones siguen perdurando en nuestros días, aunque mutadas (Rodríguez-Shadow, y Rodríguez, 2014). ¡Pero ya no más!

Nuestros cuerpos son nuestro primer territorio de resistencia y merecemos vivir con seguridad y plenitud la menstruación. Ahora lo más importante es que como personas menstruantes, como amigues, como sororas intentemos eliminar o evitar estos prejuicios, conocernos, validarnos y, ¿por qué no?, impulsar las investigaciones sobre el tema. Nos han dicho que calladites nos vemos más bonites, ¡pero no! ¡Reflexiona, cuestiona, explórate, manten tu curiosidad, cree en tu creatividad, investiga y atrévete!

Y no olvides que cualquier acción, por ejemplo, el uso de productos de gestión menstrual amigables con los ecosistemas o la elección bien informada de alimentos, puede ser el granito de arena con el cual contribuyas a la preservación del ambiente. O como dice Dafna Nudelman, activista por el consumo responsable, “no necesitamos una ambientalista perfecta. Necesitamos millones de ambientalistas imperfectas e imperfectos tomando acción todos los días”. Lo anterior intenta tenerlo presente, cuida lo que amas y mantén la mente abierta al cambio mientras les das su debida importancia a tus impactos ambientales.

En fin, lo que te muestro aquí es sólo un pedacito de lo mucho que nos queda por conocer sobre nuestros cuerpos. ¿Con qué podrías contribuir tú?, ¿qué cosas se te ocurren que podrían estar alterando tu flujo menstrual?, ¿qué nos falta descubrir? Y sí, ya sé: realmente quedaron muchas cosas pendientes para conversar. ¡Pero por eso nos leeremos en la siguiente plática entre amistades!

Referencias

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Recepción: 17/12/2021. Aprobación: 28/07/2022.

Resumen

En este artículo se aborda un tema de interés global: la descontaminación del agua a través de la acción de fotocatalizadores. Actualmente, existen contaminantes persistentes en casi todos los recursos hídricos del mundo que no pueden limpiarse con tratamientos convencionales, principalmente debido a su alta estabilidad química. Por ello, se recurre a procesos avanzados tales como la fotocatálisis, donde un material conocido como fotocatalizador es el actor principal. Sin embargo, los procesos fotocatalíticos aún están lejos de alcanzar su máxima eficiencia, por lo que la búsqueda de métodos alternativos para el mejoramiento del desempeño es una preocupación vigente, sobre todo considerando el aprovechamiento de la luz del Sol y en la forma en que se ponen en contacto el fotocatalizador y el agua contaminada. Con la ayuda de la química de materiales, te contamos cómo es que capas delgadas de unos óxidos tan comunes el óxido de hierro y óxido de zinc podrían funcionar como un fotocatalizador con alto potencial para descontaminar el agua de una manera más eficiente y con el menor impacto al ambiente.
Palabras clave: fotocatalizador, recubrimientos avanzados, semiconductores, materiales fotoactivos, agua contaminada.

Getting water clean with oxides! Materials Chemistry helping the Environment

Abstract

This article addresses a topic of global interest: the decontamination of water through the action of photocatalysts. Currently, there are persistent pollutants in almost all the world’s water resources that cannot be cleaned with conventional treatments, mainly due to their high chemical stability. For this reason, advanced processes such as photocatalysis are used, where a material known as a photocatalyst is the main actor. However, photocatalytic processes are still far from reaching their maximum efficiency, so the search for alternative methods to improve performance is a current concern, especially considering the use of sunlight and the way in which photocatalyst and contaminated water interact. With the help of the materials chemistry, we tell you how it is that thin layers of such common oxides as iron oxide and zinc oxide could work as a photocatalyst with high potential to decontaminate water more efficiently and with less impact to the environment.
Keywords: photocatalyst, advanced coatings, semiconductors, photoactive materials, polluted water.

Introducción

En la actualidad, es preocupante el aumento gradual de los contaminantes presentes en los mares, ríos y lagos que perjudican directa o indirectamente la calidad de vida en el planeta, en especial, si consideramos que, cada vez somos más seres humanos (7900 millones y contando…), y que ocupamos productos y servicios que ocasionan un incremento del uso de sustancias químicas y biológicas, como materias primas de los procesos industriales.

Ejemplo claro de lo anterior es que todos alguna vez hemos utilizado algo tan simple como unos pantalones de mezclilla, o jeans, esos que tenemos que cambiar cada cierto tiempo porque el color se va desvaneciendo o porque pasan de moda y ¡ya no nos gustan! Pero alguna vez te has preguntado: ¿cuáles son las materias primas que se utilizan para elaborarlos? Bueno, pues aquí vamos a hablar claramente de una en particular, que es la responsable de darles ese color azul tan característico, nos referimos nada más y nada menos que a un colorante de tipo orgánico que lleva por nombre índigo carmín.

Al tener una demanda anual de jeans tan alta, las cantidades utilizadas para teñir pantalones son exorbitantes, imagínate usar 700,000 toneladas anuales para llevar a cabo esta tarea (Zaruma et al., 2018). Y si esto parece mucho, otro dato impactante: tan sólo la mitad de ellas es aprovechada eficientemente en el proceso de teñido. Es decir, las otras 350,000 toneladas que no se adhirieron a la mezclilla se desechan, casi siempre mediante malas prácticas industriales, lo que genera grandes volúmenes de agua residual contaminada y esto nada más hablando de la industria textil, pero no hay que perder de vista que este colorante también se utiliza en otras áreas como la alimenticia. Estas malas prácticas provocan la contaminación del vital líquido. Solo por utilizar unos jeans.

Tal vez te encuentres pensando: ¿por qué debe preocuparnos tanto que este colorante tan bonito llegue al agua? El índigo carmín al ser de tipo orgánico se compone de átomos de carbono químicamente enlazados entre sí como base de su molécula y estos enlaces llegan a ser tan fuertes y estables (parecidos a los del diamante, el producto natural más duro del mundo) que evitan que la molécula se rompa o se fragmente con facilidad, es decir, que se degrade. Es como una cadena de acero, que por más fuerte que la jalemos usando solo nuestras manos, nunca lograremos que se rompa. Algo similar pasa dentro de los compuestos orgánicos persistentes (como el índigo carmín), ya que no se degradan fácilmente bajo condiciones ambientales, como en el caso de los compuestos biodegradables. En la actualidad, resulta indispensable investigar procesos que permitan degradar los compuestos orgánicos persistentes, lo cual no es nada fácil, pero tampoco es imposible. Claro, se necesita echar mano de una fuente muy grande de energía… ¡el Sol!

Aprendiendo de la naturaleza: de la fotosíntesis a la fotocatálisis

Cuando hablamos de la energía que proporciona la radiación solar para llevar a cabo algunos procesos químicos naturales, seguro que lo primero que se te viene a la mente es la fotosíntesis, proceso donde se aprovecha la energía del Sol transformándola en energía química a través de su interacción con el dióxido de carbono y con el agua, y que da lugar a la formación de azúcares y al oxígeno que respiramos. Este mismo principio de promover reacciones químicas con luz se puede aplicar para degradar compuestos orgánicos persistentes, pero en este caso al proceso lo llamamos fotólisis (O’Shea y Dionysiou, 2018).

Sin embargo, no hay que alegrarnos tan pronto: si bien se sabe que compuestos como el agua pueden llegar a separarse (disociarse) en iones hidrógeno (H⁺) e hidroxilo (OH^–) por la acción de la fotólisis (aunque esto toma mucho tiempo), se ha llegado a comprobar que los compuestos orgánicos que tanto nos preocupan lo hacen de una forma aún menos eficiente. Pero calma… ¡No todo está perdido!, sólo hay que ajustar unos detalles. La energía que aporta la radiación solar (sea luz visible, ultravioleta o incluso infrarroja) se puede aprovechar de mejor manera cuando se utiliza en conjunto con un material muy especial llamado fotoactivo, que funciona únicamente en presencia de luz.

Con el uso de materiales fotoactivos se fortalece la fotólisis debido a la formación de especies químicas extremadamente reactivas: los radicales libres (capaces de romper hasta las moléculas más estables gracias a que tienen un enlace químico incompleto, en otras palabras, están ansiosos por quitarle electrones a otras especies). El proceso que acabamos de describir es la famosa fotocatálisis, que implica un cambio de la velocidad de una reacción química o su iniciación anticipada por el efecto de los radicales libres que se forman cuando ocurre la interacción de la luz con un sólido fotoactivo también conocido como fotocatalizador (ver figura 1). Entonces, resulta que los fotocatalizadores son los responsables del éxito de la fotocálisis; así, éstos deben ser sólidos con la capacidad de generar portadores de carga eléctrica libres como los electrones, que promuevan la formación de radicales libres. Estos materiales son los semiconductores.

Figura 1. Uso de la energía del Sol y fotocatalizadores para degradar contaminantes orgánicos persistentes.
Crédito: elaboración propia.

Sólidos semiconductores

¿Semi…, conductores? Sí, así se les conoce, pero su nombre completo es semiconductores de la electricidad y para contar un poco de su historia necesitamos remontarnos a un aspecto fundamental en la química: la formación de los sólidos. Si juntamos íntimamente dos átomos de litio (Li) —elemento que cuenta con un número atómico de 3 (es decir, tiene 3 protones o cargas eléctricas positivas y 3 electrones o cargas eléctricas negativas)—, sus orbitales atómicos, que representan regiones en el átomo donde se separa a los electrones que “viven” en cada uno de ellos de acuerdo con su energía, se mezclan y forman regiones más amplias y confortables energéticamente, conocidas como orbitales moleculares. En la medida que seguimos agregando átomos de litio —para formar 1 cm³ de litio sólido necesitaremos alrededor de 10²³ átomos (100,000,000,000,000,000,000,000 átomos, ¡casi nada!—, los orbitales moleculares se forman al por mayor y tomando en cuenta que tienen casi la misma energía porque todos son enlaces Li-Li, se genera un espacio vasto y continuo que es conocido como banda de energía.1

El concepto de banda de energía tiene cabida aquí debido a que es el origen de la clasificación de los materiales donde entran los semiconductores, esto es, pensando en el acomodo de los electrones en las bandas tendremos una poblada con electrones (banda de valencia, bv) y otra vacía (banda de conducción, bc) separadas por una región conocida como brecha de energía prohibida (E_g) pues… ¡Ningún electrón que se respete puede vivir allí! (ver figura 2) (Tilley, 2013).

Figura 2. Formación de las bandas de energía en el Li a partir de sus orbitales atómicos (2s y 2p).
Crédito: elaboración propia.

Lo interesante de los semiconductores es que su brecha prohibida es de una energía equivalente a la que transporta la luz del Sol (entre 1 y 4 eV), entonces, cuando exponemos a un semiconductor al Sol, su radiación interactúa con los electrones de la bv del semiconductor, proporcionándoles suficiente energía para superar la brecha prohibida y pasar a la bc, donde serán prácticamente libres de ir a donde quieran (conducir corriente, por ejemplo). Este fenómeno es conocido como fotoactivación y es una de las capacidades más atractivas de los semiconductores (Hernández Ramírez y Medina Ramírez, 2015).

Precisamente, la función fotocatalítica de un semiconductor está determinada por el valor de su E_g, la cual indica si la activación para generar los tan esperados portadores de carga eléctrica libres (o simplemente portadores) será con luz infrarroja (E_g menores que 1.77 eV) o con luz visible (E_g de 1.77 a 3.10 eV) o con luz ultravioleta (E_g mayores que 3.1 eV). Estos portadores pueden ser electrones o huecos (¡sí, los espacios vacíos que dejan los electrones en la bv cuando viajan a la bc también conducen la electricidad!). Así, con los electrones se pueden formar especies químicas altamente reactivas como los radicales superóxidos (O₂•^–) y con los huecos se forman los radicales hidroxilos (OH•), pues ambos proporcionan lo necesario para que suceda el proceso de fotocatálisis a través de reacciones químicas con transferencia de carga eléctrica tales como la oxidación y reducción, que llevarán a la desestabilización de las moléculas del compuesto orgánico contaminante y, en consecuencia, degradarlo (ver figura 3).

Figura 3. Esquema del proceso fotocatalítico empleando un semiconductor.
Crédito: elaboración propia.

Fotocatalizadores en acción

Ahora bien, en la fotocatálisis pueden utilizarse semiconductores en forma de polvos que se dispersan en el agua contaminada o bien inmovilizados en la superficie de otro material como recubrimiento o capa delgada. La ventaja de los polvos es que, al tener un área superficial de mayor contacto con el medio acuoso contaminado, tienen un mejor rendimiento de degradación. No obstante, presentan el inconveniente de una difícil recolección del fotocatalizador después de haber hecho su trabajo, y por ende una baja reutilización, situaciones que no ocurren cuando se usan en forma de recubrimiento. En este sentido, las investigaciones recientes se enfocan en estudiarlos considerando materiales amigables con el ambiente, con buena estabilidad química, alta abundancia en la naturaleza, con características morfológicas micro y nanométricas que les permitan tener numerosos sitios activos, acercándose al comportamiento del polvo donde se compensa su área de contacto.

Ajá, y ¿luego? ¿Cómo utilizamos a los óxidos para limpiar el agua?

Desde que éramos niños hemos escuchado que dejar a la intemperie objetos de metal, ya sean herramientas, sillas, tuberías, etcétera, los hace llenarse de óxido debido a la acción de la humedad o la lluvia combinada con el oxígeno del aire y esto es algo indeseable porque compromete su funcionamiento, además, nadie quiere que sus visitas se sienten en esa herrumbre rojiza que se forma en la superficie de los metales. Sin embargo, si te dijera que es posible utilizar ese óxido a nuestro favor, ¿qué tanto creerías que este óxido es un semiconductor y, más aún, un fotocatalizador?

Pues bien, un óxido es un compuesto formado por un metal y el oxígeno. Por ejemplo, si se combina el hierro con el oxígeno, se forma un óxido de hierro, o si se combina el zinc con el oxígeno tendremos óxido de zinc. El punto clave para la fotocatálisis es que, dependiendo de qué metal esté unido al oxígeno, los óxidos pueden ser semiconductores. ¡Impresionante!, ¿no? En la química de materiales (la química de los compuestos en estado sólido), los óxidos semiconductores, como el óxido de hierro, tienen un alto potencial por el valor de su E_g (alrededor de 2.1 eV), lo que le permite aprovechar la luz visible proveniente del Sol para activar su funcionamiento como fotocatalizador. Por lo tanto, en el grupo de investigación interdisciplinario “Diseño y Optimización de Recubrimientos Avanzados, dora-Lab”, se están llevando a cabo estudios de la viabilidad de aplicación de recubrimientos de óxido de hierro, adecuando sus características para ser utilizado como material fotoactivo, como la morfología micro y nanométrica (Mazón-Montijo et al., 2020) como fotocatalizadores para la degradación del índigo carmín y otros contaminantes.

En estas investigaciones nos encontramos muchas veces con problemas con el comportamiento de los portadores en el recubrimiento de óxido de hierro. Por ejemplo, que la movilidad de los electrones generados por la acción de la luz del Sol no sea muy buena y éstos tiendan a encontrarse de nuevo con los huecos, es decir, ¡llenan los huecos que habían dejado atrás! (electrón y hueco se recombinan), pero sin participar en la fotocatálisis. Este fenómeno provoca una deficiencia muy significativa de portadores que interactúen con el agua contaminada, por lo que se están explorando alternativas, entre las cuales destaca la opción de unir este óxido con otro material que le ayude a mejorar el comportamiento de sus electrones, evitando que se recombinen con facilidad con sus huecos.

Un ejemplo de esta acción sinérgica entre materiales, ideal para realizar esta tarea, es unir al óxido de hierro con el óxido de zinc. Sí, el mismo óxido de zinc que se usa como talco para los pies, que, aunque tiene una brecha de 3.4 eV que lo hace activarse solamente bajo la acción de luz ultravioleta, es un semiconductor que cuando está en forma de recubrimiento tiene una gran cantidad de electrones libres o semiconductor degenerado (Ortiz-Atondo et al., 2022), lo que promete complementar perfectamente al óxido de hierro.

Dentro de lo que se tiene que cuidar para llevar a cabo esta unión entre óxidos, está la conservación de la morfología micronanométrica original del óxido de hierro y también su propiedad de activarse con luz visible, por lo que el óxido de zinc deberá ser ultradelgado (de unos cuantos nanómetros de espesor) para hacer más eficiente el proceso de degradación de compuestos contaminantes. Es decir, al exponer el fotocatalizador formado por la unión compleja de estos dos óxidos a un día soleado, se producen los portadores cerca de la superficie (gracias a la morfología del óxido de hierro y a la inhibición de la recombinación de cargas inducida por el óxido de zinc), donde se originarán radicales hidroxilos y superóxidos que interaccionarán con las moléculas del contaminante, las desestabilizarán y lograrán degradarlas.

Seguramente no podrás tomar un puño de óxido de hierro y otro de óxido de zinc, aventarlos al agua contaminada y degradar al índigo carmín. Pero al explorar diferentes arquitecturas, y combinar recubrimientos de estos óxidos, poco a poco nos iremos acercando al desarrollo de un fotocatalizador tan completo, que al interactuar con los desechos de índigo carmín producidos por las industrias textiles y exponerlo al poderoso Sol, irá desapareciendo ese color azul que tanto lo caracteriza. Esto indicará que está perdiendo su fuerza, su molécula se está rompiendo hasta el punto en donde, ¡ahora sí!, el agua con este contaminante se pueda descargar en los mares, ríos o lagos, con la certeza de que ya no es una fuente de contaminación.

Conclusiones: un recubrimiento sinérgico prometedor

En este punto te puedes estar preguntando si este fotocatalizador compuesto por óxidos tan comunes y corrientes puede funcionar en aplicaciones reales. La respuesta es ¡claro que puede! Siempre y cuando se logren establecer las condiciones y características adecuadas para ello. En dora-Lab estamos trabajando día con día para alcanzar esta meta. Recuerda, de la mano de una buena metodología de investigación, la química de materiales y otros buenos fundamentos científicos y tecnológicos, hasta un par de materiales tan cotidianos, indeseables y despreciados como el óxido de hierro y óxido de zinc pueden llegar a utilizarse en beneficio de la sociedad.

Referencias

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Recepción: 12/02/2022. Aprobación: 08/08/2022.