Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales

Gene therapy in neurodegeneration and dementia post-stroke

Resumen Las enfermedades cerebrovasculares se han convertido en un problema de salud mundial debido a su alta tasa de mortalidad y discapacidad. En Colombia constituyen la tercera causa de riesgo de muerte y en el mundo son la primera causa de discapacidad física y mental. Se han evaluado muchas estrategias terapéuticas en modelos experimentales y en ensayos clínicos sin buenos resultados. Algunas de las falencias de los estudios sobre tales estrategias terapéuticas son el reducido tiempo de intervención (menos de cuatro horas y media), así como el poco tiempo de protección y la falta de seguimiento de la terapia, lo cual genera secuelas a largo plazo en los pacientes. La terapia génica ha demostrado ser una herramienta de gran utilidad para el tratamiento de las enfermedades neurodegenerativas; sin embargo, en el caso específico de la isquemia cerebral hay pocos estudios experimentales. En nuestras investigaciones hemos constatado el potencial de la terapia génica basada en el ARN de interferencia para prevenir y revertir la neurodegeneración y el deterioro cognitivo después de un infarto cerebral, aunque todavía deben sortearse algunas dificultades terapéuticas inherentes al sistema nervioso cerebral, así como concertar los intereses de los diversos sectores involucrados: el Gobierno, las empresas y el sector científico y académico, con el fin de incentivar la inversión y facilitar la aplicación en otras partes del país de las terapias promisorias propuestas en nuestra región para disminuir las secuelas de enfermedades crónicas no transmisibles, entre ellas la incapacidad física y mental después de un infarto cerebral. © 2017. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat.

Abstract Cerebrovascular disease has become a worldwide health problem due to its high mortality and disability rate. It is the third leading cause of death risk in our country and the first cause of physical and mental disability in the world. Many therapeutic strategies have been evaluated both in experimental models and in clinical trials without success. One of the major shortcomings of these therapeutic studies is the limitation in the intervention time (less than four and a half hours) and the short time of protection or follow-up of the therapy, which generates long-term sequelae in the patients. Gene therapy has been shown to be a very useful tool for the treatment of neurodegenerative diseases; however, experimental studies are few, specifically in cerebral ischemia. Our research has demonstrated the potential benefit of RNA interference based gene therapy to prevent and reverse neurodegenerative effects and cognitive impairment following a stroke. However, therapeutic difficulties inherent to the cerebral nervous system should be overcome, and the interests of government, business and scientific and academic sectors should be coordinated to procure investment and to facilitate the translation of promising therapies proposed from our region aimed at reducing the sequelae of chronic non-communicable diseases, including physical and mental disability after a stroke. © 2017. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat.

On the influence of the mass definition in the stability of axisymmetric relativistic thin disks

Abstract The study on the stability of relativistic disks is one of the most important criteria for the characterization of astrophysically relevant galactic or accretion disks models. In this paper, we perform an analysis of the stability of static axisymmetric relativistic thin disks, by introducing a first-order perturbation into the energy-momentum tensor of the fluid. The formalism is applied to three particular models built with the aid of the displace-cut-reflect (DCR) method, and previously considered in literature (Ujevic and Letelier, 2004), but modifying the mass criteria, i.e., using the Komar mass instead of the total surface mass. Under this conditions, it is found that the total mass values are independent of the parameters of the DCR-method, which let us choose the boundary condition for the cutoff radius, such that it takes the maximum value that allows an appreciable and well-behaved perturbation on the disk. As a general result, we found that the Komar mass is more appropriate to define the cutoff radius.

Resumen Uno de los criterios más importantes para la caracterización de modelos galácticos o discos de acreción astrofísicamente relevantes, es el análisis de la estabilidad de dichos modelos. En este trabajo, se realiza un análisis de la estabilidad de discos delgados estáticos relativistas con simetría axial, mediante la introducción de una perturbación de primer orden en el tensor de energía-impulso del fluido. El formalismo se aplica a tres modelos construidos con el método de desplazamiento-corte-reflexión (DCR), previamente considerados en la literatura (Ujevic and Letelier, 2004), pero modificando el criterio de masa, es decir, usando la masa de Komar en lugar de la masa total superficial. Bajo estas condiciones, se encuentra que los valores de masa total son independientes de los parámetros del método DCR, lo que permite elegir la condición de frontera para el radio de corte que tome el valor máximo y a la vez permita una perturbación apreciable y bien comportada en el disco. Como resultado general, se encuentra que para la mayoría de modos de oscilación, la masa de Komar es más apropiada para definir el radio de corte.

Computational simulations to study the nanoworld

Resumen Las simulaciones computacionales son una herramienta muy importante para estudiar el nanomundo. En este artículo se revisan algunas líneas de investigación desarrolladas con el uso de simulaciones computacionales basadas en la teoría del funcional de la densidad y se presentan algunos resultados recientes. Se muestra, específicamente, cómo se puede usar esta teoría para estudiar reacciones químicas en sistemas bidimensionales con posibles aplicaciones en el futuro campo de la electrónica molecular o moletrónica, y en la formación de nanoestructuras de nitruros de manganeso con propiedades magnéticas que las pueden hacer útiles en la espintrónica. © 2017. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat.

Abstract Computational simulations are a very important tool for studying the nanoworld. In this article we review some research lines that we have developed using computational simulations based on the density functional theory (DFT), and we also present some recent results. In particular, we show how we can use the DFT to study chemical reactions in two-dimensional systems with possible applications in the new developing field of molecular electronics or moletronics, and the formation of manganese nitride nanostructures with magnetic properties that can make them useful in spintronics. © 2017. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat.

Synthesis of the YBa ₂ Cu ₃ O _7-δ superconductor through abnormal glow discharge sintering

Resumen En este trabajo se reporta la síntesis del superconductor YBa2Cu3O7-δ mediante el método no convencional de sinterización por plasma en el rango de descarga luminiscente anormal (DLA). Las muestras se sometieron a diferentes temperaturas y tiempos de sinterización. Como referencia se usó una muestra superconductora obtenida por el método convencional (horno resistivo). La caracterización estructural de estas muestras se hizo por difracción de rayos X y refinamiento con el método de Rietveld. El comportamiento superconductor se determinó mediante el análisis de las curvas de magnetización en función de la temperatura según los procedimientos experimentales de enfriado en campo magnético cero (zero field cooling, ZFC) y enfriado con campo magnético aplicado (field cooling, FC). Las muestras sinterizadas por DLA presentaron características estructurales (ortorrómbica Pmmm) y superconductoras con una temperatura crítica de Tc~ 92 K, similares a las obtenidas por el método convencional, pero con una significativa reducción en las temperaturas y tiempos, bajo un ambiente adecuado de presión en el proceso de sinterización. © 2017. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat.

Abstract In this study we synthesized the YBa2Cu3O7-δ superconductor using the unconventional method of plasma sintering in the range of abnormal glow discharge (AGD). The samples were treated with different sintering temperatures and times. As reference we used a superconductor sample obtained by using the conventional method (resistive furnace). The structural characterization of these samples was performed by X-ray diffraction measurements and Rietveld refinements. Superconductivity behavior was determined by analyzing magnetization curves as a function of the temperature according to zero field cooling (ZFC) and field cooling (FC) experimental procedures. The samples sintered by AGD presented structural characteristics (orthorhombic Pmmm) and superconductivity with a critical temperature of Tc ~ 92 K, which were similar to those obtained by the conventional method, but with a significant reduction of temperature and time under proper pressure environment during the sintering process. © 2017. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat.

Evaluation of the trophic state of El Salitre, the last urban reference wetland of Bogotá

Resumen El Distrito Capital de Bogotá cuenta con 15 humedales reconocidos como parte del sistema de áreas protegidas de la ciudad, la mayoría de los cuales se encuentran seriamente afectados debido a la presión ejercida por el acelerado crecimiento urbano. A diferencia de los otros sistemas del mismo tipo, el humedal El Salitre, recientemente declarado como Parque Ecológico Distrital de Humedal, no se ha visto afectado por vertimientos de aguas residuales. En este estudio se determinó el estado trófico de dicho humedal a partir de la concentración de nutrientes y clorofila a fitoplanctónica, el cálculo de los índices del estado trófico y la composición taxonómica del fitoplancton. El nutriente limitante fue el nitrógeno. Las bajas concentraciones de compuestos nitrogenados, los índices fitoplanctónicos y la dominancia de desmidias (Conjugatophyceae), indicaron que el humedal El Salitre presentó condiciones de oligotrofia a mesotrofia en los dos periodos climáticos durante los cuales se estudió. Los resultados sugieren que este humedal podría servir como sistema de referencia para los demás humedales de Bogotá. © 2017. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat.

Abstract The Capital District of Bogotá has 15 wetlands recognized within the system of protected areas of the city, most of which are seriously affected due to the pressure exerted by the rapid urban growth. Unlike other systems of the same type, El Salitre wetland, recently declared as a Wetland District Ecological Park, has not been affected by wastewater discharges. In this study, we determined its trophic state based on the concentrations of nutrients and phytoplanktonic chlorophyll a, trophic state indices calculation and the taxonomic composition of phytoplankton. Nitrogen was the limiting nutrient. Low concentrations of nitrogen compounds, phytoplankton indices, and dominance of desmids (Conjugatophyceae) indicated that El Salitre wetland presented an oligotrophic to mesotrophic condition in the two climatic periods during which it was studied. These results suggest that it could serve as reference system for other wetlands in Bogotá. © 2017. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat.

Traceability of mammal records in the framework of environmental licensing of oil projects in Colombia

Resumen Se evaluó la trazabilidad de los registros de mamíferos informados en el marco del otorgamiento de licencias ambientales en el sector de hidrocarburos en Colombia, en una muestra de 43 proyectos con licencias otorgadas en el 2014. El análisis se hizo mediante un método propuesto por los autores, el cual se fundamenta en el concepto de voucher biológico. Los resultados demostraron la falta de evidencia biológica verificable, que permita poner a prueba o revisar la identidad y características de la fauna de mamíferos reportada. Bajo estas circunstancias, la información pierde confiabilidad, lo cual limita la posibilidad de usarla, revisarla o reinterpretarla en investigaciones futuras. Si esta condición resulta ser un rasgo común en las caracterizaciones de la fauna que se presentan para el otorgamiento de licencias a los proyectos, ello implicaría que se está desperdiciando una oportunidad única para el conocimiento de la diversidad biológica del país, y que las decisiones sobre la viabilidad ambiental de los proyectos de hidrocarburos estarían respaldadas por estudios de mamíferos con un grado significativo de incertidumbre, en cuanto a la identidad y las características de los taxones registrados. © 2017. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat.

Abstract We evaluated the traceability of mammalian records reported in the framework of environmental licensing in the oil sector in Colombia based on a sample of 43 projects licensed during 2014. Our analysis was done using the method we have proposed based on the concept of biological voucher. Our results showed a lack of the verifiable biological evidence that allows to test or review the identity and features of reported mammals. Under these circumstances, the information loses reliability and its eventual use, review or reinterpretation in future research work is restricted. If this condition proves to be a common feature in the studies of fauna presented for projects licensing, it would imply that a unique opportunity to increase the knowledge on the country’s biological diversity is being wasted, and that decision-making on environmental viability of oil projects is supported on mammalian studies with a significant degree of uncertainty in terms of the identity and characteristics of the recorded taxa. © 2017. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat.

A new species of Rhytidhysteron (Ascomycota: Patellariaceae) from Colombia, with a provisional working key to known species in the world

Abstract We describe a new species, Rhytidhysteron columbiense Soto-Medina & Lücking, from Colombia. It is a saprobic species found on decaying branches in montane rain forest remnants, characterized by boat-shaped ascomata up to 3 mm long and 1.8 mm wide, with brown-black disc and yellowish-green pruina, perpendicularly striate margins, and by 3-septate, ellipsoid to fusiform, red-brown ascospores 38-52 × 13-18 μm in size. The new species differs from all other species in the genus by the yellowish-green pruina on the margins of the ascomata and from R. rufulum s.lat. also in the larger ascospores, whereas R. brasiliense has similarly long ascospores, but differs in their broader width and their pigmentation, as they remain light brown at maturity. A provisional working key to known species of the genus in the world is provided based on literature data. © 2017. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat.

Resumen Se describe la nueva especie Rhytidhysteron columbiense Soto-Medina & Lücking para Colombia. Es una especie saprobia encontrada sobre ramas en descomposición en remanentes de bosque montano lluvioso; se caracteriza por ascomas en forma de canoa de cerca de 3 mm de longitud y 1,8 mm de ancho, con disco marrón negruzco y pruina verde amarillosa, márgenes estriados perpendicularmente, y tres esporas septadas, elipsoides a fusiformes, marrón rojizas, de 38-52 × 13-18 μm de tamaño. Esta nueva especie difiere de las otras del género por la pruina verde amarillosa sobre los márgenes del ascoma, y de R. rufulum s.lat. por las esporas más grandes, mientras que R. brasiliense tiene las esporas grandes, pero difiere por sus ascosporas más anchas y por su pigmentación, que es de color pardo claro en la madurez. Se agrega una clave provisional para las especies del género en el mundo con base en datos de la literatura. © 2017. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat.

Joint antioxidant action of ethanolic extracts of Mollinedia lanceolata , Croton leptostachyus and Siparuna sessiliflora

Resumen En los últimos años el daño oxidativo se ha detectado en enfermedades como el cáncer, la diabetes y el Alzheimer, entre otras. Como una alternativa para la prevención y tratamiento de tales enfermedades, se ha propuesto el consumo de antioxidantes, especialmente de fuentes vegetales; sin embargo, se ha estudiado poco el efecto de las mezclas de compuestos de naturaleza antioxidante o de matrices que los contienen. En este trabajo se evaluó el potencial antioxidante de extractos y mezclas de Mollinedia lanceolata (Monimiaceae), Siparuna sessiliflora (Siparunaceae) y Croton leptostachyus (Euphorbiaceae). Se prepararon extractos etanólicos crudos de las tres plantas previamente caracterizados mediante procedimientos de fitoquímmica. Se hicieron pruebas antioxidantes indirectas con el radical 1,1-difenil-2-picrilhidracilo (DPPH) y el catión del ácido 2,2’-azino-bis 3-etilbenzotiazolina-6-sulfónico (ABTS), se determinaron las concentraciones de inhibición media (CI50) usadas como base para la preparación de mezclas en una proporción de uno a uno con todos los extractos y se evaluó de nuevo su actividad antioxidante y antihemolítica, así como su índice de combinación con el programa de acceso libre CompuSyn. En los especímenes de estudio se hallaron polifenoles, taninos, flavonoides, terpenos, esteroides y alcaloides. El extracto más activo en la estabilización del radical DPPH fue el de C. leptostachyus (CI50 = 53,5 ± 1,1 mg/l) y en la del ABTS, el de M. lanceolata (CI50 = 128,8 ± 0,9 mg/l). Todas las mezclas actuaron de manera sinérgica para estabilizar el DPPH con índices de combinación (IC) mayores de uno, en tanto que en el caso del ABTS las mezclas fueron antagónicas (IC>1), excepto la de M. lanceolata y S. sessiliflora (IC<1). Ninguno de los extractos presentó efecto antihemolítico manifestado en mayores tasas de hemólisis, especialmente en las mezclas. © 2017. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat.

Abstract In recent years, oxidative damage has been associated with diseases such as cancer, diabetes and Alzheimer, among others. The consumption of antioxidants, especially from vegetable sources, has been proposed as an alternative for prevention and treatment; however, few studies have been conducted on the effect of mixtures of antioxidant compounds or matrices that include them. In this study we used crude extracts and mixtures of extracts from Mollinedia lanceolata, Siparuna sessiliflora and Croton leptostachyus. We prepared crude ethanolic extracts from the three plants previously characterized with phytochemical procedures. We performed indirect antioxidant tests with the DPPH and ABTS radicals, we determine the various IC50 used as the basis for preparing 1:1 mixtures with all the extracts and we reassess their antioxidant and antiemolitic activity, as well as their combination index using the free-access software CompuSyn. We found polyphenols, tannins, flavonoids, terpenes, steroids and alkaloids. The most active extract in the stabilization of the DPPH radical was C. leptostachyus (IC50 = 53.5 ± 1.1 mg/l) and of ABTS, M. lanceolata (IC50 = 128.8 ± 0.9 mg/ l). All mixtures acted in synergy to stabilize DPPH with combination indices (CI) higher than 1, whereas in ABTS mixtures they were antagonistic (CI>1), except for M. lanceolata + S. sessiliflora (CI<1). None of the extracts presented an antihemolytic effect manifested in higher hemolysis rates, especially in the mixtures. © 2017. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat.

Variations of acidity during incubation of samples in biological oxygen demand tests

Resumen En este trabajo se estudiaron las relaciones existentes entre la demanda biológica de oxígeno (DBO) y las variaciones de la acidez producidas durante el proceso de metabolización aeróbica de las aguas residuales domésticas. En una primera fase del proyecto se utilizaron soluciones patrón de glucosa y ácido glutámico y, en una segunda, muestras provenientes de la corriente influente de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales El Salitre, de Bogotá, Colombia. Se utilizaron botellas comerciales de color ámbar y 500 ml de capacidad nominal para incubar las muestras; para la captura del bióxido de carbono generado por la metabolización aeróbica de la materia orgánica en la fase acuosa se empleó una solución tampón concentrada; posteriormente, se determinó la cantidad de CO2 generado durante la incubación de las muestras mediante titulación con una base fuerte. Se encontró que la DBO de las aguas residuales domésticas podía medirse cuantificando la acidez durante el metabolismo de la materia orgánica contenida con ventajas comparativas frente al método estándar de incubación durante cinco días. © 2017. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat.

Abstract We studied the relationship between biological oxygen demand (BOD) and changes in acidity produced during aerobic metabolism of domestic wastewater. In a first phase of the project we worked with standard glucose-glutamic acid solutions, and in the second one, with samples from the influent stream of El Salitre Wastewater Treatment Plant in Bogotá, Colombia. We used commercial amber bottles with a sample incubating nominal capacity of 500 ml; we captured the carbon dioxide generated by aerobic metabolism of the organic matter in the aqueous phase using a concentrated buffer, and, subsequently, we determined the amount of CO2 generated during sample incubation by titration with a strong base. We found that the BOD of domestic wastewater can be measured by quantifying the acidity produced during the metabolism of organic matter contents, with comparative advantages as compared to the standard method of five days incubation. © 2017. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat.

Intraseasonal variability of precipitation in Colombia and its relationship with the Madden-Julian oscillation

Resumen Se exploró el efecto de la oscilación de Madden-Julian (OMJ) en la precipitación en diferentes regiones del territorio colombiano. Mediante la comparación del índice de Madden-Julian (IMJ) y de los índices de precipitación (IP), y el uso de coeficientes de correlación y comparación de espectros, se analizó la relación entre la OMJ y la variabilidad intraestacional de la precipitación. Se estableció que las fases extremas de la OMJ se relacionaban con anomalías en la precipitación en Colombia; sin embargo, en el análisis de correlación se obtuvieron coeficientes muy bajos, a pesar de que los espectros de las series del IMJ y de los IP evidenciaron una señal clara en el período de los 30 días. En la comparación de la respuesta de los IP a las fases extremas de la OMJ, expresadas en los valores máximos y mínimos de los IMJ sobre la longitud de 120°O, se estableció que en los extremos positivos de dicho índice (fase positiva o ‘subsidente’) se registraba una disminución de la precipitación pentadal en algunas regiones del país, en tanto que en los valores extremos negativos (fase negativa o convectiva) la precipitación pentadal aumentaba; en siete de las 24 regiones del país no se pudo determinar un patrón de respuesta definido. Con base en estos resultados, se elaboraron dos mapas de respuesta de la precipitación en las regiones del país en las fases extremas de la OMJ (un mapa para la respuesta en los valores mínimos del IMJ y otro mapa para los máximos), los cuales pueden utilizarse en la predicción climática operativa en algunas regiones de Colombia. © 2017. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat.

Abstract We explored the effect of the Madden-Julian oscillation (MJO) on the rainfall in different regions of Colombia by comparing the Madden-Julian index (MJI) and precipitation indexes (PI) using correlation coefficients and wavelet spectra comparison. We found that the MJO extreme phases related to precipitation anomalies, but in the correlation analysis we obtained very low coefficients, although the spectra of the series of both MJI and PIs showed a clear signal over the period of 30 days. In comparing the response of IPs to the extreme phases of the MJO, expressed in maximum and minimum values of the MJI at 120°W, we established that under the IMJ positive extremes (positive or subsidence phase) pentadal precipitation decreased in some of the regions, while in the negative extremes (negative or convective phase) we registered an increase; in seven of the 24 regions, no response pattern was identified. Based on this finding, we produced two maps of the response of regional rainfall in the MJO extreme phases (a map for the response to MJI minimum values, and another for the maximum values), which could be used for operational climate prediction in some regions of Colombia. © 2017. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat.

On coastline changes between 1735 and 2011 and subsidence in Cartagena Bay, Colombia

Resumen Se analizó la tendencia del ascenso del nivel del mar en Cartagena con respecto a otros puertos en el mar Caribe en el contexto de los cambios que se aprecian en la línea de costa en la región. La comparación entre mapas del sur de la Bahía de Cartagena elaborados en 1735 y 2011 evidenció la desaparición de islas y zonas de manglar en una amplia zona del área suroeste. La pérdida de zona costera en la Bahía se refleja en una mayor tasa de ascenso del nivel del mar en Cartagena debido a la subsidencia local, lo cual requiere de acciones inmediatas de prevención. Los datos geodésicos de la estación GPS instalada sobre el techo de la edificación del Centro de Investigaciones Oceanográficas e Hidrográficas, CIOH, revelaron una posible subsidencia en la región de la Isla de Manzanillo, la cual podrá contrastarse con los datos que puedan obtenerse de una estación empotrada sobre la superficie terrestre. © 2017. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat.

Abstract We analyzed the trend of sea-level rise in Cartagena with respect to other ports in the Caribbean in the context of coast line changes in the region. The comparison between maps made in 1735 and 2011 of south Cartagena Bay showed the loss of islands and mangrove patches in a large area of the southwest. The loss of coastal zone in the Bay is reflected in a greater trend of sea-level rise in Cartagena due to local subsidence, which requires immediate action. Geodesic data from a GPS station installed on the roof of the Centro de Investigaciones Oceanográficas e Hidrográficas, CIOH, building showed a possible subsidence in the Manzanillo Island region, the can be contrasted as more data will be acquired from the station installed on land. © 2017. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat.

Validation of the precipitation estimated by CMIP5 climate models in Colombia

Resumen La predicción de los posibles cambios en la precipitación como resultado del cambio climático global, la deforestación y otras perturbaciones antrópicas, es un problema práctico y científico de gran complejidad y enormes consecuencias. La estrategia tradicional ha sido recurrir a modelos climáticos globales acoplados de océano y atmósfera. Sin embargo, aunque tales modelos han significado avances importantes en la representación del clima pasado y presente, no están exentos de dificultades, especialmente en lo concerniente a la estimación de la precipitación en un país montañoso y tropical como Colombia. Para avanzar en el conocimiento de la confiabilidad de tales predicciones se evaluó la precipitación histórica en algunos modelos del proyecto de intercomparación de modelos acoplados (CMIP5) mediante la comparación sistemática de dicha precipitación con la precipitación observada tomada de los registros de la base de datos del modelo hidrológico nacional propuesto por Hurtado (2009). Se evaluaron diferentes medidas de error, entre ellas, las del error medio absoluto, la raíz del error medio cuadrático, el índice de concordancia, el error sistemático (bias), y los coeficientes de correlación y de determinación. Los resultados de la evaluación estacional y regional cuestionan la credibilidad de las predicciones de la precipitación de los modelos de circulación general (MCG) para Colombia, lo cual llama a la reflexión sobre su uso y resalta la importancia de profundizar en la investigación sobre el tema, en aras de contribuir a la adopción de las decisiones pertinentes. Por último, debe hacerse énfasis en la necesidad de un programa nacional de investigación para responder a la acuciante pregunta del impacto del cambio climático sobre la precipitación en Colombia. © 2017. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat.

Abstract The prediction of possible changes in precipitation in the coming years and decades due to global climate change associated with the greenhouse effect, deforestation and other anthropic perturbations is a highly complex practical and scientific problem of huge consequences. The traditional strategy has focused on the use of coupled atmosphere-ocean general circulation models, and while such models have demonstrated important improvements for representing past and present climate, they are not without limitations. In particular, the estimation of precipitation in a tropical and mountainous country like Colombia has proved to be very difficult. In order to check the credibility of such predictions, we evaluated the historical precipitation in some of the models of the fifth phase of the Coupled Models Intercomparison Project (CMIP5) through a systematic comparison with observed precipitation as registered in the database of the national hydrologic model proposed by Hurtado (2009), mostly based on rain gauge observations. We evaluated different error measures: the mean absolute error, the mean squared error, the concordance index, the systematic error (bias), the correlation coefficient and the coefficient of determination. The results of the seasonal and regional assessments question the credibility of precipitation prediction through general circulation models (GCM), and give an insight on the use of derived data for relevant decision-making, which emphasizes the need for a national research program to answer to the important question of the impact of climate change on Colombian precipitation patterns. © 2017. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat.

Physical and chemical composition of fluviovolcanic soils in Armero, Tolima, Colombia

Resumen Los cambios en la calidad de los suelos son determinados por su composición física y química y se relacionan directamente con el desarrollo, el crecimiento y los cambios en la dinámica de los procesos de sucesión vegetal. El objetivo de este estudio fue evaluar la composición física y química del suelo y su relación con la vegetación proveniente de procesos de sucesión ocurridos sobre los lodos fluviovolcánicos del municipio de Armero, Tolima, Colombia. Se establecieron 10 parcelas de 10 x 20 metros y en cada unidad de muestreo se dio apertura a tres calicatas para la obtención de una muestra compuesta. En cada muestra de suelo se determinaron los parámetros físicos y químicos y se estableció la relación entre las variables edáficas mediante un análisis multivariado de componentes principales. Las variables físicas, las densidades real y aparente, el porcentaje de porosidad y de humedad y las variables químicas: pH, fósforo (P), manganeso (Mn), cinc (Zn), calcio (Ca), la saturación de bases: magnesio (Mg), hierro (Fe), cobre (Cu), la relación de magnesio y potasio (relación Mg/K), la relación de calcio más magnesio con potasio ((Ca+Mg)/K), y la saturación y concentración de aluminio (Al), presentaron alta variabilidad y valores sustentables para el desarrollo de la vegetación en la zona de Armero debido a los procesos ecológicos de sucesión. © 2017. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat.

Abstract Changes in soil quality are determined by their physical and chemical composition and are directly related to the development, growth and changes in the dynamics of plant succession processes. The objective of this study was to evaluate the physical and chemical composition of the soil and its relationship with vegetation from successional processes developed on fluviovolcanic sludge in the municipality of Armero, Tolima, Colombia. Ten plots of 10x20 m were established and three trial pits were opened in each unit to obtain a composite sample. We determined physical and chemical parameters in each soil sample and we established the relationship between the edaphic variables through a multivariate analysis of principal components. Physical variables, actual and apparent density, porosity and humidity percentages and chemical variables: pH, P, Mn, Zn, Ca, base saturation: Mg, Fe, Cu, Mg/K ratio, (Ca+ Mg)/K ratio, and Al saturation and concentration presented high variability and sustainable values for the development of vegetation in Armero as a result of sequential ecological processes. © 2017. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat.

Computation of matrices and submodular functions values associated to finite topological spaces

Abstract The submodular functions have shown their importance in the study and characterization of multiple properties of finite topological spaces, from numeric values provided by such functions (Sarria, Roa & Varela, 2014). However, the calculation of these values has been performed manually or even using Hasse diagrams, which is not practical. In this article, we present some algorithms that let us calculate some kind of polymatroid functions, specifically fU , fD , and rA , which define a topology, by using topogenous matrices.

Resumen Las funciones submodulares han mostrado su importancia en el estudio y la caracterización múltiples propiedades de los espacios topológicos finitos, a partir de valores numéricos proporcionados por dichas funciones (Sarria, Roa & Varela, 2014). Sin embargo, el cálculo de éstos valores se ha realizado manualmente e incluso haciendo uso de diagramas de Hasse, lo que no es práctico. En este artículo, presentamos algunos algoritmos que nos permiten calcular cierta clase de funciones polimatroides, específicamente fU , fD , y rA , las cuales definen una topología, por medio del uso de matrices topogéneas.