Ciencia en Desarrollo

Evaluation of the effect of supplementation with collagen peptides and ascorbic acid on canine urinary analysis

Resumen Se evaluaron los efectos de la suplementación de péptidos de colágeno y vitamina C (PolyPet®) en el uroanálisis en un total de 24 caninos seleccionados aleatoriamente en tres grupos (grupo control, grupo 1 y grupo 2). Los tratamientos consistieron en suplementar diariamente con PolyPet® el grupo 1 con 6.6 g, el grupo 2 con 3.3 g y el grupo control sin ninguna suplementación. Se tomaron muestras de orina a los días 0,30 y 60 a los caninos del estudio. Los parámetros evaluados del uroanálisis fueron proteínas, ácido ascórbico, relación proteína urinaria/creatinina urinaria (UP/UC), nitritos, gravedad específica, cristaluria, pH, calciuria, olor, creatinuria y peso corporal. Frente a la presencia de cristales no existió diferencia significativa en comparación a los tres grupos. Para los uratos amorfo y cristales de ácido úrico se evidenció un aumento con la suplementación de péptido de colágeno porcino y las variables fosfato triple, cristales de estruvita y disminución de peso se vieron afectados positivamente con la suplementación. El uso de péptidos de colágeno y vitamina C (PolyPet®) demostró efectos positivos en la salud de los caninos, considerándose como un alimento seguro para individuos sanos.

Abstract The effects of supplementation of collagen peptides and vitamin C (PolyPet®) on uroanalysis were evaluated in a total of 24 canines randomly selected in three groups (control group, group 1 and group 2). The treatments consisted of daily supplementation with PolyPet®, group 1 with 6.6 g, group 2 with 3.3 g and the control group without any supplementation. Urine samples were taken at days 0, 30 and 60 from the canines in the study. The uroanalysis parameters evaluated were protein, ascorbic acid, urinary protein/urinary creatinine ratio (UP/UC), nitrites, specific gravity, crystalluria, pH, calciuria, odor, creatinuria and body weight. For the presence of crystals there was no significant difference between the three groups. For amorphous urates and uric acid crystals, an increase was evidenced with the supplementation of porcine collagen peptide and the variables triple phosphate, struvite crystals and weight decrease were positively affected with the supplementation. The use of collagen peptides and vitamin C (PolyPet®) showed positive effects on canine health, being considered a safe food for healthy individuals.

Cytogenetic Characterization of patients with Acute Myeloid Leukemia referred to the Biogenética Diagnóstica S.A.S laboratory, Bogotá, Colombia

Resumen Introducción: La Leucemia Mieloide Aguda (LMA) y neoplasias relacionadas son enfermedades hematológicas agresivas causadas por la expansión clonal de blastocitos inmaduros en sangre periférica y médula ósea. Estos trastornos se caracterizan por ser heterogéneos biológica y clínicamente, lo cual influye directamente en la estratificación del riesgo y el pronóstico del paciente. Considerando lo anterior, la identificación de alteraciones cromosómicas y genéticas en neoplasias hematológicas malignas es crucial para el diagnóstico, pronóstico y clasificación del riesgo del paciente así como para la orientación de la terapia. Objetivos: Establecer el tipo y la frecuencia de alteraciones cromosómicas de pacientes con LMA remitidos a un laboratorio de tercer nivel en Bogotá, Colombia. Materiales y métodos: Se realizó un estudio descriptivo, transversal, en pacientes con diagnóstico de LMA, remitidos al laboratorio Biogenética Diagnóstica S.A.S. entre enero y junio de 2023. La información clínica de los pacientes fue recolectada mediante historias clínicas y bases de datos del laboratorio. Los datos se procesaron utilizando RStudio versión 4.3.1. Resultados: Se analizaron un total de 60 casos, con una edad media de diagnóstico de 45,75 años. El mayor número de casos perteneció al subgrupo LMA-M3. Se observó alta prevalencia de alteraciones cromosómicas (53,3 % de los casos), siendo la trisomía del cromosoma 8 (16,66 %) la alteración más común, seguida de las translocaciones t(15;17)(q24;q21) (11,7 %) y t(8;21)(q22;q22) (6,66 %). Los cromosomas más alterados fueron los cromosomas 8 (23,3 %), 17 (18,33 %) y 15 (16,66 %). Solo el 21,6 % de los pacientes complementaron el análisis de cariotipo con FISH, de los cuales 9 presentaron resultados positivos para t(15;17) y t(8;21). Conclusiones: El panorama de las alteraciones cromosómicas más frecuentes fue identificado en una cohorte de pacientes con LMA.

Abstract Introduction: Acute myeloid leukemia (AML) and related neoplasms are aggressive hematologic diseases caused by clonal expansion of immature blasts in peripheral blood and bone marrow. These disorders are characterized by biological and clinical heterogeneity, which directly influences risk stratification and patient prognosis. Considering the above, the identification of chromosomal and genetic alterations in hematological malignancies is crucial for the diagnosis, prognosis and risk classification of the patient to better guide therapy. Objectives: To establish the type and frequency of chromosomal alterations in patients with AML referred to a third level laboratory in Bogotá, Colombia. Materials and Methods: A descriptive, cross-sectional study was carried out in patients with a diagnosis of AML, referred to the laboratory Biogenética Diagnóstica S.A.S. between January and June 2023. The patients' clinical information was collected through medical records and laboratory databases. The data were processed using RStudio version 4.3.1. Results: A total of 60 cases were analyzed, with a mean age at diagnosis of 45.75 years. The largest number of cases belonged to the AML-M3 subgroup. A high prevalence of chromosomal alterations was observed in 53.3 % of the cases, with trisomy of chromosome 8 (16.66 %) being the most common alteration, followed by t(15;17)(q24;q21) (11.7%) and t(8;21)(q22;q22) (6.66%) translocations. The most altered chromosomes were chromosomes 8 (23.3%), 17 (18.33%) and 15 (16.66%). Only 21.6 % of the patients complemented the karyotype analysis with FISH, of which 9 presented positive results for t(15;17) and t(8;21). Conclusions: The overview of the most frequent chromosomal alterations was identified in a cohort of AML patients.

Unraveling the trait-environment relationship in fish of Andean lotic systems

Resumen Este estudio se enfocó en evaluar la variación en la estructura funcional en el ensamblaje de peces y su relación con las variables ambientales de la subcuenca del río Batá. En consecuencia, se realizó un muestreo en 13 puntos ubicados después del muro del embalse hasta la parte baja de la cuenca, en cada uno de ellos se tomaron medidas fisicoquímicas y se realizó una caracterización del canal. A los peces colectados se les tomaron 23 medidas morfométricas para revelar su relación con el ambiente. Los resultados apuntan a que dependiendo del gradiente ambiental habrán rasgos funcionales predominantes. Por ejemplo, en puntos cercanos a la represa la ocurrencia de especies con el complejo de aletas pectorales y pélvicas desarrolladas fue lo esperado, y a medida que se alejaban del muro de la represa ocurrieron especies con un pedúnculo caudal largo. Por su parte, las variables ambientales jugaron un papel importante en la composición de los rasgos funcionales, siendo relevantes la temperatura y la profundidad.

Abstract This study focused on evaluating the variation in the functional structure of the fish assemblage and its relationship with environmental variables in the Batá river sub-basin. Consequently, sampling was carried out at 13 points located after the reservoir wall up to the lower part of the basin, in each of which physicochemical measurements were taken and a characterization of the channel was performed. Twenty-three morphometric measurements were taken from the fish collected to reveal their relationship with the environment. The results indicate that depending on the environmental gradient we will find predominant functional traits. For example, at points close to the dam, the occurrence of species with a developed pectoral and pelvic fin complex was expected, and as they moved away from the dam wall, species with a long caudal peduncle occurred. Environmental variables played an important role in the composition of the functional traits, with temperature and depth being relevant.

Molecular Identification of Anastomosis Groups of Rhizoctonia Solani Kühn Causing Potato Black Scab in Nariño (Colombia)

Resumen Rhizoctonia solani Kühn causante de costra negra en papa, ha aumentado su incidencia en Nariño, dificultando su manejo. El desconocimiento de los grupos de anastomosis (AG) presentes en sus poblaciones contribuyen a esta situación, pues influyen en el desempeño de las estrategias de control. Por lo tanto, se planteó evaluar la variabilidad genética de R. solani en Nariño, a partir de la identificación molecular de sus AG. Se analizaron 287 aislamientos procedentes de papa, de estos, 116 con PCR y cebadores ITS1-ITS4 y toda la colección, con PCR y cebadores específicos para AG-2-1, AG-3 PT y AG-4. El análisis filogenético se hizo con Máxima Verosimilitud, bootstrap de 1000 réplicas y modelo Kimura 2-parámetros. En la caracterización molecular con ITS, el 100 % de las secuencias coincidieron con R. solani y se identificó a AG-3 (46), AG-3 PT (69) y AG-2-1 (1). Los cebadores específicos determinaron la presencia de AG-3 PT en 281 y AG-2-1 en seis aislamientos del patógeno. R. solani AG-2-1 se reporta por primera vez en Nariño. El análisis filogenético agrupó los aislamientos en siete clados, independientemente de la procedencia, lo que comprueba la existencia de variabilidad genética intraespecífica en las poblaciones de R. solani presentes en Nariño.

Abstract Rhizoctonia solani Kühn, which causes black scab on potato, has increased its incidence in Nariño, making its management difficult. The lack of knowledge of the anastomosis groups (AG) present in its populations contributes to this situation, since they influence the performance of control strategies. Therefore, the genetic variability of R. solani in Nariño was evaluated by the molecular identification of their AG. A total of 287 isolates obtained of potato were analyzed, 116 of them with PCR and ITS1-ITS4 primers and the entire collection with PCR and specific primers for AG-2-1, AG-3 PT and AG-4. Phylogenetic analysis was done with Maximum Likelihood, bootstrap of 1000 replicates and Kimura 2-parameter model. In the molecular characterization with ITS, 1000 % of the sequences matched with R. solani and AG-3 (46), AG-3 PT (69) and AG-2-1 (1) were identified. Specific primers determined the presence of AG-3 PT in 281 and AG-2-1 in six isolates of the pathogen. R. solani AG-2-1 is reported for the first time in Nariño. Phylogenetic analysis grouped the isolates into seven clades, independently of local origin, demonstrating the existence of intraspecific genetic variability in the populations of R. solani present in Nariño.

Water footprint and production parameters in dairy cattle raising in Boyacá, Colombia

Resumen En las últimas décadas, el uso del agua en la ganadería ha sido un tema relevante en la discusión sobre sistemas alimentarios sostenibles y la competencia por el recurso hídrico. Esta investigación analizó la relación entre variables productivas y la huella hídrica en la producción primaria de leche en fincas a pequeña escala en la zona central del departamento de Boyacá. Se llevó a cabo un estudio cuantitativo y correlacional en 50 sistemas ganaderos cuyo principal objetivo es la producción de leche. Se calcularon los parámetros: porcentaje de hembras en ordeño, producción por área y por hembra, y carga animal. Se estimó la huella hídrica dividida en tres categorías: azul, verde y gris. Los datos fueron procesados por RStudio, se realizó el test de Shapiro-Wilk, el coeficiente de correlación de Spearman y análisis de regresión lineal múltiple. En los resultados se identificaron la Huella Hídrica Total (x̄ 1,01 m3/L), Huella Azul (x̄ 0,01 m3/L), Huella Verde (x̄ 0,19 m3/L) y Huella Gris (x̄ 0,81m3/L). Las variables Porcentaje de hembras, Productividad Kg/Hembra/año y Productividad Kg/Ha/año muestran los más altos coeficientes de correlación, siendo más fuertes con la Huella Azul. Se evidencia potencial para mejorar la sostenibilidad ambiental de la producción lechera mediante la adopción de prácticas eficientes, especialmente en el componente animal.

Abstract In recent decades, water use in livestock production has emerged as a significant topic within the discourse on sustainable food systems and competition for water resources. This research examines the relationship between productive variables and the water footprint in primary milk production on small-scale farms in the central zone of the department of Boyacá. A quantitative and correlational study was conducted involving 50 livestock systems primarily focused on milk production. The following parameters were assessed: the percentage of milking females, production per area, production per female, and stocking rate. The water footprint was estimated and categorized into three distinct types: blue, green, and gray. Data analysis was performed using RStudio, incorporating the Shapiro-Wilk test, Spearman's correlation coefficient, and multiple linear regression analysis. The results revealed a Total Water Footprint of (x̄ 1.01 m3/L), a Blue Footprint of (x̄ 0.01 m3/L), a Green Footprint of (x̄ 0.19 m3/L), and a Gray Footprint of (x̄ 0.81 m3/L). The variables Percentage of Females, Productivity Kg/Female/Year, and Productivity Kg/Ha/Year exhibited the highest correlation coefficients, with the strongest correlation observed with the Blue Footprint. The findings suggest potential avenues for enhancing the environmental sustainability of dairy production through the implementation of efficient practices, particularly in relation to the animal component.

Fault detection in brushless motors through audio processing and machine learning

Resumen Los dispositivos electromecánicos tienden a desgastarse con el uso; la detección temprana de fallas es una herramienta importante para reducir los costos operativos y mejorar la vida útil de un dispositivo industrial. Este trabajo trata sobre la detección de fallas de motores de corriente continua sin escobillas utilizando el procesamiento de señales de audio y la extracción de características estadísticas y espectrales para entrenar modelos clásicos de aprendizaje automático como: k-vecinos más cercanos, árboles de decisión y máquinas de soporte vectorial. Luego, los modelos entrenados se implementan en una aplicación de internet de las cosas creada con Django. La metodología implementada muestra un porcentaje de acierto de hasta un 92 % de precisión para la detección de fallas en motores brushless usando procesamiento de audio y aprendizaje automático.

Abstract Electromechanical devices tend to wear off with use; Early fault detection is an important tool to reduce operating costs and improve the life of an industrial device. This work deals with fault detection of brushless DC motors, using audio signal processing and extracting statistical and spectral features to train classical Machine Learning models as k-Nearest Neighbors, Decision Trees and Máquinas de soporte vectorial (SVM). The trained models are then deployed to an IoT application built using Django. The implemented methodology shows a success rate of up to 92 % accuracy for fault detection in brushless motors using audio processing and machine learning.

A Teaching-Learning proposal for quantum computing: Emulation of a CNOT and TOFOLI tipe quantum gate by a classical circuit

Resumen Se presenta una propuesta de enseñanza de la computación cuántica para estudiantes entre 12 y 17 años, dado que su actividad intelectual esta en su punto máximo, lo que contribuye de manera significativa a los procesos que intervienen en su aprendizaje como: el lenguaje, la escritura, la lectura entre otros. Se establece un enfoque pragmático como estrategia para su alfabetización. En este marco, se introduce los conceptos de estado, principio de superposición, qubits, compuertas entre otros, planteando la emulación de una compuerta cuántica por un circuito clásico, lo que permite hilar ideas que están a la base en el formalismo de la computación cuántica. Bajo este contexto, se muestra la equivalencia entre la compuerta tipo CNOT y Toffoli con un circuito clásico en términos de la operación lógica entre la entrada y la salida de la información. El circuito clásico emula la compuerta CNOT a través de la operación | xy >→| x, y ⊕ x >, con x, y ∈ {0,1}, y a la compuerta Toffoli a través de la operación I q1 q2q3 >→l q1, q2, q3 ⊕ (q1 ∧ q2) >, con q1, q2, q3 ∈ {0,1} satisfaciendo las operaciones lógicas respectivamente. Se describe la estructura general del circuito cuántico CNOT y Toffoli, para luego especificar la arquitectura y funcionamiento del circuito clásico seguido de las operaciones lógicas. La emulación adquiere importancia ya que permite acercar a los estudiantes a los fundamentos de la computación cuántica de forma alternativa y sólida.

Abstract A proposal for teaching of quantum computing to students between 12 and 17 years old is proposed, given that their intellectual activity is at its peak, which contributes significantly to the processes involved in their learning such as: language, writing, reading among others. A pragmatic approach is established as a strategy for their literacy. In this framework, the concepts of state, principle of superposition, qubits, gates, among others, are introduced, proposing the emulation of a quantum gate by a classical circuit, which allows us to weave ideas that are based on the formalism of quantum computing. Under this context, the equivalence between the CNOT and Toffoli type gate with a classical circuit is shown in terms of the logical operation between the input and output of information. The classical circuit emulates the CNOT gate through the | xy >→| x, y ⊕ x >, with x, y ∈ {0,1}, and to the Toffoli gate through the operation | q1 q2q3 >→| q1, q2, q3 ⊕ (q1 ∧ q2) >, with q1, q2, q3 ∈ {0,1}, satisfying the logical operations respectively. The general structure of the CNOT and Toffoli quantum circuit is described, to then specify the architecture and operation of the classical circuit followed by the logical operations. Emulation becomes important since it allows students to get closer to the fundamentals of quantum computing in an alternative and solid way.

Design and fabrication of a mechanical pressure control for cryogenic usage

Resumen Se diseñó y fabricó un sistema mecánico que permite controlar la presión de vapor de diversos líquidos criogénicos, para uso en enfriamiento de muestras [1] y termometros de gas [2, 3], en metrología de temperatura criogénica [4] y en física de bajas temperaturas [5, 6]. Una vez construido el dispositivo, se hicieron pruebas de funcionamiento con nitrógeno líquido (LN2) controlando la presión de vapor sobre la superficie, para valores entre 8 y 93 kPa, correspondientes al rango de temperaturas entre 61 K y 77 K [7], respectivamente. La temperatura medida dentro del LN2, se logró estabilizar con fluctuaciones menores a 30 mK. Un sistema mecánico de control de presión presenta algunas ventajas con respecto a uno electrónico, debido a que se tiene la posibilidad de realizar ajustes gruesos y finos de la presión deseada, los cuales se pueden manejar de forma manual de un modo más claro y comprensible para el usuario. Adicionalmente, una de sus mayores virtudes es su fácil mantenimiento y también permite realizar ajustes, reemplazo de piezas y elementos, adecuados para el líquido criogénico en uso.

Abstract A mechanical system was designed and fabricated to control the vapor pressure of various cryogenic liquids for use in sample cooling [1] and gas thermometers [2, 3], for cryogenic temperature metrology [4] and low temperature physics [5, 6]. Once the device was built, operating tests were performed with liquid nitrogen (LN2) controlling the vapor pressure on the surface, for values between 8 to 93 kPa, corresponding to the temperature range between 61 K and 77 K [7], respectively. The temperature measured inside the LN2 was stabilized with fluctuations lower than 30 mK. A mechanical pressure controller system has some advantages over an electronic one, because it has the possibility of making coarse and fine adjustments of the desired pressure, which can be handled manually in a clearer and more understandable way for the user. Additionally, one of its major virtues is its easy maintenance and also allows adjustments, replacement of parts and elements, suitable for the cryogenic liquid in use.

Mass function of fractal distribution of matter by excursion set theory

Resumen Con base en los fundamentos de la teoría excursion set, se desarrolla una expresión para la función de masa en una distribución fractal de materia. Se encuentra el espectro de potencias para una distribución fractal de materia mediante la determinación de la varianza para una distribución de galaxias caracterizada por la dimensión fractal masa-radio. La función de masa encontrada exhibe un buen comportamiento en comparación con la función de masa reportada en la literatura, con una dependencia de dos parámetros; el parámetro β para una barrera móvil y la dimensión fractal D de la distribución de materia.

Abstract With the foundations of Excursion Set Theory, we theoretically develop an expression for the mass function in a fractal distribution of matter. The power spectrum for a fractal matter distribution is founded by determining the variance for a distribution of galaxies characterized by mass-radius fractal dimension. The mass function exhibits a good behavior in comparison with other mass functions reported in the literature, with a dependence of two parameters, the β parameter of moving barrier and fractal dimension of matter distribution.

Analysis of the effectiveness of insecticide control for dengue: A mathematical perspective

Resumen En este artículo se formula un modelo matemático que representa la dinámica de transmisión del virus del dengue en la población humana considerando el crecimiento poblacional del mosquito transmisor Aedes aegypti. Teniendo en cuenta el equilibrio donde se estabiliza la población del mosquito, se simplifica el modelo en una dimensión. Posterior a ello, se realiza un análisis de estabilidad local sobre los puntos de equilibrio del modelo simplificado con base en el número reproductivo básico de la enfermedad. Considerando que el número reproductivo básico de la enfermedad depende de un control e, el cual representa la efectividad de aplicar un insecticida en la población del mosquito, se aplican estrategias de control constante que ayudan a disminuir la cantidad personas infectadas en el medio. De igual forma, se adjunta al modelo un funcional que representa los costos directos e indirectos de aplicar el control y con esto se halla una solución óptima usando el Principio del Máximo de Pontryagin. Finalmente, se establece una estrategia de control constante por intervalos basada en la solución óptima, dando una alternativa adicional a las entidades de salud encargadas a la hora de aplicar dicho control.

Abstract In this article, a mathematical model is formulated to represent the transmission dynamics of the dengue virus in the human population, considering the population growth of the transmitting mosquito, Aedes aegypti. Taking into account the equilibrium where the mosquito population stabilizes, the model is simplified to a one-dimensional form. Subsequently, a local stability analysis is performed on the equilibrium points of the simplified model, based on the basic reproduction number of the disease. Considering that the basic reproduction number of the disease depends on a control parameter e, which represents the effectiveness of applying an insecticide to the mosquito population, constant control strategies are applied to help reduce the number of infected individuals. Additionally, a functional is attached to the model representing the direct and indirect costs of applying the control, and an optimal solution is found using the Pontryagin's Maximum Principle. Finally, a constant interval-based control strategy is established based on the solution of the optimal control problem, providing an additional alternative for health authorities when implementing such control measures.

Copula Selection via Cross-Validation: A Simulation Study

Resumen Este artículo presenta una metodología para modelar la asociación entre variables aleatorias continuas utilizando funciones cópula. Las cópulas permiten separar la estructura de dependencia del comportamiento marginal, ofreciendo una aproximación flexible para modelar relaciones complejas entre variables. A través de simulaciones para diferentes distribuciones marginales (Normal, Log-normal, t-Student, Weibull), se evaluaron dos familias de cópulas, tales como las cópulas Elípticas y Arquimedianas. La selección del modelo se realizó mediante criterios de información de Akaike (AIC) y Bayesiano (BIC), así como métodos gráficos (Chi-plot y K-plot). Además, se empleó la validación cruzada K-Fold para evaluar el rendimiento de los modelos seleccionados y evitar el sobreajuste. Los resultados sugieren que las cópulas Elípticas son más apropiadas para datos simétricos, mientras que las cópulas Arquimedianas muestran mejor ajuste para distribuciones asimétricas. La validación cruzada permitió obtener una estimación más precisa del error de predicción, mejorando la robustez de los modelos seleccionados.

Abstract This document gives This article presents a methodology for modeling the association between continuous random variables using copula functions. Copulas allow for the separation of the dependence structure from the marginal behavior, offering a flexible approach to model complex relationships between variables. Through simulations for different marginal distributions (normal, log-normal, t-Student, weibull), two families of copulas were evaluated, namely elliptical and Archimedean copulas. Model selection was performed using Akaike Information Criterion (AIC) and Bayesian Information Criterion (BIC), as well as graphical methods (Chi-plot and K-plot). In addition, K-Fold cross-validation was employed to evaluate the performance of the selected models and prevent overfitting. The results suggest that elliptical copulas are more suitable for symmetric data, while Archimedean copulas show a better fit for asymmetric distributions. Cross-validation provided a more accurate estimate of prediction error, enhancing the robustness of the selected models.

Exploring the Role of Macro-Level Factors and Antibiotic Consumption in MDR of E. coli and K. pneumoniae: A Multi-Method Study in European Countries

Abstract Background: Antimicrobial resistance (AMR) is a significant global public health concern due to the increasing incidence of multidrug-resistant (MDR) infections. The emergence and spread of MDR bacteria result from a complex interaction of factors across individual, community, and macro levels. While considerable research has explored individual and community factors, the impact of macro-level factors, such as healthcare systems and policies, on the development and spread of MDR bacteria remains relatively unexplored. Methods: The authors analyzed data from sources such as the European Antimicrobial Resistance Surveillance System, the World Health Organization, and the World Bank. Descriptive analyses were performed on the datasets to identify key characteristics. Two methods, Extra Tree Regressor (ETR) and Pooled Ordinary Least Squares Regression on Data-Panel (POLS), were compared to evaluate the impact of predictor variables on MDR behavior in E. coli and K. pneumoniae. Results: Notable differences were observed between the two approaches in determining the factors influencingE. coli and K. pneumoniae. In the case of E. coli, the data-panel approach recognized the human development index (HDI) and out-of-pocket health expenses as significant factors. In contrast, the machine learning approach revealed that pocket expenses were the most significant variable. For K. pneumoniae, the data-panel approach emphasized antibiotic community-level consumption as the most critical factor. In contrast, the machine-learning approach highlighted the governance index as the most crucial variable.

A Leslie-Gower type predation model with hyperbolic functional response and cooperation between predators

Resumen En este artículo se considera un modelo depredador-presa tipo Leslie-Gower con cooperación de caza entre depredadores. Esta interacción es descrita por un sistema de ecuaciones diferenciales ordinarias, no lineal, autónomo y de tipo Kolmogorov, con una respuesta funcional hiperbólica. Se establece la existencia de una región positivamente invariante, la acotación de las trayectorias, la existencia de un único punto de equilibrio positivo y la presencia de una curva heteroclínica. Considerando un sistema topológicamente equivalente, se analiza la naturaleza del equilibrio (0,0). Además, se examina la cuenca de atracción de (0,0) y la estabilidad de todos los puntos no negativos. Este sistema presenta soluciones muy sensibles a condiciones iniciales, ya que existe una curva separatriz que divide las trayectorias. Finalmente, se realizan simulaciones numéricas para validar los resultados analíticos.

Abstract This paper proposes a Leslie-Gower-type predator-prey model with hunting cooperation between predators. This interaction is described by a nonlinear, autonomous, Kolmogorov-type system of ordinary differential equations with a hyperbolic functional response. The existence of a positively invariant region, the delimitation of the trajectories, a single positive equilibrium point, and a heteroclinic curve were established. Considering a topologically equivalent system, the nature of the equilibrium (0,0) is examined. Moreover, the basin of attraction of (0,0) and the stability of all nonnegative points are analyzed. Furthermore, the solutions are very sensitive to the initial conditions, since there is a separatrix curve that divides the trajectories. Finally, numerical simulations are performed to validate the analytical results.

Effect of relapse and recurrent mental health treatments on the population dynamics of suicide risk

Resumen En este artículo se propone una función para la tasa de riesgo de conductas suicidas, cuya formulación parte de la relación entre el riesgo, la ocurrencia de intentos de suicidio y el número de suicidios. Se muestra que la distribución de intentos de suicidio por edades en Colombia se ajusta a una función de distribución tipo Burr. Se caracterizan las poblaciones vulnerable, sin riesgo, susceptible en tratamiento y sin tratamiento, y se estiman series temporales con base en estadísticas colombianas del Dane, Minsalud y Sivigila. Para investigar las relaciones entre dichas poblaciones planteamos un modelo dinámico no lineal, con el cual se estima una proyección de la dinámica poblacional. El estado estacionario se analiza bajo técnicas numéricas llegando a identificar diferentes escenarios como focos estables, nodos estables y sillas, también se logra establecer las condiciones para alcanzar una bifurcación transcrítica que garantiza la coexistencia entre puntos de equilibrio y su evolución dinámica se examina sobre campos vectoriales tridimensionales. Los resultados sugieren que al implementar políticas de tratamiento efectivas podrían conllevar a la disminución de la tasa de riesgo, y controlando parámetros relacionados con el índice de recaída, podría la totalidad de población ser resistente a factores desencadenantes del suicidio.

Abstract This paper proposes a function for the risk rate of suicidal behavior, whose formulation is based on the relationship between risk, the occurrence of suicide attempts and the number of suicides. It is shown that the distribution of suicide attempts by age in Colombia adjusts to a Burr-type distribution function. Vulnerable, non risk, susceptible in treatment and untreated populations are characterized, and time series are estimated based on Colombian statistics from Dane, Minsalud and Sivigila. We propose a nonlinear dynamic model to investigate the relationships between these populations and use it to estimate a projection of population dynamics. The steady state is analyzed using numerical techniques, identifying scenarios such as stable focus, stable nodes and saddles. The conditions to reach a transcritical bifurcation that guarantees the coexistence between equilibrium points are established, and its dynamic evolution is examined on three-dimensional vector fields. The results suggest that implementing effective treatment policies could lead to a decrease in the risk rate, furthermore by controlling for parameters related to the relapse rate, the whole population could be resistant to suicide triggers factors.

Use of plant biomass and agricultural waste in the production of platform molecules: levulinic acid and derivatives

Resumen En este artículo de revisión se describe la importancia de una molécula plataforma obtenida a partir de biomasa: el ácido levulínico. El mismo y sus derivados representan una fuente para la obtención de productos renovables que pueden ser sustitutos sostenibles de los ya conocidos y que se obtienen a partir de derivados del petróleo. Inicialmente, se describen algunos principios de la Química asociados a la sostenibilidad, posteriormente se analiza la forma de generar moléculas plataforma a partir de biomasa, particularmente se destaca el ácido levulínico el cual puede obtenerse por procesos térmico-hidrolíticos de biomasa vegetal y en particular de residuos agrícolas. Se describen además algunos ejemplos concretos de su transformación hacia nuevos productos de interés, que incluyen aditivos para biocombustibles, productos de Química Fina como por ejemplo plaguicidas y aditivos de pinturas y en Química Farmacéutica. Finalmente, se discuten algunos aspectos que serán necesarios investigar para el desarrollo de productos a partir de residuos post-cosecha que podrían obtenerse del Cinturón Hortícola Platense.

Abstract This review describes the importance of a platform molecule obtained from biomass, levulinic acid. It and its derivatives represent a source for obtaining renewable products that can be sustainable substitutes for those known and obtained from petroleum derivatives. Initially, some principles of Chemistry associated with sustainability are described, followed by an analysis of how to generate platform molecules from biomass, particularly highlighting levulinic acid, which can be obtained through thermal-hydrolytic processes of plant biomass and specifically agricultural residues. Additionally, some specific examples of its transformation into new products of interest are described, including additives for biofuels, fine chemical products such as pesticides and paint additives, and pharmaceutical chemistry. Finally, some necessary aspects to investigate for the development of products from post-harvest residues that could be obtained from La Plata's Horticultural Belt are discussed.

Almidones modificados y tecnologías emergentes para obtención de biopelículas: una revisión

Resumen La optimización de procesos para la preparación de materiales biodegradables a partir de fuentes renovables ha sido un desafío constante en el área de la biotecnología. Polímeros como el almidón, han sido mejorados y aplicados como materia prima en industrias alimentarias y no alimentarias. Particularmente, en industrias no alimentarias como las dedicadas a la producción de biopelículas biodegradables, el almidón nativo posee características poco favorables, tales como: alta hidrofilicidad, permeabilidad al vapor de agua, baja estabilidad en medios ácidos/básicos y alta sensibilidad a los cambios ambientales, especialmente humedad, temperatura, y pH. En consecuencia, por lo que ha surgido como necesidad la incorporación de métodos de modificación, tecnologías emergentes y sistemas de refuerzo, capaces de contrarrestar las características adversas mencionadas. La presente revisión se centra en las investigaciones que durante los últimos cinco años se han dirigido hacia métodos sobresalientes de modificaciones químicas en almidones como lo son el entrecruzamiento, la esterificación y la oxidación. Se incluyen los llamados métodos duales y tecnologías emergentes de modificación como el tratamiento con plasma frío, la ozonización y la implementación de materiales de refuerzo con nanopartículas. Finalmente, se detalla el alcance de las principales técnicas de caracterización empleadas en los almidones modificados.

Abstract The optimization of processes for the preparation of biodegradable materials from renewable sources has been a constant challenge in the field of biotechnology. Polymers, such as starch, have been improved and applied as raw materials in both food and nonfood industries. Particularly in non-food industries, including the production of biodegradable biofilms, native starch possesses unfavorable characteristics, like high hydrophilicity, water vapor permeability, low stability in acidic/basic environments, and high sensitivity to environmental changes, specially humidity, temperature, and pH. Therefore, the incorporation of modification methods, emerging technologies, and reinforcement systems capable of counteracting these adverse characteristics has become necessary. This review focuses on research conducted over the past five years, highlighting outstanding methods of chemical modifications in starch, including cross-linking, esterification, and oxidation. It also includes dual methods and emerging modification technologies, like cold plasma treatment, ozonization, and the implementation of reinforcement materials with nanoparticles. Finally, the scope of the main characterization techniques employed in modified starches is detailed.

Thermal stability of functional groups in vegetable oils analyzed by infrared spectroscopy

Resumen La sobreexposición térmica en aceites vegetales provoca cambios fisicoquímicos en sus grupos funcionales. Este estudio tuvo como objetivo monitorear la estabilidad térmica de dichos grupos en aceites de girasol, oliva y soya, utilizando espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FTIR) y quimiometría. Los aceites fueron calentados durante 27 horas a 250±0,5°C, tomando alícuotas en intervalos de 5,9,23 y 27 horas. Se analizaron los aceites mediante FTIR-ATR (reflectancia total atenuada) en un rango de 4000 a 600 cm-1, evaluando las áreas bajo la curva de los grupos funcionales identificados. Los resultados mostraron oxidación visible a través de cambios de color. El aceite de oliva experimentó mayor degradación y oxidación, con una similitud del 31,86 % en comparación con los otros aceites. El aceite de girasol y soya mostraron una similitud que aumentó de 57,74 % a 78,58 % tras el tratamiento térmico. En general, la exposición prolongada a altas temperaturas causó la degradación fisicoquímica y organoléptica de los aceites, con pérdida de enlaces cis, aumento de enlaces trans y posible oxidación del ácido docosahexaenoico, reflejando la vulnerabilidad de estos aceites a la oxidación y degradación de grupos funcionales dado el sobrecalentamiento térmico

Abstract Thermal overexposure in vegetable oils causes physicochemical changes in their functional groups. This study aimed to monitor the thermal stability of these groups in sunflower, olive and soybean oils, using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and chemometrics. The oils were heated for 27 hours at 250±0.5°C, taking aliquots at intervals of 5,9,23 and 27 hours. The oils were analyzed by FTIRATR (attenuated total reflectance) in a range of 4000 to 600 cm-1 evaluating the areas under the curve of the identified functional groups. The results showed visible oxidation through color changes. Olive oil experienced greater degradation and oxidation, with a similarity of 31.86 % compared to the other oils. Sunflower and soybean oil showed similarity that increased from 57.74 % to 78.58 % after heat treatment. In general, prolonged exposure to high temperatures caused physicochemical and organoleptic degradation of the oils, with loss of cis bonds, increased trans bonds and possible oxidation of docosahexaenoic acid, reflecting the vulnerability of these oils to oxidation and degradation of functional groups given thermal overheating

Biotechnological Modification of Potato Starch in a Stirred Tank Reactor

Resumen Se evaluó la efectividad del proceso de fermentación de almidón de papa (solanum tuberosum), con bacterias ácido lácticas comerciales (Streptococcus salivarius subsp. Thermophilus y Lactobacillus delbruekii subsp. bulgaricus), en un reactor de tanque agitado, seguido de oxidación química con peróxido de hidrógeno. Inicialmente, se logró la estabilización del sistema en la Fase 1, midiendo las variaciones en el pH, biomasa y consumo de sustrato en modo discontinuo. Posteriormente, en la Fase 2, se trasladó a la operación en modo continuo intermitente sin recirculación y finalmente, en la Fase 3, se logró la estabilización con una recirculación del 50 % del efluente, permitiendo la reutilización de la corriente de salida. Estas fases provocaron variaciones en la proporción amilosa/amilopectina, disminuyendo de un 38.30 % a un 26.16 %, 21.79 % y 20.94 % para F1, F2 y F3, respectivamente. Este proceso mejoró significativamente las propiedades funcionales del biopolímero, como el Índice de Absorción en Agua (IAA) y el Poder de Hinchamiento (PH). La formación de grupos carbonilo y carboxilo en el almidón alcanzó sustituciones de hasta 1.3 C=O /100 g de almidón y 0.05 COOH/100 g de almidón, ampliando sus aplicaciones a industriales.

Abstract The effectiveness of the fermentation process of potato starch (Solanum tuberosum) with commercial lactic acid bacteria (Streptococcus salivarius subsp. Thermophilus and Lactobacillus delbruekii subsp. bulgaricus), in a stirred tank reactor, followed by chemical oxidation with hydrogen peroxide. Initially, system stabilization was achieved in Phase 1 by measuring pH, biomass, and substrate consumption in batch mode. Subsequently, the operation transitioned to intermittent continuous mode without recirculation in Phase 2, and finally, stability was achieved in Phase 3 with a 50 % effluent recirculation, enabling the reuse of the effluent stream. These phases induced variations in the amylose/amylopectin ratio, decreasing from 38.30 % to 26.16 %, 21.79 %, and 20.94 % for F1, F2, and F3, respectively. This process significantly enhanced the functional properties of the biopolymer, such as Water Absorption Index (WAI) and Swelling Power (SP). The formation of carbonyl and carboxyl groups in the molecule reached substitutions of up to 1.3 C=O/100 g of starch and 0.05 COOH/100 g of starch, broadening its industrial applications.

Exploration of chemical activation using Mg and Ca chlorides for obtaining biochars from soursop seeds (Annona muricata).

Abstract The capture of CO2 for subsequent use in the synthesis of high-value-added products using biochars is a solution with significant potential to address environmental issues. However, the results are strongly dependent on the synthesis process and the addition of metal salt that impregnate the carbon surface. To assess the influence of salt on the precursor during pyrolysis, concentrations of 5% and 8% of metallic chlorides (CaCl2 and MgCl2) were employed on pre-cleaned and dried soursop seeds. The objective was to investigate how salt impacts the textural characteristics of the resulting biochars concerning thermal conditions. This process yielded five solids, which were subjected to various characterization techniques. The results revealed that these solids function as CO2 adsorbents, with BET surface areas ranging from 140 to 285 m2/g, as determined by CO2 analysis. Furthermore, the quantities of adsorbed CO2 showed variations in the performance of each sample. Additionally, DRIFTS analysis of CO2 showed sharp peaks corresponding to specific CO2 adsorptions, particularly in solids activated with CaCl2. The employed characterization techniques facilitated the identification of potential methods to enhance basicity and surface area in solids that exhibited lower performance.

Computational study of anandamide analogues as ligands for cbl cannabinoid receptor

Abstract Anandamide, also known as N-arachidonoylethanolamide (AEA), is an endocannabinoid compound synthesized from phospholipids present in cell membranes, including those of the brain and peripheral nervous system. The in-silico study of this compound not only sheds light on the intricate biological mechanisms that govern our physiology, but also promises to unlock new therapeutic strategies to improve quality of life and treat a wide variety of medical disorders. This study focuses on the prediction of the absorption, distribution, metabolism, excretion, and toxicity (ADME/T) processes of AEA and 30 new analogues using computational tools such as SwissADME, ProTox-II and VenomPred. Additionally, the molecular binding of AEA analogues to the human endocannabinoid receptor type 1 (CB1) was evaluated. The results showed that all compounds exhibited acceptable oral bioavailability, and that only two compounds permeate the blood-brain barrier (BBB) (11 and 12). Toxicity data indicated that 26 ligands are in class 4. Molecular docking identified five analogues (10, 23,24,29 and 30) with optimal free energy values. This study highlights AEA analogues as compounds with pharmaceutical applications.

Resumen La anandamida, también conocida como N-araquidonoiletanolamida (AEA), es un compuesto endocanabinoide sintetizado a partir de fosfolípidos presentes en las membranas celulares, incluyendo las del cerebro y el sistema nervioso periférico. El estudio in silico de este compuesto, no sólo arroja luz sobre los intrincados mecanismos biológicos que rigen nuestra fisiología, sino que también promete desbloquear nuevas estrategias terapéuticas para mejorar la calidad de vida y tratar una amplia variedad de trastornos médicos. Este estudio se enfoca en la predicción de los procesos de absorción, distribución, metabolismo, excreción y toxicidad (ADMET) de la AEA y 30 nuevos análogos utilizando herramientas computacionales como SwissADME, ProTox-II y VenomPred. Adicionalmente, se evaluó el acoplamiento molecular de los análogos de AEA con el receptor endocannabinoide humano tipo 1 (CB1). Los resultados arrojaron que todos los compuestos exhibieron una biodisponibilidad oral aceptable y que sólo dos compuestos permean la membrana hematoencefálica (11 y 12). Los datos de toxicidad indican que 26 ligandos se encuentran en clase 4. Por otro lado, el acoplamiento molecular identificó cinco análogos (10, 23, 24, 29 y 30) con valores óptimos de energía libre. Este estudio destaca a los análogos de AEA como compuestos con aplicaciones farmacéuticas.

Study of enzymatic complexes and Aspergillus niger for remediation of wastewater with acid black 194 dye from a textile industry from Caldas department

Resumen La industria textil ha incrementado su importancia en los pilares de la economía, convirtiéndose en una fuente importante de empleo, pero con su crecimiento ha aumentado de manera exponencial el impacto ambiental basado en el uso excesivo de agua y el alto volumen de agua residual que genera; lo cual puede provocar cambios fisicoquímicos en los efluentes, y como consecuencia se puede alterar la potabilidad del agua, y también se afectan varios procesos biológicos. Por esta razón, es necesario buscar tratamientos que ayuden a mejor la calidad de esta agua. En el presente trabajo, se estudió una alternativa para la degradación del colorante negro ácido 194 presente en agua residual derivada de una industria textil, mediante el empleo de complejos enzimáticos y Aspergillus niger. El porcentaje de degradación se evaluó espectrofotométricamente, obteniéndose decoloración del agua residual y disminución en la demanda química de oxígeno (DQO).

Abstract The textile industry has become one of the most important pillars of the economy and a major source of employment, but with its growth has come an increase in environmental impact due to the excessive use of water and the high volume of waste water produced. As a result, these effluents can change their physicochemical characteristics, affecting the drinkability of the water and various biological processes. For this reason, the search for alternative process to improve the quality of water it is necessary. This study pretends to investigate an alternative for the degradation of Acid Black 194 dye in residual water derived from textile industry, using enzymatic complexes and Aspergillus niger. The percentage of degradation was evaluated based on absorbance, results showed decolorization and reduction in chemical oxygen demand (COD).

Feasibility for energy recovery from biogas at los corazones landfill, valledupar

Abstract This study evaluated the feasibility of energy recovery from biogas generated at the Los Corazones landfill in Valledupar to mitigate methane emissions and diversify the regional energy matrix. The LandGEM model was used to estimate methane generation, considering a generation rate (k) of 0.05 year-1 and a generation potential (L0) of 170 m3/Mg of waste, calculated based on population projections and solid waste disposal with a per capita rate of 0.28 tons/person/year. Results indicate that by 2035, the year of maximum potential, 27,095,297 m3 of methane will be generated, equivalent to 2,598,179 MJ/day of chemical energy, 324,798 kWh/day of electrical energy, and 360,887 kWh/day of thermal energy, sufficient to supply more than 62,000 households daily. These values highlight the landfill as a significant renewable source, capable of reducing methane emissions, a gas with a global warming potential 28 times higher than that of carbon dioxide. Comparisons with international studies confirm that biogas utilization in landfills located in warm and humid climates can reduce methane emissions by up to 60% while generating clean energy. This analysis underscores the importance of implementing capture and utilization technologies in Colombian landfills, promoting environmental and energy sustainability. Finally, it is concluded that the Los Corazones landfill has the potential to become a sustainable management model, integrating greenhouse gas emission reduction with renewable energy generation.

Resumen Este estudio evaluó la factibilidad del aprovechamiento energético del biogás generado en el relleno sanitario Los Corazones, en Valledupar, como una estrategia para mitigar emisiones de metano y diversificar la matriz energética regional. Se utilizó el modelo LandGEM para estimar la generación de metano, considerando una tasa de generación (k) de 0.05 años-1 y un potencial de generación (L_0) de 170 m3/Mg de residuos, calculados a partir de proyecciones de población y disposición de residuos sólidos con una tasa per cápita de 0.28 toneladas/habitante/año. Los resultados muestran que en 2035, año de máximo potencial, se generarán 27.095.297 m3 de metano, equivalentes a 2.598.179 MJ/día de energía química, 324.798 kWh/día de energía eléctrica y 360.887 kWh/día de energía térmica, suficiente para abastecer más de 62.000 hogares diarios. Estos valores destacan el relleno como una fuente renovable significativa, con capacidad para reducir emisiones de metano, un gas con un potencial de calentamiento global 28 veces mayor que el del dióxido de carbono. La comparación con estudios internacionales confirma que el aprovechamiento de biogás en rellenos de climas cálidos y húmedos puede reducir hasta un 60 % las emisiones de metano, mientras genera energía limpia. Este análisis refuerza la importancia de implementar tecnologías de captura y aprovechamiento en rellenos sanitarios colombianos, promoviendo la sostenibilidad ambiental y energética. Finalmente, se concluye que el relleno Los Corazones tiene el potencial de convertirse en un modelo de gestión sostenible, integrando la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero con la generación de energía renovable.

Application of Lactobacillus gasseri Supernatant as a Natural Preservative in Cooked Pork Ham

Resumen El presente estudio evaluó el sobrenadante de Lactobacillus gasseri como bioconservante en jamón de cerdo cocido, buscando alternativas a los conservantes químicos. La metodología incluyó la preparación de sobrenadantes mediante cultivo y centrifugación, aplicándolos sobre muestras de jamón. Se compararon tres tratamientos: sin adición, con ácido láctico, y con sobrenadante de L. gasseri, evaluando parámetros microbiológicos, físico-químicos y organolépticos durante 21 días. Los resultados mostraron una inhibición significativa de patógenos como Listeria monocytogenes y Escherichia coli, atribuida a la acción de ácido láctico, bacteriocinas y peróxido de hidrógeno presentes en el sobrenadante. Además, se observó estabilización del pH y mejora en la capacidad de retención de agua, favoreciendo la calidad físico-química del producto. Sin embargo, no se evitaron deterioros sensoriales en color y aroma. En conclusión, el sobrenadante de L. gasseri ofrece una protección microbiológica efectiva para el jamón cocido, destacando como una opción natural viable para la bioconservación en la industria cárnica. No obstante, sus limitaciones en la preservación sensorial sugieren la necesidad de combinarlo con otros aditivos para mejorar el color y el aroma del producto, ampliando así su aplicación industrial.

Abstract The present study evaluated the supernatant of Lactobacillus gasseri as a biopreservative in cooked pork ham, seeking alternatives to chemical preservatives. The methodology included the preparation of supernatants through cultivation and centrifugation, which were applied to ham samples. Three treatments were compared: without addition, with lactic acid, and with L. gasseri supernatant, assessing microbiological, physicochemical, and organoleptic parameters over a 21-day period. The results showed significant inhibition of pathogens such as Listeria monocytogenes and Escherichia coli, attributed to the action of lactic acid, bacteriocins, and hydrogen peroxide present in the supernatant. In addition, stabilization of pH and improvement in water-holding capacity were observed, favoring the physicochemical quality of the product. However, sensory deterioration in color and aroma was not prevented. In conclusion, the L. gasseri supernatant offers effective microbiological protection for cooked ham, standing out as a viable natural option for biopreservation in the meat industry. Nevertheless, its limitations in sensory preservation suggest the need to combine it with other additives to improve the product's color and aroma, thus broadening its industrial application.