revista ciencia & desarrollo 18

Diciembre

N°18

2014

Indizada en:

UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANNVICERRECTORADO ACADÉMICOOFICINA GENERAL DE INVESTIGACIÓN

Autoridades Universitarias:

Dr. Miguel Ángel Larrea Céspedes - RectorDr. Lorenzo Walter Ibárcena Fernández - Vicerrector AcadémicoMSc. Ramón M. Vera Roalcaba - Vicerrector Administrativo

Revista CIENCIA & DESARROLLO / Ciencia & Desarrollo JournalRevista de la Oficina General de Investigación (OGIN)

Es una revista científica multidisciplinaria de publicación semestral. Tiene como propósito difundir los resultados de lostrabajos de investigación desarrollados en las áreas de ciencias básicas, ingenierías y ciencias de la salud, como unacontribución a la solución de los problemas medioambientales, tecnológicos y de salubridad. Los trabajos recepcionados sonevaluados según las normas editoriales.

Indizada en LATINDEX: Sistema Regional de Información en Línea para Revistas Científicas de América Latina, el Caribe,España y Portugal.

Revista Ciencia & Desarrollo N°18 , Segundo Semestre 2014, Tacna - PerúISSN 2304 - 8891 (versión impresa)Dirección: Ciudad Universitaria, Av. Miraflores s/n. Tacna - PerúTeléfono Fax: (051)(052) 583000 anexo 2335Apartado Postal 316Correo electrónico: [email protected]ágina web: www.unjbg.edu.pe/coin/© Copyright 2014 Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, Tacna - PerúTiraje 500 ejemplares

DirectorDr. Edmundo Motta Zamalloa - Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann (Tacna-Perú)

Comité EditorialDr. Raúl Paredes Medina - Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann (Tacna-Perú)Dr. Manuel Ticona Rendón - Hospital Hipólito Unanue (Tacna-Perú)Dr. José Luis Bauer Cuya - Universidad Peruana Cayetano Heredia (Lima-Perú)Dra. Susana Rosa Zurita Macalupú - Universidad Peruana Cayetano Heredia (Lima-Perú)

Revisión literariaMgr. Santos Conde LuceroMgr. Gladys Pilar Limache Arocutipa

Revisión de traducción al inglésMgr. Silvia Milagritos Bazán VelásquezLic. Denisse Anny Lupaca Arias

Revisión Técnica y ComposiciónIng. Edith Elizabeth Alfaro Gonzales

Equipo TécnicoJefe de la Unidad de Desarrollo para la Investigación: Ing. Edwin René Rojas MachacaEspecialista: Lic. Pablo Martínez ChipanaEspecialista: Lic. Gisella del Rosario Delgado BarredaSecretaria: SAP. Lourdes Macarena Godinez Ramos

Portada y Contraportada: Pintura “Serie Andina III” bajo la autoría del Lic. Elard Vladimir Chaiña Flores, Técnica Mixta.

N°18, Año 2014 / N°18, Year 2014

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EDITORIAL

ARTÍCULOS ORIGINALES

DETERMINACIÓN ESTRUCTURAL DE COMPUESTOS FENÓLICOS DEL EXTRACTOHIDROALCOHÓLICO DE .Geranium ruizii Hieron [Structural Determination of Phenolic CompoundsHidroalcoholic Extract Hieron.]Geranium ruiziiGustavo Adolfo Fernández Rebaza, María Eugenia Quiñonez Huayaney, Jorge Luis Tolentino Chávez,Yoselin Milagros Chambi Velásquez, José Miguel Ayme Huamaní, Pablo Enrique Bonilla Rivera.

EFECTO IN VITRO DE LA SOLUCIÓN DE (TARA) AL 60%, E HIDRÓXIDOCaesalpinia espinosaDE CALCIO Y GLUCONATO DE CLOREXHIDINA AL 2% EN EL HALO INHIBITORIOMICROBIANO DE .Enterococcus faecalis Caesalpinia espinosa[In Vitro ffect of a Solution of ( a a E Tara) t 60%, ndCalcium Hydroxide nd Chlorhexidine Gluconate t 2% n he Microbial Inhibition Halo fa a i t o ]Enterococcus faecalis.Juan Guillermo Bornaz Acosta, Vanessa Lisethe Bornaz Arenas, Milagros Catherine Bornaz Arenas.

INCIDENCIA EN INFECCIONES RESPIRATORIAS AGUDAS Y PRESCRIPCIÓN DEMEDICAMENTOS EN NIÑOS MENORES DE CINCO AÑOS QUE ACUDAN AL PUESTODE SALUD LAS BEGONIAS NOVIEMBRE 2012-DICIEMBRE 2013. [Incidence in AcuteRespiratory Infections and Prescription of Medicines in Children under five years old who come to LasBegonias health post. November, 2012 - December, 2013.]Edgard Guido Calderón Copa, Juan José Evaristo Changllio Roas, Pablo Stiwar Vicente Calderón, GinaMarisol Chambilla Ticona.

EVALUACIÓN DEL COMPORTAMIENTO PRODUCTIVO DE CUYES EN LAS(Cavia porcellus)ETAPAS DE CRECIMIENTO Y ENGORDE, ALIMENTADOS CON BLOQUENUTRICIONAL Y ALFALFA. [Evaluation of cuyes’ (Guinea Pigs ) Productive Behavior - Cavia porcellusin the of Growth and Fattening Stages when they are Fed on Nutritional Block and Alfalfa.]Hugo Flores Aybar, Rosario del Pilar Telles Velásquez.

AISLAMIENTO E IDENTIFICACIÓN DE BACTERIAS CELULOLÍTICAS TERMÓFILOSDE GÉISERES NATURALES DE CANDARAVE - TACNA. [Isolation and Identification ofThermophilic Cellulolytic Bacteria from natural Geysers Candarave - Tacna.]Helena Beatriz Zapata Málaga, Roberto Castellanos Cabrera.

SIMULACIÓN DE MODELOS PROPUESTOS POR MICHAELIS-MENTEN Y MONOD,PARA BIODEGRADACIÓN DE BENCENO, TOLUENO Y XILENO EN SUELOSARENOSOS, UTILIZANDO SOFTWARE. [Simulation of Model Proposed by Michaelis-Menten andMonod for Biodegradation of Benzene, Toluene and Xylene in Sandy Soil using Software.]Walter Ibárcena Fernández.

USO DE ALGORITMOS GENÉTICOS PARA LA CALIBRACIÓN DE UN MODELOHIDROLÓGICO PRECIPITACIÓN-ESCORRENTIA EN LA CUENCA CAPLINA. [UsingGenetic Algorithms for the Calibration of Hydrological Rainfall-Runoff Model in the Caplina Basin.]Edwin Pino Vargas, Luis Cornejo Navarrety, Carmen Román Arce.

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CONTENIDO / ContentCLIMATIZACIÓN PASIVA SOLAR-TÉRMICA EN LA POSTA DE SALUD EN TOQUELA-TACNA. [Passive Solar Thermal Climatization on the Health Post in Toquela-Tacna.]César Efraín Rivasplata Cabanillas.

CARACTERIZACIÓN FÍSICA DE SEMILLAS DE MAÍZ SEMBRADO EN(Zea maiz)ANDAHUAYLAS PERÚ. [Physical Characterization of Seed Corn Planted in Andahuaylas(Zea mays)Peru.]Thomas Ancco Vizcarra, David Juan Ramos Huallpartupa, Eber Alejo Vivanco Buleje, Rober Pillaca Ramos,Heber Alex Andia Salazar.

DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES TERMALES EN TRES VARIEDADES DEPAPA NATIVA CON CORTES DE TAMAÑOS DIFERENTES. [Determination of the ThermalProperties in Three Native Potato Varieties with Cuts of Different Sizes.]David Juan Ramos Huallpartupa.

DETERMINACIÓN DE LA VIDA ÚTIL EN ANAQUEL DE PAN LIBRE DE GLUTEN ABASE DE HARINA DE QUINUA ENVASADO EN POLIETILENO Y(Chenopodium quinoa)POLIPROPILENO. [Determination of Shelf Life of Gluten-Free Bread Made from Flour of Quinoa(Chenopodium quinoa) and Packed in Polyethylene and Polypropylene.] Gina Genoveva Toro Rodríguez, Thomas Ancco Vizcarra, David Juan Ramos Huallpartupa.

EFECTOS DE LOS TIEMPOS DE COSECHA Y ALMACENAMIENTO EN SOLUCIÓNHIPERTÓNICA SOBRE EL COEFICIENTE DE EXPANSIÓN VOLUMÉTRICA,VOLUMEN, ESFERICIDAD Y ÁREA SUPERFICIAL DE LOS GRANOS DE MAÍZ .(Zea maiz)[Effect of the Times of Crop and Storage in Hipertonic Solution on the Coefficient of VolumetricExpansion, Volume Sphericity and Superficial Area of the Grains of Maize .], (Zea mays)Thomas Ancco Vizcarra, David Juan Ramos Huallpartupa, Werlín Cárdenas Cañari, Gina Genoveva ToroRodríguez, Denis Hernán Gutiérrez Martínez.

ARTÍCULOS DE REVISIÓN

MODELADO BPMN (BUSINESS PROCESS MANAGEMENT NOTATION) PARA LAGESTIÓN DE PROCESOS. [Modeling BPMN (Business Process Management Notation) for theProcess Management.]Henry George Maquera Quispe, Richard Oswaldo Ticse Capcha, Percy Alex Gómez Morales, Carlos MezaQuintana.

EVALUACIÓN DEL DESARROLLO DE POLÍTICAS DE SEGURIDAD DE INFORMACIÓN.Evaluation of the Development of the Information Security Policies.]Richard Oswaldo Ticse Capcha, Henry George Maquera Quispe, Carlos Meza Quintana.

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EDITORIAL

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Al presentar al público académico y al lector en general el número 18 de la revistaCiencia & Desarrollo, lo hacemos con especial sentimiento de satisfacción y orgulloinstitucional por haber logrado uno de los anhelos más esperados por quienes tienen a sucargo la edición de la revista. Se ha logrado indizar Ciencia & Desarrollo en el SistemaRegional de Información en Línea para revistas científicas de América Latina, el Caribe,España y Portugal: Latindex, tras cumplir con el puntaje requerido.

Este es el primer paso, o dicho de otro modo, la primera meta. Nuestro propósitoes seguir avanzando en la cadena de indizaciones, y convertir Ciencia & Desarrollo en unapublicación de referencia científica e intelectual a la par de las mejores revistas dedivulgación en el campo de la ciencia y la tecnología.

La mayor importancia de una publicación, al margen de su presentación física odigital, es el hecho de trascenderse a sí misma, por las consecuencias que ella acarrea para lavida académica tanto en lo que respecta al quehacer individual del investigador como a lavida institucional universitaria. La primera consecuencia es la repercusión que entraña lapublicación en la calidad de la investigación, pues es innegable la relación proporcional quehay entre la calidad de un artículo científico con la calidad de la investigación. Otraconsecuencia no menos interesante es la repercusión en el intercambio de experiencias enel campo de la investigación entre universidades, impulsado, cuando debía ocurrir demanera natural, a la exigencia que implica la edición de revistas indizadas al incluir acolaboradores externos, así como al arbitraje por pares para la evaluación de los artículoscientíficos. La historia de la ciencia restituye para sí misma una antigua práctica griega enque la filosofía, para ser tal, debía ser una práctica colectiva.

En la presente entrega expresamos nuestro agradecimiento a nuestroscolaboradores de la Universidad Nacional José María Arguedas, Universidad NacionalMayor de San Marcos y Universidad Nacional del Centro del Perú, por sus valiosostrabajos científicos. Y anunciamos que a partir de ahora la presentación de artículos paraCiencia & Desarrollo tiene fecha abierta. El Comité Editor seleccionará los artículos hastael cierre de edición, reservando los demás artículos para los números subsiguientes.

El Director

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RESUMEN

La diabetes mellitus se considera como una de las enfermedades crónicas más complicadas de tratar. La Organización Mundial de laSalud (OMS) ha estimado que para el 2030 el número de diabéticos será de 32,9 millones de personas en el mundo. Las plantasmedicinales con capacidad antidiabética son una fuente de nuevos compuestos en el tratamiento de la diabetes. Geranium lechleriKnuth “pasuchaca”, es una de ellas. De todos los compuestos fenólicos, el grupo de los flavonoides es el más extendido en lanaturaleza y son los que poseen una mayor actividad antioxidante. Varios estudios han verificado el efecto hipoglucemiante de la“pasuchaca” como inhibidor de la α-glucosidasa, la proteína que degrada el glucógeno en la síntesis de la glucosa. Se utiliza desdehace muchos años por el ser humano sin que se produzcan efectos colaterales, se supone que su ingesta no implica riesgo para la salud.El propósito de la presente investigación fue la detección, aislamiento y determinación estructural de los principales compuestosfenólicos del extracto hidroalcohólico de Hieron “pasuchaca”; para lo cual se elaboróGeranium ruizii el extracto hidroalcohólico dela planta completa de “pasuchaca”, se realizó su estudio fitoquímico y mediante técnicas cromatográficas, se aislaron y purificaroncompuestos fenólicos, luego se propuso mediante espectroscopía ultravioleta visible la estructura de algunos flavonoidesencontrados.

Palabras clave: , pasuchaca, diabetes, compuestos fenólicos, flavonoides, espectroscopía UV/vis.Geranium ruizii

ABSTRACT

Diabetes mellitus is considered as one of the most difficult to treat chronic diseases. The World Health Organization (OMS) has estimatedthat by 2030 the number of diabetics will be 32.9 million people worldwide. Medicinal plants with antidiabetic capabilities are a source ofnew compounds in the treatment of diabetes. Knuth "pasuchaca" is one of them. Of all the phenolic compounds, theGeranium lechlerigroup of flavonoids is the most widespread in nature and are those with higher antioxidant activity. The hypoglycemic effect according toseveral studies on this plant, it has been verified that the "pasuchaca" plant species is attributed as an inhibitor of - glucosidase protein thatαdegrades glycogen synthesis from glucose. Used for many years by humans without side effects occur, it is assumed that their intake norisk to health. The aim of this study was the detection, isolation and structural determination of major phenolic compounds inhydroalcoholic extract of Hieron "pasuchaca"; for which the hydroalcoholic extract of the whole plant of "pasuchaca"Geranium ruiziiwas developed, its phytochemical study was carried out by chromatographic techniques and isolated and purified phenolic compounds,then UV visible spectroscopy proposed by the structure of some flavonoids found.

Keywords: , pasuchaca, diabetes, phenolics, flavonoids, UV / vis spectroscopy.Geranium ruizii

DETERMINACIÓN ESTRUCTURAL DE COMPUESTOSFENÓLICOS DEL EXTRACTO HIDROALCOHÓLICO DE

Geranium ruizii Hieron

STRUCTURAL DETERMINATION OF PHENOLIC COMPOUNDSHYDROALCOHOLIC EXTRACT Hieron Geranium ruizzi

1 ;Gustavo Adolfo Fernández Rebaza; María Eugenia Quiñones Huayaney Jorge Luis Tolentino Chávez;1 1

1 1 1 Yoselin Milagros Chambi Velasquez; José Miguel Ayme Huamaní; Pablo Enrique Bonilla Rivera

Ciencia & Desarrollo

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personas en el mundo. El Perú representa el 0,11% delmercado farmacéutico mundial. Hay que tener en cuentaque más del 50% de los peruanos se ubican en el nivel depobreza y más del 20% en extrema pobreza, sinposibilidades de acceso a medicamentos convencionales.Por lo tanto, se hace indispensable la búsqueda demedicamentos eficaces y de bajo costo.2

De todos los compuestos fenólicos, el grupo de losflavonoides es el más extendido en la naturaleza y dentro deellos, los flavonoles son los que poseen una mayor actividadantioxidante. Por un lado, disminuyen las tasas de colesteroly de LDL oxidada debido a sus propiedades antioxidantes,

1 Instituto de Ciencias Farmacéuticas y Recursos Naturales “Juan de Dios Guevara”, Farmacia y Bioquímica niversidad Nacional Mayor de San Marcos. Facultad de de la ULima-Perú.

INTRODUCCIÓN

La diabetes es una enfermedad crónicametabólicaque aparece debido a que el páncreas no fabrica la cantidadde insulina que el cuerpo humano necesita. La insulina, unahormona producida por el páncreas, es la principal sustanciaresponsable del mantenimiento de los valores adecuados deazúcar en sangre.la 1

La diabetes mellitus se considera como una de lasenfermedades crónicas más complicadas de tratar. LaOrganización Mundial de la Salud (OMS) ha estimado quepara el 2030 el número de diabéticos será de 32,9 millones de

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Fernández G. , Determinación Estructural de Compuestos Fenólicos del Extracto Hidroalcohólico de Hieronet al. Geranium ruizii

como fuertes quelantes de metales y como donadores dehidrógeno (a través de los grupos hidroxilo). Así, el grado deactividad antioxidante se correlaciona con el número degrupos hidroxilo. Por ello, los ortodifenoles son buenosantioxidantes, mientras que compuestos monofenol, comoel tirosol, no lo son tanto. 2

Las p lantas medic ina les con capac idadantidiabética son una fuente de nuevos compuestos en elt r a t a m ie n t o d e l a d i ab e t e s . G e r a n i u m l e c h l e r iKnuth“pasuchaca”es una de ellas, oriunda del Perú utilizadadesde hace mucho tiempo para controlar los niveles deglucosa. Esta planta se cultiva en la sierra del Perú, a más de3500 metros sobre el nivel del mar, se puede encontrar en losdepartamentos de Cajamarca, La Libertad, Arequipa, Cerrode Pasco y Ancash.3

Según un estudio de cuti cuti existen algunosprincipios activos aislados de las plantas como: Losflavonoides y alcaloides que se encuentran en granproporc ión en esta y otras plantas con efectohipoglucemiante, entre los cuales tenemos a los flavonoides:rutina y quercetina que cuentan con investigacionesprobadas de su efecto hipoglucemiante; la quercetina ejerceun efecto hipoglucemiante, inhibiendo a la enzima aldosareductasa, la cual está relacionada con la producción depolioles, responsables de los efectos crónicos en la diabetesy, por sus propiedades antioxidantes, reduce la incidencia deenfermedades cardiovasculares, incluyendo las trombosisvasculares.4, 5

El Hieron en su composiciónGeranium ruiziiqu ím ic a p r es en t a g l u cós id o s ( c i an o g en é t i cosantraquinónicos, anticiánicos, saponínicos) gomas,mucílagos, taninos, saponinas, clorofila, grasas, esencias,ceras, resinas, flavonoides y carotenoides que brindan unefecto antioxidante.6

Las principales propiedades medicinales atribuidasa la “pasuchaca” son: antidiabético, hipoglucemiante ydepurador de la sangre; así mismo, se le considera un fuerteastringente, se suele emplear para combatir diarreascrónicas, cólera infantil, hemorragias, inflamaciones de lagarganta y úlceras bucales. En la medicina homeopática serecomienda, además de los casos ya mencionados, en lasblenorragias, diabetes, hemoptisis, menorragias, úlceras delas mamas y atonías del estómago y laringitis.7

El efecto hipoglucemiante, según varios estudiosrealizados sobre esta planta, se ha podido verificar que la“pasuchaca” es la especie vegetal al que se atribuye comoinhibidor de la α-glucosidasa, la proteína que degrada elglucógeno en la síntesis de la glucosa. Entre sus propiedadesantidiabéticas, estimula la secreción de la insulina por elpáncreas con el fin de eliminar el nivel de azúcar en la sangre.Otro beneficio importante mediante el consumo de la“pasuchaca” es que inhibe la gluconeogénesis que esaumentada en los diabéticos o aumenta la captación deinsulina por sus receptores. Por lo tanto teniendo en cuentaestas dos propiedades mencionadas anteriormente, estaplanta está recomendada para el tratamiento de ciertos tiposde diabetes (diabetes tipo I y II). Además es un poderosoastringente, por lo que se utiliza para combatir la diarreacrónica, hemorragias, inflamaciones de la garganta, cólerainfantil. Se utiliza desde hace muchos años por el ser

humano sin que se produzcan efectos colaterales, se suponeque su ingesta no implica riesgo para la salud.8

El objetivo de la presente investigación fue ladetección, aislamiento y determinación estructural de lospr inc ipa les compuestos fenól i cos de l ex tractohidroalcohólico de Hieron “pasuchaca”; seGeranium ruiziielaboró la planta completa de el extracto hidroalcohólico de“pasuchaca”, se realizó su estudio fitoquímico y se aislaroncompuestos fenólicos, se propone mediante espectroscopíaultravioleta visible la estructura de flavonoides.

MATERIAL Y METODOS

Descripción botánica de la especieEl Hieron “pasuchaca” es unaGeranium ruizii

planta inherente, acaule, silvestre que crece en formaespontánea. La raíz es pivotante, las hojas son basalespubescentes, sostenidas por peciolos (21 mm de largo),alternas, palmatipartidas en 7, dentibuladas. Los lóbulosampliamente cuneados - abovados. Inflorescencia enumbela, pedúnculo, floral de 10 mm de largo. Su flor esperiantica, diclamidea, heteroclamidea, hermafrodita,actinomorfa. Presenta en su base 5 verticilos de brácteasconolenas. Su fruto es un esquizocárpico de tipo regma queprocede de un gineceo pluricarpelar con muchos estilossoldados entre sí, pero al madurar el fruto se separa cada unocon el correspondiente carpelo. (Figura N° 1)6

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Ciencia & DesarrolloFernández G. , Determinación Estructural de Compuestos Fenólicos del Extracto Hidroalcohólico de Hieronet al. Geranium ruizii

Figura N°0 .1 Geranium ruizii Hieron “pasuchaca”.

Preparación de la droga Recolección de la planta completa, aproximadamente 5

kilos. Identificación taxonómica en el Museo de Historia

Natural de la UNMSM, como Geranium ruizii Hieron“pasuchaca”.

Selección de muestras en buen estado, se utilizó toda laplanta.

Lavado y secado a temperatura ambiente de las plantas deGeranium ruizii Hieron “pasuchaca”.


Secado en estufa (45°C) de las plantas de Geranium ruiziiHieron“pasuchaca”.

Reducción de tamaño del material vegetal en molino decuchillas.

Tamizado de la muestra (1 kilo en total) en mallas N°10,N°30, N°40, N°50 y Nº80 de Geranium ruizii Hieron“pasuchaca”.

Almacenamiento del polvo de Geranium ruizii Hieron“pasuchaca”, en bolsas adecuadas. (Figura N° 2)

Elaboración del extracto Maceración hidroalcoholica al 50% Los componentes solidos se colocan en un recipiente

con el solvente y se deja reposar durante un periodo de 1semana, agitándolo con frecuencia para mejor disoluciónde componentes solubles.

Filtración al vacío asistido por una bomba de vacío. Secado hasta extracto seco en una estufa de aire

circulante. Temperatura: 40ºC. (Figura N°3)

Ensayo de solubilidadEl extracto hidroalcohólico seco se trata con

solventes de polaridad creciente. (Tabla N° 1)

Tamizaje fitoquímicoEl tamizaje fitoquímico consiste en un conjunto de

reacciones de coloración y precipitación que se realizan paradetectar los componentes químicos del extractohidroalcohólico de Hieron disuelto en aguaGeranium ruiziidestilada y en alcohol etílico 96°. (Tabla N° 2)10

Cromatografía en capa fina (CCF)Se realizó cromatografía en capa fina analítica del

extracto hidroalcoholico, se sembró la muestra de extractoseco disuelto en agua destilada en el sistema de solventes dediclorometano: metanol (1:1). Se reveló la cromatoplaca desilicagel 60-G a la lámpara de luz UV 365 nm, 254 nm yFeCl . (Figura N° 5 y 6)3

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Cromatografía en capa fina a escala preparativaPosteriormente se realizó la cromatografía en capa

fina a escala preparativa del extracto para aislar loscomponentes en el sistema de solventes de diclorometano:metanol (1:1). Se reveló la cromatoplaca de silicagel 60-G a lalámpara de luz UV 365 nm y 254 nm. (Figura N° 7)11

Determinación de estructuras químicasLuego de realizar la CCF a escala preparativa se


Figura N° 2. A) Reducción de tamaño, B) Tamizado, C) Almacenamiento.

Figura N° .3 A) Maceración, B) Filtración, C) Secado, D) Extracto Seco.

9Cienc.desarro.(Tacna) ISSN 2304-8891; 2014; 18:7-12


procedió a la desorción de las manchas correspondientes. Lasilicagel con la mancha correspondiente se disolvió enmetanol Q.P. y se centrifugó. Para separar los componentesse usó la centrífuga modelo Rotomix 32 a 2000 RPM durante5 minutos, tomándose el sobrenadante y vertiéndolo enviales debidamente rotulados, los que fueron leídos en elespectrofotómetro UV/vis .9,10

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

El Hieron “pasuchaca” es unaGeranium ruiziiplanta silvestre, se recolectó 5 kg de la planta completa,identificada taxonómicamente en el Museo de HistoriaNatural de la UNMSM, luego de la elección de muestras desla planta completa en buen estado, se procedió al lavado ysecado en estufa de aire circulante a 45°C, se redujo detamaño del material vegetal en molino de cuchillas,obteniéndose 1 kg del polvo que fue tamizado en mallasN°10, N°30, N°40, N°50 y Nº80. Se realizaron 10 tamizadosy se obtuvo como peso total 874,19 gramos de polvotamizado, se procedió a su almacenamiento para su estudioposterior.

Elaboración del extracto, se realizó una maceraciónhidroalcohólica al 50%, con los 874,19 g del polvo, durante 7días con agitación periódica, luego se filtró al vacío paraposteriormente concentrarlo a sequedad en una estufa deaire circulante a la temperatura de 40ºC obteniéndose unextracto hidroalcohólico seco de 46.47 gramos.

Ensayo de solubilidaddebido a que son compuestos polares al igual que loscompuestos fenólicos, taninos, flavonoides, alcaloides ysaponinas. Para antraquinonas dio los mismos resultados esdecir los compuestos se solubilizan por igual y con lareacción de ninhidrina salió negativo debido a la ausencia deaminoácidos libres en el extracto.

Tabla Nº 1. Resultados del ensayo de solubilidad deGeranium ruizii Hieron

SOLVENTE RESULTADO1.Agua +++

2.Metanol ++3.Etanol +++

4.n-Butanol -5.Acetona -

6.Acetato de etilo -7.Diclorometano -8. Cloroformo -

Tabla Nº 2. Resultados del tamizaje fitoquímico deGeranium ruizii Hieron.

Metabolito Reacción CantidadH O2 OH

Carbohidratos Molish ++ ++Benedict +++ +++Fehling +++ ++

Comp. fenólicos FeCl3 +++ +Taninos Gelatina +++ +

Agua de Bromo +++ -Triterpenoides yesteroides

Lieberman-Burchard ++ ++

Flavonoides Shinoda +++ ++glicósidas Baljet ++ -Naftaquinonas,antraquinonas yantronas

Borntrager +++ +++

Aminoácidos libres ygrupos amino

Ninhidrina - -

Alcaloides Dragendorff ++ -Mayer ++ -Bertrand ++ -Sonnenschein +++ -Popoff - -

Saponinas Saponinas ++ -+++: Abundante; ++: bastante; +: regular; -: ausencia

Como se observa en la tabla Nº1, el extracto hidroalcohólicoseco al tratarse con solventes de polaridad creciente, fuebastante soluble en los solventes polares e insolubles ensolventes de mediana polaridad lo que indica que loscomponentes del extracto seco de Hieron,Geranium ruiziison de estructura química polar.

Tamizaje fitoquímicoEl tamizaje fitoquímico realizado para detectar los

componentes químicos presentes en el extractohidroalcohólico de Hieron disuelto en aguaGeranium ruiziidestilada y en alcohol etílico 96° (Tabla N° 2), mostró buenacantidad de glicósidos ó carbohidratos, compuestosfenólicos, flavonoides y alcaloides.

Para la identificación de carbohidratos dio mejoresresultados al solubilizar el extracto en agua que en alcohol, Figura N° . 4 Reconocimiento de alcaloides



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Cromatografía en capa fina

Revelado con luz Uv

Propuesta de estructuras químicasSe realizó la desorción de los componentes

aislados del extracto hidroalcohólico de pasuchaca, fueronanalizados mediante espectroscopía UV, en un rango de240-360 nm usando el equipo Thermoscientific modeloHelios Zeta y el programa Vision lite , en el Centro de9,10

Producción Farmacéutica (CENPROFARMA) de laFacultad de Farmacia y Bioquímica de la UNMSM, y luegocomparados con los resultados publicados por Mabry T. et al(1970) proponiéndose las siguientes estructuras: Figuras 8-10.

Figura N° . 5 Cromatografía en capa fina analítica delextracto hidroalcohólico de HieronenGeranium ruiziirevelado a la luz UV 365 nm y 254 nm.

Como se ve en la Figura Nº5 con la cromatografíaen capa fina analítica se visualizó la cantidad decomponentes presentes en el extracto con el sistema desolventes diclorometano: metanol (1:1), al revelarse a la luzUV 365 y 254 nm , o bs e r ván do se 5 man ch ascorrespondientes a 5 componentes, las que luego de serrevelados con el reactivo de tricloruro de fierro, Figura Nº 6,se observan tres manchas de color azul violáceo lo que nosindica la presencia de tres compuestos fenólicos.

Revelado con tricloruro férrico (FeCl )3

Figura N° . 6 Cromatografía en capa fina analítica delextracto hidroalcohólico de Hieron conGeranium ruiziirevelador FeCl .3

Cromatografía preparativaDespués de detectar los 5 componentes mediante

cromatografía en capa fina analítica, se procedió a aislar cadauno de ellos mediante cromatografía en capa finapreparativa en el sistema de solventes diclorometano:metanol(1:1) Figura Nº7, para su posterior desorción ylectura en el espectrofotómetro UV.

Figura N° . 7 Cromatografía en capa fina preparativa delextracto hidroalcohólico de Hieron, reveladoGeranium ruiziia la luz UV 365 nm y 254 nm.

Figura N° 8. Nº 1 . 251, 276, 308 nm

Figura N° 9. Nº 2. 274, 308 nm

Figura N° 10. Nº 3. 280, 325 nm

OOH

O

OHCH3

OOH

O

OCH3CH3

OOH

OH

OHOH




MeOHmáxλ

MeOHmáxλ

MeOHmáxλ

Diclorometano: metanol (1:1) en la luz UV 365 nm y 254 nm.

Diclorometano: metanol (1:1) en la luz UV 365 nm y 254 nm.

Diclorometano: metanol (1:1) revelado con FeCl3

CONCLUSIONES

1. Se determinó la presencia en el extractohidroalcohólico de Hieronen deGeranium ruiz iiconstituyentes químicos importantes como compuestosfenólicos, flavonoides, alcaloides y saponinas.

2. Mediante cromatografia en capa fina analítica ypreparativa, en el sistema de solventes diclorometano:metanol(1:1) se obtuvo cinco componentes que se detectaron a la luzUV 254 nm y 365 nm.

3. Mediante cromatografia en capa fina usando elrevelador tricloruro férrico (FeCl ) se detectaron tres3

compuestos fenólicos las que fueron confirmados medianteespectroscopía Ultravioleta, proponiéndose comoflavonoides.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Correspondencia:Gustavo Adolfo Fernández Rebaza:[email protected]. Puno 1002-Lima1; Lima

Fecha de Recepción: 06/10/2014Fecha de Aceptación: 03/12/2014



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RESUMEN

La presente investigación tuvo como objetivo determinar el halo inhibitorio de la (Tara), de Hidróxido de Calcio y deCaesalpinia espinosaGluconato de clorhexidina al 2% sobre la cepa de , bacteria bastante conocida por provocar elevado porcentaje deEnterococcus faecalisfracasos en endodoncia. El procedimiento consistió en sembrar la cepa (ATCC 29212) en 16 placas con Agar CerebroEnterococcus faecalisCorazón, las cuales fueron divididas en 3 unidades por placa, evaluándose así 48 unidades de estudio, 24 unidades para el grupo experimental1 ( al 60%) y 24 para el grupo experimental 2 (Hidróxido de Calcio y Gluconato de clorhexidina al 2%). Se adicionaron Caesalpinia espinosa4 placas petri, 3 para el control positivo (Amoxicilina – Acido clavulánico) y 1 placa Petri para el control negativo (Suero fisiológico). Secolocaron sensidiscos embebidos con la solución de y se hizo pozos de 5mm para el hidróxido de calcio y clorhexidinaCaesalpinia espinosaal 2%, posteriormente las placas fueron incubadas en cámara de anaerobiosis a una temperatura de 37 C, tomándose medidas de haloo

inhibitorio expresado en milímetros a las 24, 48, 72 horas y 7 días. Los resultados obtenidos fueron sistematizados, luego se aplicó elEstadístico T de Student (p<0,05) indicando que el promedio del halo inhibitorio formado por la fue mayor que el haloCaesalpinia espinosainhibitorio formado por el Hidróxido de Calcio, había diferencia estadísticamente significativa entre los datos obtenidos entre ambos gruposexperimentales. En conclusión, la demostró tener efecto antimicrobiano frente a la presencia de , Caesalpinia espinosa Enterococcus faecalisformando halos de diferentes diámetros en las 4 tomas de medidas que se realizó en este estudio.

Palabras clave: Antimicrobiano, fracaso endodóntico, , , hidróxido de calcio y gluconato deEnterococcus faecalis Caesalpinia espinosaclorhexidina

ABSTRACT

The present study aimed to determine the inhibitory halo (Tara) calcium hydroxide and chlorhexidine gluconate 2% onCaesalpinia espinosaEnterococcus faecalis strain, well known for causing bacteria large percentage of failures in endodontics. The procedure consisted in sowingEnterococcus faecalis strain (ATCC 29212) in 16 Brain Heart Agar plates, which were divided into 3 units per plate, evaluated and 48 studiounits, 24 units for the experimental group 1 ( 60 %) and 24 for the experimental group 2 (calcium hydroxide andCaesalpinia espinosachlorhexidine gluconate 2%). Petri plates were added in April, 3 for the positive control (amoxicillin - clavulanic acid) and a Petri dish for thenegative control. Caron was placed sensidiscs embedded with prickly caesalpinia solution was 5mm wells calcium hydroxide,posteriormentes the plates were incubated in anaerobic chamber at a temperature of 37 °C, taking inhibitory halo measures expressed inmillimeters to 24, 48, 72 hours and 7 days. The results were systematized then applied the Student's T-statistic (p <0,05) indicating that themean inhibitory halo formed by the was greater than the inhibitory halo formed by Calcium Hydroxide, there wasCaesalpinia espinosastatistically significant difference between the data obtained between both experimental groups. In conclusion, the Caesalpinia espinosaproved to have antimicrobial effect against the presence of , forming halos of different diameters on 4 outlets ofEnterococcus faecalismeasures made in this study.

Keywords: Antimicrobial, endodontic failure, , , calcium hydroxide and chlorhexidineEnterococcus faecalis Caesalpinia espinosagluconate

EFECTO IN VITRO DE LA SOLUCIÓN DE Caesalpinia espinosa(TARA) AL 60%, E HIDRÓXIDO DE CALCIO Y GLUCONATO

DE CLOREXHIDINA AL 2% EN EL HALO INHIBITORIOMICROBIANO DE Enterococcus faecalis

IN VITRO EFFECT OF A SOLUTION OF AT 60%, ANDCaesalpinia spinosaCALCIUM HYDROXIDE AND CHLORHEXIDINE GLUCONATE AT 2% IN

THE MICROBIAL INHIBITION HALO OF Enterococcus faecalis

1 ;Juan Guillermo Bornaz Acosta; Vanessa Lisethe Bornaz Arenas Milagros Catherine Bornaz Arenas2 3


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de la odontología utilizada para la remoción del tejido pulpary así remover el daño (1 y 2). Existen medicamentos que seutilizan en esta terapia, algunos de estos medicamentos o lamayor parte de ellos fracasan cuando se enfrentan alEnterococcus faecalis (3 y 4). En la actualidad, según estudiosprevios, una de las bacterias más persistentes responsable de

1 Doctor en Ciencias en la especialidad de Biología. Facultad de Ciencias de la Salud de la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann. Tacna-Perú.2 Doctora en Odontología, Magister en Salud Pública, Cirujano Dentista. Facultad de Ciencias de la Salud de la Universidad Alas Peruanas. Arequipa-Perú.3 Cirujano Dentista. Essalud Tacna. Tacna-Perú.


INTRODUCCIÓN

Unas de las enfermedades más comunes en lahumanidad es la caries y ésta tiene como consecuencia laafectación de los tejidos pulpares, en el caso de estar en estacondición se deberá realizar una endodoncia, especialidad

Bornaz G. , Efecto in vitro de la solución de al 60%, e hidróxido de calcio y gluconato de clorexhidina al 2% en el halo inhibitorio microbiano deet al. Caesalpinia espinosa Enterococcus faecalis

los fracasos endodónticos es el siendoEnterococcus faecalisesta cepa resistente a la mayoría de Sustancias utilizadas enEndodoncia (4 y 5).

En la actualidad, se cursa la era de la fotoquímica, ydebemos de hacer los esfuerzos para que los productosnaturales que posee nuestro país sean utilizados en provechode nuestra población. Debido a que la Caesalpinia Espinosa,es un producto natural, no solo será capaz de eliminar losmicroorganismos, por su poder antimicrobiano demostradoen otros estudios, sino que también ayudará a la mejorcicatrización, propiedad que también ha sido demostrada enestudios preliminares, además de observarse menorcantidad de efectos adversos, por tratarse de una sustanciade origen natural (7).

A pesar que estamos en una Era OdontológicaPreventiva y que la profesión odontológica busca reducir losíndices de caries y reducir los índices de higiene oral usandométodos, estrategias y programas preventivos de caries.Estas medidas tendrán su impacto en el futuro mientras quelos procedimientos clínicos resuelven el daño que ya estápresente, por lo tanto debería tomarse importancia a lanecesidad de conservar las piezas ya afectadas por caries,eliminando los microorganismos más agresivos presentes enpiezas necrosadas y poder realizar un tratamientoendodóntico que tenga éxito al 100% (7, 8 y 9).

Se considera importante que se realicen estudiospara determinar el efecto antimicrobiano de sustanciasalternativas a las que ya existen, siendo las sustanciasnaturales las más indicadas, debido a que son mejoraceptadas por el organismo presentando menor cantidad deefectos colaterales, siendo éste el objetivo del estudio,determinar el efecto antimicrobiano de una sustanciaextraída de un producto natural como es la Caesalpiniaespinosa.

MATERIAL Y METODOS

Obtención del extracto de Caesalpinia espinosa.Vainas secas de fueronCaesalpinia espinosa

recolectadas y se procedió a separar las semillas de las vainas,posteriormente se molió las vainas obteniéndose un polvofino, el cual se mezcló con alcohol de 96 grados enrecipientes color caramelo, por 14 días, durante los cuales seprocedió a agitar por un lapso de 30 segundos diarios parahomogenizar la solución. Se procedió a filtrar la solucióncon papel filtro y luego la solución obtenida se colocó enbaño maría para vaporizar el alcohol. Posteriormente secolocó la sustancia obtenida en un recipiente adecuado parasu conservación (10).

Preparación de los medios de cultivo y siembra.Se empleó la cepa (ATCCEnterococcus faecalis

29212) el cual fue reactivada incubándola en medio infusiónCerebro Corazón (BHI) por 24horas a 37ºC, después de esteprocedimiento, la concentración celular fue medida pormedio de espectrofotometría según la escala de 0,5 de McFarland. El medio de cultivo Agar Cerebro Corazón (BHA)se preparó, se esterilizó y puso en baño maría hasta su uso; seprocedió a verter la concentración bacteriana de Cepa deEnterococcus faecalis en el Agar Cerebro Corazón, para luego

repartir el medio en las placas petri previamente esterilizadasa razón de un espesor de 4 mm por placa dentro de la cámarade seguridad biológica, siguiendo los parámetros debioseguridad (11).

Se dejó solidificar a temperatura de medioambiente por 15 minutos, se rotuló las placas en la parteposterior con el nombre de la sustancia a investigar.

Una vez que el agar solidificó se procedió a colocarsensidiscos de 5 mm en tres puntos separados en la placapetri, con 30 microlitros con la sustancia de Caesalpiniaespinosa al 60% y el suero fisiológico y se realizó pozos de 5mm en tres puntos separados para colocar la pasta deHidróxido de calcio + Gluconato de clorhexidina, y la pastade Amoxicilina+ Acido Clavulánico. A razón de 24 muestraspara Grupo Experimental 1: y 24Caesalpinia espinosamuestras para el Grupo Experimental 2: Hidróxido deCalcio + Gluconato de Clorhexidina al 2%. 9 muestras parael Grupo Control Positivo: Amoxicilina + Ac. Clavulánico y3 muestras para el Grupo Control Negativo: SueroFisiológico. Posteriormente se rotuló las placas y sealmacenó en la cámara de anaerobiosis a 37 C por 24 horaso

para proceder a tomar medidas, a las 24, 48, 72 horas y 7 días.Se realizó un análisis estadístico utilizando el

programa SPSS versión 15.

RESULTADOS

Tabla N°1. Efecto de la al 60% en el haloCaesalpinia espinosainhibitorio del Enterococcus faecalisMedición Halo (mm)

Media DesviaciónEstándar Mínimo Máximo

24 horas 9,03 0,38 8,50 9,7548 horas 9,35 0,31 8,75 9,7572 horas 9,77 0,31 9,25 10,25

7 días 9,89 0,27 9,50 10,25Fuente: Matriz de datos.

Medición Halo (mm)

Media DesviaciónEstándar Mínimo Máximo

24 horas 9,73 0,33 9,25 10,2548 horas 9,62 0,25 9,25 10,0072 horas 9,58 0,22 9,25 10,00

7 días 9,65 0,17 9,50 10,00

Tabla No 2. Efecto del Hidróxido de Calcio + Gluconato deClorhexidina al 2% en el halo inhibitorio delEnterococcus faecalis

Según los resultados obtenidos (Tabla Nº 1)podemos indicar que en el grupo experimental Caesalpiniaespinosa la media del diámetro de la primera lectura es 9,03, loque indica que la ha generado un espacioCaesalpinia espinosavacío (halo inhibitorio) de 9 mm en el cultivo microbiológico.Luego en la segunda lectura la medida fue de 9,35, en la terceralectura la medida fue de 9,77 y finalmente en la cuarta medidael valor fue de 9,89, lo que indica que el diámetro vaaumentando progresivamente. De lo cual se deduce que fuevariable los valores máximos con tendencia a aumentar y luegoa mantenerse igual entre el 3 día al día 7.

Fuente: Matriz de datos.


14

Ciencia & DesarrolloBornaz G. , Efecto in vitro de la solución de al 60%, e hidróxido de calcio y gluconato de clorexhidina al 2% en el halo inhibitorio microbiano deet al. Caesalpinia espinosa Enterococcus faecalis

Según los resultados obtenidos (Tabla Nº 2)podemos afirmar que en el grupo experimental hidróxido decalcio + gluconato de clorhexidina, la media del diámetro dela primera lectura es 9,73, lo que indica que el hidróxido decalcio + gluconato de clorhexidina ha generado un espaciovacío (halo inhibitorio) de casi 10 mm en el cultivomicrobiológico.

De los datos podemos deducir que el diámetro deldía 1 posee una ligera asimetría, posteriormente el día 2 se vatornando menos asimétrico, para luego el día 3 se vaacercando más a una distribución normal, de igual formaque en el día 7.

En la tabla Nº 4, se muestran los valores promediode halo inhibitorio para el grupo experimental Caesalpiniaespinosa y para el grupo control, con una diferencia de 7,19 afavor del grupo control.

En resumen, se observa que los promedios sondiferentes y ambas distribuciones estadísticas tienen rangosvariados para los valores obtenidos a las 24 Hrs. Habiendodiferencia estadísticamente significativa entre los valores deambos grupos.

Con respecto a los valores mostrados en la tablaNº3, el promedio para el grupo experimental Caesalpiniaespinosa es de 9,03 y para el grupo experimental Hidróxido deCalcio + Gluconato de Clorhexidina es de 9,73 lo cualdetermina que la diferencia entre los promedios de amboshalos inhibitorios fue de por lo menos 0,7 mm, siendo elpromedio de halos inhibitorios para grupo Hidróxido deCalcio + Gluconato de Clorhexidina mayor que el promediode los halos inhibitorios del grupo , laCaesalpinia espinosaDesviación Estándar para el Grupo esCaesalpinia espinosa0,38 y para el grupo Hidróxido de Calcio + Gluconato deClorhexidina es de 0,33, lo cual indica que los datos para elgrupo de la son relativamente más Caesalpinia espinosadispersos que el otro grupo experimental.

En conclusión, se observa que los promedios sondiferentes y ambas distribuciones estadísticas tienen rangosvariados para los valores obtenidos a las 24 hrs. Habiendodiferencia estadísticamente significativa entre los valores deambos grupos.

Tabla No 3. Análisis comparativo del halo inhibitorio a las24 horas para al 60% y el Hidróxido deCaesalpinia espinosaCalcio + Gluconato de Clorhexidina al 2%

Halo (mm) Grupo de Estudio

Caesalpinia espinosa CA(OH) +2Clorhexidina 2%

Media 9,03 9,73Desviación 0,38 0,33

Mínimo 8,50 9,25Máximo 9,75 10,25

Total 24 24Fuente: Matriz de datos. P=0,000 (P<0,05) S.S.

Tabla N 4.o Análisis comparativo del halo inhibitorio a las24 horas para al 60% y la Amoxicilina +Caesalpinia espinosaÁcido Clavulánico (control positivo)

Halo (mm) Grupo de Estudio

Caesalpinia espinosa Amoxicilina – Ác.Clavulánico


Mínimo 8,50 15,75Máximo 9,75 16,75

Total 24 9Fuente: Matriz de datos. P = 0,000 (P < 0,05) S.S.

Tabla N 5.o Análisis comparativo del halo inhibitorio a los 7días para al 60% y el idróxido de CalcioCaesalpinia espinosa H+ Gluconato de Clorhexidina al 2%.

Halo (mm) Grupo de estudio

Caesalpinia espinosa CA(OH) +2Clorhexidina 2%


Mínimo 9,50 9,50Máximo 10,25 10,00


En la tabla 5, se observa que los promedios del haloinhibitorio en ambos grupos, son diferentes y ambasdistribuciones estadísticas tienen rangos variados para losvalores obtenidos el día 7. Habiendo diferenciaestadísticamente significativa entre los valores de ambosgrupos experimentales, nos permite concluir que el haloantimicrobiano fue mayor con el extracto de Caesalpiniaespinosa al 60%.

Tabla N 6.o Análisis comparativo del halo inhibitorio a los 7días para al 60% y la Amoxicilina + ÁcidoCaesalpinia espinosaClavulánico (control positivo).

Halo (mm) Grupo de estudio

Caesalpinia espinosa Amoxicilina – Ác.Clavulánico


Mínimo 9,50 17,00Máximo 10,25 18,25


En la tabla Nº 6, los valores promedio para elgrupo experimental son de 9,89 y para elCaesalpinia espinosagrupo control es de 17,66 lo cual determina que la diferenciaentre los promedios de ambos halos inhibitorios fue de 7,77mm. En resumen, el promedio de halos inhibitorios paragrupo control es mayor que el promedio de los halosinhibitorios del grupo .Caesalpinia espinosa

En conclusión se observa que los promedios sondiferentes y ambas distribuciones estadísticas tienen rangosvariados para los valores obtenidos el día 7. Habiendodiferencia estadísticamente significativa entre los valores deambos grupos.



DISCUSIÓN

Kloucek, P y col. (12), realizaron un ensayoantimicrobiano sobre extractos etanólicos al 80% de nueveplantas obtenidas por maceración durante 5 días, una de lasmuestras ensayadas fue la (vainas); se utilizaronC. spinosacinco cepas Gram positivas y tres Gram negativas. Losresultados mostraron un en el que seEnterococcus faecalisobservó una CIM de 0,5 mg/ml, mientras que para Bacilluscereus fue de 8, y de 16 para las otras bacterias, lo cualdetermina la especificidad y gran poder antimicrobiano de latara frente a . Dicho resultado concuerdaEnterococcus faecaliscon nuestro estudio en el que también se observó unaactividad antibacteriana notoria.

Liu H. y col. (13) realizaron un ensayo sobre laactividad antimicrobiano sobre la actividad antimicrobianadel extracto de Tara obtenido de las vainas, en el quedeter mina que las vainas poseen mayor efectoantimicrobiano sobre cepas gram positivas que el extractode las semillas. Esto concuerda con nuestro estudio debido aque el extracto que se preparó de las vainas de tara tuvopoder antimicrobiano sobre el que estáEnterococcus faecalisconsiderado como un Gram Positivo.

Martínez L y col. (14) realizaron un ensayo sobre laactividad antibacteriana del Hidróxido de Calcio solo y congluconato de Clorhexidina, comprobando la actividadantimicrobiana de dicha medicación a las 24, 48 y 72 horas. Elmismo que coincide con nuestro estudio donde también secomprobó el poder antimicrobiano en las tomas de medida.

CONCLUSIONES

PRIMERA: El efecto de la alCaesalpinia espinosa60% en el halo inhibitorio del enEnterococcus faecalispromedio fue de 9,51 mm con una desviación estándar de0,31.

SEGUNDA: El efecto del Hidróxido de Calcio +Gluconato de clorhexidina 2% en el halo inhibitorio delEnterococcus faecalis en promedio fue de 9,64 mm con unadesviación estándar de 0,24.

TERCERA: Hubo diferencia significativa alcomparar el efecto de la al 60% y el Caesalpinia espinosaHidróxido de Calcio + Gluconato de clorhexidina 2% en elhalo inhibitorio del , esto con un margenEnterococcus faecalisde error del 5%.

CUARTA: La hipótesis nula fue rechazada, debidoa que el efecto antimicrobiano de la alCaesalpinia espinosa60% fue mayor que el del Hidróxido de Calcio + Gluconatode clorhexidina 2% en el halo inhibitorio del Enterococcusfaecalis, por lo tanto fue aceptada la hipótesis alterna.


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Correspondencia:Guillermo Bornaz Acosta: [email protected]


RESUMEN

El presente rabajo de nvestigación es un estudio que se efectuó dt i básico, de carácter descriptivo no experimental y prospectivo enoviembre 2012 a diciembre 2013, en el Puesto de salud “Las Begonias”, del Distrito Gregorio Albarracín Lanchipa de ladelProvincia y Tacna. La muestra fue de 350 niños menores a cinco años con IRA, cuya población total fue de 1371. ParaRegióndeterminar la las istoriasfrecuencia en la incidencia de IRAs en niños menores de cinco años de edad se utilizó como instrumento hclínicas de la cual se obtuvo la información necesaria mediante fichas de recolección, luego se tabularon, analizaron e interpretaron deacuerdo a los objetivos planteados. Se obtuvieron los siguientes resultados 350 niños menores de cinco años presentaron IRA , cuyo: sporcentaje fue 25,52 %, valor mayor al planteado en la hipótesis; 10,00 %. La frecuencia de IRAs en los niños de 0 a 1 año fue 33,14%;de 1 a 2 años, 22,00 %. f ( ) f ( ) La aringoamigdalitis es la IRA más frecuente 37,98 % , luego aringitis aguda 19,40 % . El medicamentomás prescrito fue ibuprofeno jarabe 37,50 % . El número de fármacos prescritos fueron dos 33,14 % tres, 22,00%. Finalmente( ) : ;referente patologías que se presentaron paralelamente con la IRAS anemia por deficiencia de hierro 45,57 % parasitosislas fueron: ;intestinal 17,72 % y caries dental 11,39 %.

Palabras clave: Infecciones respiratorias agudas prescripción de fármacos.,

ABSTRACT

The present Research is a typical basic study of descriptive, non experimental and prospective character that was carried out duringNovember 2012 to December 2013, in las Begonias health post of Gregorio Albarracín Lanchipa district of the Province and Tacna'sDepartment. The sample consisted of 350 children under five years old with acute respiratory infections (ARIS) whose total population was of1371. To determine the frequency of ARIS incidence in children under five years old, the medical records were used as instruments from whichthe necessary information was obtained by means of records of compilation, and then they were tabulated, analyzed and interpreted accordingto the objectives. The following results were obtained; 350 children under five-year-olds presented ARIS, whose percentage was 25, 52 %, avalue bigger than the raised one in the hypothesis; 10,00 %. The frequency of ARIS in children from 0 to 1 years old was 33,14 %, from 1 to 2years; 22,00 %. The Faringoamigdalitis is the most frequent ARI 37,98 %, then acute Pharyngitis 19, 40 %. The most prescribed medicine wasibuprofen syrup 37,50 %. The number of prescribed medicaments were; two 33,14 %, three, 22,00 %. Finally about the pathologies that werepresented in parallel with ARIS; iron deficiency anemia 45,57 %, intestinal parasitosis 17,72 % and dental caries 11,39 %.

Key words: .acute respiratory nfections (ARIS) prescription of medicamentsi ,

INCIDENCIA EN INFECCIONES RESPIRATORIAS AGUDAS YPRESCRIPCIÓN DE MEDICAMENTOS EN NIÑOS MENORESDE CINCO AÑOS QUE ACUDAN AL PUESTO DE SALUD LAS

BEGONIAS, NOVIEMBRE 2012 - DICIEMBRE 2013

INCIDENCE IN ACUTE RESPIRATORY INFECTIONS AND PRESCRIPTIONOF MEDICINES IN CHILDREN UNDER FIVE YEARS OLD WHO COME TO

LAS BEGONIAS HEALTH POST. NOVEMBER, 2012 - DECEMBER, 2013.

1 ;Edgard Guido Calderón Copa; uan José Evaristo Changllio Roas Pablo Stiwar Vicente Calderón;2 3J4 Gina Marisol Chambilla Ticona


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agentes infecciosos que cuando logran superar losmecanismos defensivos de este, se producen diversasenfermedades causadas por infinidad de microorganismosentre ellos virales y bacterianos. (17)

Las IRAs son un complejo y heterogéneo grupo deenfermedades causadas por distintos gérmenes, que afectancualquier parte del aparato respiratorio y se describenentidades de acuerdo con el lugar donde predominan los

1 Químico Farmacéutico. Facultad de Ciencias de la Salud de la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann. Tacna-Perú.2 Magister Scientiae en Tecnología Educativa, Segunda Especialidad en Toxicología y Control Alimentario. Facultad de Ciencias de la Salud de la Universidad NacionalJorge Basadre Grohmann. Tacna-Perú.3 Biólogo Microbiólogo. Facultad de Ciencias de la Salud y Medicina de la Universidad Alas Peruanas, Filial Tacna-Perú.4 Obstetriz. Ministerio de Salud. Tacna-Perú


INTRODUCCIÓN

El epitelio del tractus respiratorio constituye lamayor superficie anatómica del organismo expuesta a losagentes externos y no es sorprendente, que las infeccionesrespiratorias agudas (IRAs) sean las más comunes queafectan al ser humano.

El aparato respiratorio está expuesto a infinidad de

Calderón, E. , Incidencia en infecciones respiratorias agudas y prescripción de medicamentos en niños menores de 5 años que acudan al P. S. Las Begonias, Nov.2012-Dic 2013.et al.

síntomas. (5)Desde el resfriado común hasta la influenza, la

infección respiratoria es una experiencia universal y en lamayoría de los casos una enfermedad menor, aunque a vecesmolesta, auto limitada casi siempre. (5)

En una época donde las enfermedades emergentesy reemergentes reciben la mayor atención de la comunidadcientífica, por causa de la enorme trascendencia social en elmundo de hoy y su repercusión futura, las IRAs semantienen como un grupo importante de afecciones conuna alta morbilidad y baja mortalidad, las que representan unmotivo frecuente de incapacidad laboral y escolar con lasconsecuentes pérdidas económicas que ello significa. Estasafecciones, conjuntamente con las enfermedades diarreicasy la malnutrición, encabezan las principales causas de muerteentre los niños en los países subdesarrollados.

A medida que aumenta el número de factores deriesgo presentes en un niño se incrementa el riesgo demorbilidad grave y muerte, por lo que el médico, siempredebe de valorar la presencia de los mismos en todo pacienteque acude a consulta con un proceso infeccioso respiratorioagudo. (14)

Constituyen la primera causa de consultas médicasy de morbilidad tanto en países desarrollados como en lospaíses en vías de desarrollo. La presencia de estas enmenores de cinco años es independiente de las condicionesde vida y grado de desarrollo. La diferencia no radica en elnúmero de episodios sino en su gravedad. (5)

Existen 4 aspectos importantes en el análisis de lasIRAs, y a la vez en el enfoque de las estrategias de prevencióny control: la presencia de factores de riesgo, la morbilidad, lamortalidad y la calidad de la atención médica.

Las IRAs se clasifican en altas y bajas según afectenfundamentalmente, en el sistema respiratorio, estructuraspor encima de la laringe o por debajo de esta. A su vez estasse dividen en no complicadas y complicadas. (14)

El mecanismo de transmisión es fundamentalmentepor contacto directo, el período de incubación es variable ypuede durar hasta 14 días. Varios son los factores de riesgoen la IRA como son: demográficos, socioeconómico(ingreso familiar bajo, nivel de escolaridad, lugar deresidencia), ambientales que incluye exposición al humo(contaminación atmosférica, contaminación doméstica porresiduos orgánicos, humo ambiental por tabaco),hacinamiento (aglomeración de personas), exposición alfrío, humedad y cambios bruscos de temperatura, deficienteventilación en la vivienda y factores nutricionales. (12)

Constituyen un problema de prioridad a nivelmundial, incidiendo en la morbimortalidad infantil yrepresentan el 40 - 60% de las consultas, la incidencia es máselevada en las áreas urbanas, el número de episodios puedeser entre 2 y 6 crisis anuales. (9)

Existen factores de riesgo que predisponen ofavorecen las Infecciones, algunos modificables y otros no,como son: edad, bajo peso al nacer, desnutrición, déficitinmunológico, hacinamiento, contaminación ambiental, usode keroseno, humo del cigarro o tabaco, (ya sea de formapasiva o activa) así como la presencia de alguna enfermedadde base (8). A nivel mundial, se considera que más del 90%de los casos de niños menores de 5 años que acuden a

consulta es por IRAs. (15)La e t io log ía v ir a l e s l a más f recuente ,

particularmente las del aparato respiratorio superior. (16)Los gérmenes más frecuentes en el aparato

respiratorio son: virus Sincitial Respiratorio, específicamenteen el niño menor de un año, Parainfluenza, Adenovirus,Rinovirus, Coronavirus, Enterovirus. (11)

En las infecciones del aparato respiratorio inferior,los virus también son los más frecuentes en la mayoría de loscasos, sin embargo, se encuentra un porcentaje elevado deetiología bacteriana, lo cual justifica un tratamiento diferente(10). La infección se adquiere probablemente por lainhalación de secreciones nasofaríngeas infectadas, dadoque las secreciones de las vías respiratorias superiorespueden contener grandes cantidades de patógenos (1). Laaspiración de una pequeña cantidad podría ser un inoculosuficiente para causar la enfermedad, especialmente si lasdefensas locales del tracto respiratorio inferior estánafectadas por desnutrición, procesos virales y otros factores.(18)

Dentro de los agentes bacterianos en las infeccionesadquiridas en la comunidad los microorganismos máscomunes son yStreptococcus Pneumoniae, Haemophilus InfluenzaeStaphylococcus Aureus Micoplasma. Otros agentes causales sonPneumoniae, Clamidias, Rickettsias y hongos. (14)

Existe un gran esfuerzo para disminuir los factoresde riesgo de esta entidad, para así reducir el ingresohospitalario y mejorar su diagnóstico y tratamiento (7).Debido a todo esto es importantísimo el conocimiento delos factores de riesgo y la influencia de ellos en la aparición yexacerbación de las IRAs, sobre todo en niños lactantes y enmenores de cinco años. (8)

Las IRAS son un grupo de enfermedades delaparato respiratorio causadas por microorganismos virales obacterianos, los cuales se incrementan en la temporada defrío, además de la limitada cultura preventiva, frente a lapresencia de cambios bruscos de temperatura en el Perú, locual es recurrente en los últimos años. Son las primerascausas de muerte en todas las etapas de vida y su mayorincidencia y letalidad se presenta en los menores de 05 años yadultos mayores, a consecuencia de la diversidadmeteorológica; como la temporada de frío, heladas,granizadas, nevadas y friaje en las regiones de la sierra, yselva.

A nivel nacional (Perú) en las dos primerassemanas del mes de enero del año 2011, se notificaron111357 atenciones por IRAs en menores de 5 años, querepresentan una tasa de 378 atenciones por IRA por cada10000 menores de 5 años.

El mayor número de estas atenciones (110 261),fueron por IRAs no complicadas (incluyen infeccionesrespiratorias agudas de vías respiratorias altas: resfríocomún, faringitis aguda, bronquitis aguda y otitis media).

Los episodios de neumonías notificados hasta lasemana 2 fueron 1096, y representan una tasa de casi 4episodios por cada 10 000 menores de 5 años.

Los departamentos con las más altas tasas deneumonía son: Pasco, Ucayali, Callao y Loreto, reportandocasi 3 veces el promedio nacional (entre 8 a 10 atencionespor cada 10 000 menores de 5 años).




Otra afección respiratoria sujeta a vigilanciaepidemiológica es el índrome obstructivo bronquial y elsa . El cincosma total de atenciones en menores de añosnotificadas hasta la semana del año 2011 fue desegunda7982, que representa una tasa de 27 atenciones por cada10000 menores de años.cinco

Cada niño padece unas 6 a 8 IRA anualmenteshasta los cinco años. Este grupo de enfermedades supone30-50 % de las consultas pediátricas en los países pobres y20-40 % de los ingresos hospitalarios en ediatría. (4)p

En el uesto de salud “Las Begonias” del istritop dGregorio Albarracín Lanchipa, se ha reportado comoprimera causa de morbilidad y mortalidad a las IRAS enniños menores de años, nos llevó a estudiarcinco hecho quey evidenciar su frecuencia, así como determinar queenfermedad es la mayor causante de estas infecciones,además de identificar cuáles son los medicamentos másprescritos estas patologías.para

MATERIAL Y MÉTODOS

El presente trabajo niños menoresfue enfocado ade cinco años que acudieron al Laspuesto de saludBegonias de noviembre 2012 a diciembre del 2013. La,población fue de 1371 niños menores de cinco años, de ellose tomó muestra de 350 niños han sufrido por louna quemenos un episodio de IRA. Se tomaron los datos de sush c , , enistoria línicas de acuerdo a los objetivos planteadosfichas de que fueron posteriormenteinformaciónanalizados. Los resultados obtenidos se expresanestadísticamente utilizando media aritmética, tablas delafrecuencia relativas y acumuladas.

RESULTADOS

Tabla Nº 01. Frecuencia de IRAs en menores de cinco años.

Niños menores de cincoaños con o sin ITUS

Niños menoresde cinco años %

Con IRAS 350 25,52Sin IRAS 1021 74,48Total 1371 100,00

Tabla Nº 02. Frecuencia en la prescripción de fármacosPrescripción defármacos

Niños menores decinco años %

Sin prescripción 1021 74,48Con prescripción 350 25,52Total 1371 100,00

Tabla Nº 03. Frecuencia de IRAS de acuerdo al grupo etario

Grupo etar oi Con IRAS % Al 100%0 a 1 años 116 33,14 8,461 a 2 años 77 22,00 5,622 a 3 años 68 19,43 4,963 a 4 años 45 12,86 3,284 a 5 años 44 12,57 3,21Total 350 100,00 25,53

Tabla N° 04. Frecuencia de tipos de IRAS

Tipo de IRAS Con IRAS %Faringoamigdalitis 147 37,98Faringitis aguda 75 19,40Rinofaringitis aguda 70 18,09Amigdalitis aguda 38 9,82Bronquitis aguda 22 5,68Rinitis alérgica 17 4,39Resfrió común 6 1,55Asma bronquial 6 1,55Traqueitis aguda 4 1,03Laringotraqueitis aguda 2 0,51Total 387 100,00

En la tabla Nº01, se aprecia el número de niñosmenores de cinco años totales (1371), que acudieron alPuesto de Salud “Las Begonias”, de las cuales 350presentaron IRA , el cual representa 25,52%. Debemossmencionar que 1021 que representan el 74,48% de niñosmenores de cinco años, no presentaron IRA .s

En la tabla Nº02, se aprecia que la totalidad deniños menores de cinco años con IRA que recibieronsmedicamentos como tratamiento para tal patología, fue el25,52% (350) del total de la población infantil en estudio. Loque también se evidencia, es que 1021 casos que,representan el 74,48% no recibieron medicación alguna.,

La tabla N°03 i s evidencia la ncidencia de las IRAde acuerdo al grupo etar o, y se encontró que el grupo etarioide 0 a 1 años presentó una mayor frecuencia, 33,14 %,seguido del grupo de 1 a 2 años con un 22,00 %, y sicomparamos con la población total de menores de cinco

años, podemos mencionar que el grupo etario de 0 a 1 año yde 1 a 2 años, son los que representan mayores porcentajesde incidencias de IRA , 8,46 y 5,62 respectivamente.s

En la tabla Nº 04 se muestra, la frecuencia de tiposde IRA , y se encuentra que la aringoamigdalitis es la máss ffrecuente, 37,98 % (147), seguido de la aringitis aguda 19,40f% (75), inofaringitis aguda y ronquitis aguda con 18,09 % yr b9,82 % respectivamente.

En la se muestra que el buprofeno entabla N°05 ijarabe es el medicamento más prescrito 25,37 %, seguidopor la amoxicilina de 250 mg en suspensión, clorfenamina yparacetamol jarabe con 19,53 %, 13,45 % y 11,90 %,respectivamente. Casi la totalidad de medicamentos estánrelacionados con IRA ; pero, albendazol en suspensión,sclotrimazol en crema y sulfato ferroso en jarabe con 0,36 %cada uno de ellos indican la presencia de otras patologías.

En la tabla Nº06, se muestra los resultados obtenidosen referencia al número de fármacos prescritos, encontrándoseque es más frecuente la prescripción de dos fármacos con64,17 %, seguido por la de tres fármacos 22,68 %.

En la tabla Nº07, se muestra a las otras patologíasmás frecuentes en los niños menores de cinco años que tienenparalelamente a las IRA , y se evidencia que se ha encontrados36 casos (45,57 %), que han sido prescritas con sulfato ferrosoen suspensión, seguida por la parasitosis intestinal (17,72 %).




DISCUSIÓN

Las infecciones respiratorias agudas (IRA)representan uno de los principales problemas de salud entrelos niños menores de 5 años de los países en desarrollo. En laRegión de las Américas, las IRA se ubican entre las primerasscinco causas de defunción de menores de 5 años yrepresentan la causa principal de enfermedad y consulta a losservicios de salud (2).

La neumonía es la principal causa de muerte en losniños de todo el mundo y la gran mayoría de estas muertesocurren en países en desarrollo. Se estima que cada añofallecen por esta causa 1,4 millones de niños menores decinco años, más que las causadas por el VIH/SIDA, malariay sarampión juntos, lo que supone el 18% de todas lasdefunciones de niños menores de cinco años en todo elmundo (23). Para el año 2010, a nivel global se estimó 1071millones de defunciones por neumonía en menores de 5años (rango de incertidumbre de 977-1176 millones) (13).

Aunque se han hecho estimados globales sobre lasdefunciones por neumonía en los primeros 5 años de su vida(3). La verdadera mortalidad causada por neumonía,probablemente está subestimada, ya que en los países endesarrollo la mayoría de las muertes se presentan en el hogar,sin un diagnóstico médico. El 90% de las muertes se cree queocurre en el mundo en desarrollo y el 50% de ellas seproducen en África. (2)

En América Latina fallecen 72000 niños anualmentepor causa de neumonía, principalmente de etiología

bacteriana. La Organización Panamericana de la Salud (OPS)estima que el causa alrededor deStreptococcus pneumoniae20000 muertes anuales. (20, 21)

En nuestro país, la prevención y control de las IRAen menores de 5 años es una prioridad, no sólo porque son laprimera causa de morbi - mortalidad, sino por la altademanda y el uso frecuente de los servicios de salud.

En la tabla Nº 01, se observa un resultado muyimportante con relación a la Incidencia en la Frecuencia de lasIRAs en niños menores de cinco años que acudieron al P. deS. “Las Begonias”, cuyo resultado es que de 1371 niños, 350resultaron con IRAs el cual es un 25,52 %, valor muy elevado.Hecho que ratifica los numerosos estudios que reportan laasociación entre variaciones climáticas (temperatura del aire yhumedad) y morbimortalidad por enfermedades respiratorias,cardiovasculares y cerebrovasculares, así como la asociaciónentre contaminación ambiental e incremento de la incidenciade asma y enfermedades alérgicas, siendo los extremos de lavida (niños y adultos mayores) los más afectados. Sin embrago,los resultados no son uniformes, a ladebido probablementeinteracción de otros factores como las características socio-económicas y culturales de las poblaciones estudiadas, quetendrían un impacto en las asociaciones mencionadas. (6)

Con relación a la recuencia a laf relacionadaprescripción de medicamentos a niños menores de cincoaños con IRAs (tabla Nº 02), se evidencia que el 25,52 % deniños con IRAs fueron prescritos, valor muy significativorespecto a la totalidad de niños (1371) y ello debido, entremuchos factores la mala alimentación y factores higiénicos, a

Fármaco CASOS %Ibuprofeno jarabe 213 25,37Amoxicilina 250mg jarabe 164 19,53Clorfenamina jarabe 113 13,45Paracetamol jarabe 100 11,90Eritromicina 250mg jarabe 65 7,74SMT/TMT 200/40 suspensión 42 5,00Dextrometorfano jarabe 24 2,86Dexametasona ampolla 22 2,62Paracetamol gotas 20 2,38P. Procainica 1000000ui Amp. 18 2,14Ambroxol 15mg jarabe 10 1,19Azitromicina jarabe 6 0,71Fluimucil 100 Mg sobres 6 0,71Salbutamol Inhalador 6 0,71Loratadina jarabe 6 0,71Bacterol Balsamico jarabe 6 0,71Cetirizina Jarabe 6 0,71Beclometasona inhalador 4 0,48Albendazol suspension 3 0,36Clotrimazol crema 3 0,36Sulfato Ferroso jarabe 3 0,36Total 840 100,00

Tabla N° 5. Fármacos más prescritos Tabla N° 06. Número de fármacos prescritosNúmero de Fármacos Gestantes %

0 2 0,521 24 6,192 249 64,173 88 22,684 21 5,415 4 1,03

Total 388 100,00

Tabla N° 07. Otras enfermedades paralelas a las IRAS

Otras Enfermedades Gestantes %Anemia por deficiencia de Hierro 36 45,57Parasitosis Intestinal 14 17,72Caries Dental 9 11,39Diarrea Acuosa S/DH 6 7,59Estreñimiento 5 6,33Dermatitis Alérgica 4 5,06Micosis Superficial 2 2,53Micosis Cutánea 1 1,27Conjuntivitis 1 1,27Aftas 1 1,27Total 79 100,00




falta de lactancia materna, medio ambiente externo afectadopor contaminación o epidemias y medio ambiente la , elinterno en el hogar. Es muy importante mencionar que estevalor encontrado es mayor al valor propuesto, con más de10,00 %.

En la tabla Nº 03, se puede observar que el 33,14 %de niños menores de cinco años con IRAs pertenecen algrupo etario de 0 a 1 año, es decir, que en este grupo etariohay mayor predominio de IRAs, también es importantemencionar que el porcentaje encontrado en el grupo etariode 1 a 2 años es de 22,00 %, y ello es debido a la corta edad, lamayoría de las IRAs ocurren en el primer año de vida y, sobretodo, en los primeros 6 meses, debido a la inmadurez de lasvías respiratorias y sus mecanismos defensivos, lo quefavorece la mayor gravedad y la predisposición a estasinfecciones. Estos resultados están en correspondencia conlo planteado en la literatura mundial donde se plantea que enlos primeros años de vida el niño tiene menos madurezinmunológica, es decir se defiende menos con relación a lasenfermedades infecto contagiosas y son similares a loreportado en estudios realizados por la OrganizaciónPanamericana de la Salud (OPS) en Bolivia donde la mayorincidencia fue en los niños menores de 2 año con un 76% desla muestra escogida por el autor Benguigui. (3)

Otro estudio similar hecho en Chile por RuthCampillo Moliera (22) en el año 2003 encontró que la,prevalencia por edad en el grupo de 0 a 2 años con una,muestra de 218 niños 77,3% del universo., fue de

La tabla Nº04, evidencia la frecuencia en el tipo deIRA, que la aringoamigdalitis y la aringitis guda conen el f f a37,98 % y 19,40 % respectivamente se presenta con mayor, nfrecuencia, debido la predisposición fisiológica natural de alos niños menores de cinco años. na investigación Urealizada por Gloria Robaina en el Policlínico DocenteMario Escalona Reguera en el año 2001 encontró que el,catarro común y la rinofaringitis aguda prevalecieron con un66% del total de las IRAs (19), al igual que en Candelaria yotros países de y el aribe las IRAs altasAmérica C dondesiguen do predominan en niños menores de cinco años deedad, encabezadas por las infecciones virales y entre ellas larinofaringitis aguda primer orden.de

La tabla Nº05, sobre los fármacos más prescritosen niños menores de cinco años con IRAs, que losmuestramedicamentos más prescritos son el ibuprofeno jarabe,amoxicilina 250 mg jarabe, clorfenamina jarabe yparacetamol jarabe con 25,37 %, 19,53 %, 13,45 % y 11,90 %respectivamente llo hace notar que se siguen los. Eprotocolos del Minister io de Salud, y se hacenrecomendaciones como reposo y aislamiento, dieta ylíquidos, antitérmicos, de la tos (excepcional),controleducación, control de la ansiedad e intercambio deopiniones con los familiares. Dependiendo de la fiebre sehan prescrito amoxicilina 250 mg jarabe con paracetamol oibuprofeno

En el tabla Nº06, se observa la prescripción defármacos en función de su cantidad prescrita, y se encontróque se prescriben dos o tres medicamentos en mayorfrecuencia con un 64,17 % y 22,68 % respectivamente y laspolifarmacias son moxicilina 250 mg jarabe conaparacetamol o ibuprofeno jarabe y clorfenamina jarabe, y la

otra opción ibuprofeno jarabe o paracetamol jarabe conclorfenamina jarabe, dependiendo del tipo de IRA.Obviamente ello está en función de la patología para llegar aun buen tratamiento que erradique la infección.

Finalmente la tabla Nº07, reporta informaciónimportante referida a la presentación paralela de otraspatologías en los niños menores de cinco años con las IRAs,podemos mencionar que es característico la presencia deanemia por deficiencia de hierro, parasitosis intestinal, cariesdental y diarrea acuosa preponderantemente con valores de45,45%, 17,72%, 11,39% y 7,59% respectivamente;patologías características en Tacna especialmente en losconos, ya sea Norte y Sur, debido a la falta de una buenanutrición suplementada con vitaminas y minerales, tambiéna la falta de una buena higiene personal, falta de agua, falta deinstalaciones de alcantarillado.

CONCLUSIONES

Referente a la recuencia de IRAs en niñosfmenores de cinco años en el de “Las Begonias”puesto salud ,e %l 25,52 de niños menores de cinco años presentaronIRAs y el 74,48% no.

Referente a la recuencia en la rescripción def pf puesto salud , eármacos en el de “Las Begonias” l 25,52%representan a niños menores de cinco años que presentanIRAs y que fueron prescritas en el mismo porcentaje.

En referencia a la recuencia de IRAs de acuerdo alfgrupo etar o os niños que están en grupo de 0 a 1 año,i , l elrepresenta el 33,14% y los niños menores de cinco añosnque pertenecen al grupo etar o de 1 a 2 años el 22,00%i .

Con referencia a la frecuencia de IRAs de acuerdoa sus diferentes tipos, se encontró que a aringoamigdalitis l fes la patología que más frecuentemente se presenta, con un37,98% la aringitis aguda representa 19,40% y la; f elr elinofaringitis aguda 18,09%.

Referente al medicamento más prescrito l, a37,50% de niños menores de cinco años con IRA, lesprescribieron buprofeno jarabe al 19,53% les prescribieroni ;a ,moxicilina 250 mg suspensión y al 13,45%, lesprescribieron lorfenamina jarabe.c

Referente al número de medicamentos prescritos,la prescripción de dos fármacos es la más frecuente, 64,17%,seguida de tres fármacos, 22,68 %.

En referencia a otras patologías presentesparalelamente a las IRAs a anemia por deficiencias de, lhierro, representa el 45,57% la parasitosis intestinal, el;17,72% la caries, 11,39% de menor frecuencia son:; . Y lasdiarrea acuosa, estreñimiento, dermatitis alérgica y micosissuperfic ia l , con 7 ,59%, 6 ,33%, 5,06% y 2 ,53%respectivamente.

RECOMENDACIONES

Se recomienda difundir en los padres de familia laimportancia sobre la predisposición que hay en los niñosmenores de cinco años a adquirir fácilmente cualquiertipo de IRA si las condiciones les permite n.

Cuestionar y evitar que los padres de familiaautomediquen el cual puede conllevar al uso a los niños,

Ciencia & DesarrolloCalderón, E. , Incidencia en infecciones respiratorias agudas y prescripción de medicamentos en niños menores de 5 años que acudan al P. S. Las Begonias, Nov.2012-Dic 2013.et al.


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irracional de antibióticos y demás fármacos, conpresencia de RAMS.

Seguida a la prescripción, orientar detenidamente sobresu dosificación, la hora exacta en la que debe tomar elmedicamento, las contraindicaciones que pudiese tener einteracciones.

Realizar rabajos de nvestigación sobre ,t i “fármacovigilancia”para lograr un uso adecuado de los medicamentos,dándole énfasis al uso en niños menoresde los mismosde cinco años.

Ampliar la investigación sobre IRAs en niños menoresde cinco años, otros Centros de Salud dea la RegiónTacna.


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Correspondencia:Edgard Guido Calderón Copa: [email protected]


RESUMEN

En el presente trabajo de investigación se desarrolló en el centro experimental de la granja de cuyes del instituto Superior TecnológicoPúblico Francisco de Paula Gonzales Vigil . El objetivo fue evaluar el comportamiento productivo de cuyes durante su etapa de “ ”crecimiento (15 a 45 días) y de engorde (60-69 días). El consumo de alimento para los periodos de evaluación fue similar en todos lostratamientos, en donde los bloques nutricionales con 14% de alfalfa sobresalieron ante las demás. Según la prueba de DMS losmejores tratamientos los que en su composición poseían 14% de alfalfa. En la variable incremento de peso se encontró que fueronexistía diferencia entre tratamientos únicamente en el periodo de 15 días de evaluación. El Testigo 2 obtuvo el mayor incremento depeso ( lfalfa); mientras el Testigo 1 ( alanceado comercial) y el tratamiento T2 (PC1A2), menor incremento de peso. En cuanto a laa bconversión alimenticia, presentó diferencia estadística entre los tratamientos. En el primer período (15 días), el testigo 2 presentamejor conversión alimenticia. En el segundo periodo (30 días), el tratamiento T9 (PC3A3), tercer periodo (45 días), el tratamiento T8(PC3A2).En el cuarto periodo (60 días), el tratamiento T3 (PC1A3). En el último periodo, el tratamiento T6 (PC2A3).En elrendimiento canal se demostró que no existe diferencia estadística con los tratamientos. El costo de los bloques nutricionales oscilaentre 0,30 a 0,35 USD/kg. El balanceado comercial tiene un costo de 0,45 USD/kg y la alfalfa de 0,95 USD/kg lo que indica quealimentar a los cuyes con bloques nutricionales es la alternativa más económica.

Palabras lavec : bloques nutricionales, conversión alimenticia, rendimiento de carcasa, costo de producción

ABSTRACT

In this research, developed in the experimental center of the guinea pigs farm from the “Francisco de Paula Gonzales Vigil” Public HigherTechnological Institute. The aim was evaluate the productive behavior of guinea pigs during their growth (15 to 45 days) and fattening (60-69days) stages. The food consumption for the periods of evaluation was similar in all the treatments, where the nutritional blocks with 14 % ofalfalfa stood out before others. According to DMS's test the best treatments were those that in their composition had 14 % of alfalfa. In thevariable increase in weight, it was found a difference between treatments only in the period of 15days of evaluation. The witness 2 obtained themajor increase of weight (alfalfa); while the witness 1 (commercial feed) and the treatment T2 (PC1A2), minor increase in weight. As for thefood conversion, there was a statistical difference between the treatments. In the first period (15 days), the witness 2 presents better foodconversion. In the second period (30 days), the treatment T9 (PC3A3), third period (45 days), the treatment T8 (PC3A2). En the fourth period(60 days), the treatment T3 (PC1A3) .In the last period, the treatment T6 (PC2A3) .In the channel performance It was shown that there is nostatistical difference with the treatments. The cost of the nutritional blocks ranges from 0, 30 to 0,35 USD/kg. The commercial feed costs 0,45USD/kg and alfalfa 0, 95 USD/kg showing that feed guinea pigs with nutritional blocks is the most economic alternative.

Key words: nutritional blocks, food conversion, carcass yield, cost of production

EVALUACIÓN DEL COMPORTAMIENTO PRODUCTIVO DE CUYES(Cavia porcellus) EN LAS ETAPAS DE CRECIMIENTO Y ENGORDE,

ALIMENTADOS CON BLOQUE NUTRICIONAL Y ALFALFA

EVALUATION OF CUYES' (GUINEA PIGS - ) PRODUCTIVECavia porcellusBEHAVIOR IN THE OF GROWTH AND FATTENING STAGES WHEN

THEY ARE FED ON NUTRITIONAL BLOCK AND ALFALFA

1 2 Rosario del Pilar Telles VelásquezHugo Flores Aybar;


23

desarrollo normal del cuy. Los continuos incrementos deprecios en las materias primas agrícolas para la fabricaciónde alimentos concentrados han ocasionado un aumentodesproporcionado en este tipo de alimentos, haciéndosedifícil mantener una producción animal, económicamentesostenible. El uso de bloques nutricionales conjuntamentecon otro tipo de alimento, permite no sólo detener la pérdidade peso de los animales, durante épocas en que existe escasezde forraje y pasto, sino que se puede obtener importantes

1 Maestría en Fisiopatología, Médico Veterinario y Zootecnista. Facultad de Ciencias Agropecuarias de la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann.Tacna-Perú.2 Magister en Producción y Salud Animal, Médico Veterinario y Zootecnista. Facultad de Ciencias Agropecuarias de la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann.Tacna-Perú.


INTRODUCCIÓN

La mayor parte de explotación de cuyes es demanera poco tecnificada. Su alimentación está en función dela disponibilidad de forraje verde, desperdicios de cocina,residuos de cosecha, lo que implica disponer animales conbajo peso al sacrificio, y con tiempos prolongados de saca,ligado a la escasez de alimentos en determinadas épocas delaño y todos ellos son factores que repercuten en el

Flores, H y Telles, R., Evaluación del comportamiento productivo de cuyes en las etapas de crecimiento y engorde, alimentados con bloque nutricional y alfalfa.

incrementos, dando como resultado una mayorproductividad. Al mejorar el nivel nutricional de los cuyes sepuede intensificar su crianza, aprovechar su precocidad,prolificidad, así como su habilidad reproductiva. Los cuyescomo productores de carne precisan el suministro de unaalimentación completa y bien equilibrada, que no se logra alsuministrar únicamente forraje, a pesar de que el cuy tieneuna gran capacidad de consumo. Para solucionar esteproblema se propone elaborar alimento concentrado enforma de bloques nutricionales, con todos los nutrientes quenecesita el cuy, de una manera más segura y económica, fácilde realizar y que genere un animal de mayor peso y calidad.Este suplemento puede sustituir a los concentrados,obteniéndose un margen importante de utilidad yproductividad.

MATERIALES Y MÉTODOS

Población y muestra de estudioSe procedió a seleccionar 40 cobayos, entre

machos y hembras, de la línea Perú, destetados con 12 díasde edad promedio, procedentes de la Granja de Cuyes delInstituto Tecnológico Francisco de Paula González Vigil.Los animales han sido identificados con aretes dentro decada unidad experimental.

Variables de estudio

Ganancia de pesoSe tomaron pesos individuales semanales desde el

inicio del experimento hasta que alcancen el kilo de pesovivo, entre la segunda y la octava semana.

Índice de conversión alimenticiaEl índice de conversión alimenticia (ICA) resulta

de dividir el consumo total de materia seca entre la gananciade peso total en cada unidad experimental.

CA= consumo de alimento semanal (g) Ganancia de peso semanal (g)

Eficiencia alimenticiaEs la cantidad de gramos de alimento ingerido para

producir un kilogramo de carne.

EA= consumo de alimento Kg de carne

Rendimiento de carcasaPara el rendimiento de carcasa, los animales

beneficiados sometidos a un ayuno de 24 horas, Se utilizaron2 animales por tratamiento.

Rendimiento de carcasa (%)= peso de carcasa x100 % peso vivo con ayuno

Evaluación económicaSe estimó el costo de cada tratamiento entre el

costo de producción y el costo de cada unidad experimental.

Técnicas y métodos de trabajoLos grupos de cuyes recibieron raciones

experimentales. Fueron subdivididas en alfalfa fresca ybloques nutricionales, dos veces al día. Los cuyes se pesaroncada semana. Antes de proporcionar alimento nuevo. Losdatos obtenidos fueron registrados en fichas. Además loscuyes fueron desparasitados antes de la experimentación.

TratamientosProbaron once tratamientos, que resultaron de la

combinación de los dos factores y los tres niveles, más dostestigos: balanceado comercial y alfalfa.

Diseño experimentalSe utilizó el Diseño Completamente al Azar con

arreglo factorial (AxB)+2, en el que A corresponde abloques nutricionales alfalfa y B corresponde a Alfalfa, másdos testigos que corresponden a balanceado comercial yalfalfa, respectivamente.

Características del experimentoNúmero de repeticiones: 3Número de tratamientos: 11Unidades experimentales: 3

Recolección de DatosEn el experimento se utilizó 40 cuyes destetados,

tanto hembras como machos, de 12 días de edad, del tipo 1.

RESULTADOS

En la tabla N°01 se observa los pesos promediosentre tratamientos donde el mayor peso promedio es 250,43g y el menor peso promedio es 219,33 g obtenidos al iniciode la investigación.

En la tabla N°02 se observa que no existesignificación estadística entre tratamientos, interacciónentre factores, testigo vs demás tratamientos y testigo 1 vstestigo 2. El coeficiente de variación es de 9,87%.

En la tabla N°03 se observa los pesos promediosentre tratamientos donde el mayor peso promedio es1028,67 g y el menor peso promedio es 907,67 g obtenidos alfinal de la investigación.

En la tabla N° 04 se observa que existe diferenciaaltamente significativa entre tratamientos, estos valoressometidos a la prueba estadística de Duncan al 5%.

Tabla N 01.o Pesos promedio de los cuyes al nicio del ensayoi

Tratamiento Repeticiones MediaI II III

PC1A1 237,70 238,30 190,70 666,70 222,23

PC1A2 224,70 218,00 215,30 658,00 219,33

PC1A3 215,70 254,70 234,70 705,10 235,03

PC2A1 255,00 229,00 265,70 749,70 249,90

PC2A2 292,00 222,70 220,30 735,00 245,00

PC2A3 232,00 226,70 243,30 702,00 234,00

PC3A1 206,70 249,70 286,30 742,70 247,57

PC3A2 231,30 247,00 273,00 751,30 250,43

PC3A3 211,00 205,00 249,30 665,30 221,77

Testigo 1 216,70 252,30 247,70 716.70 238,90

Testigo 2 220,70 219,70 239,00 679,40 226,47

Media (g) 231,23 233,01 242,30 706,54 235,51




En la figura N°01 se observa el aumento de pesoentre tratamientos, siendo el tratamiento con mayor peso de1028,70 gramos (PC1A2) y el menor con 907,67 gramos(PC2A3)

En la tabla N°05 se observa que el consumo dealimento va en aumento progresivo en relación con elcrecimiento de los cuyes. Es decir que a menor edad elconsumo es menor en comparación de un animal adulto.

En la tabla N°06 se observa que existe diferenciaaltamente significativa entre tratamientos en los periodos 15,30,60 y 69 días de la investigación al 5% para tratamientos.

En la tabla N°07 se observa que la conversiónalimenticia va en aumento progresivo en relación con elcrecimiento de los cuyes. Es decir a menor edad laconversión alimenticia es menor en comparación de unanimal adulto.

Fuentes de Variación GL SC CM FC 0,05 0,01

Total 32 16838,42

Tratamientos 10 4163,45 416,34 0,77 NS 2,30 3,26

Factor PC 2 1560.69 780,34 1,44 NS 3,44 5,72

Factor A 2 477,98 238,99 0,44 NS 3,44 5,72

Interacción PCxA 4 1834,21 458,55 0,84 NS 2,82 4,31

Testigo vs Otros 1 58,68 58,68 0,11 NS 4,3 7,95

Test 1 vs Test 2 1 231,88 231,88 0,43 NS 4,3 7,95

Error Experimental 22 11897,26 540,78

C.V=9,87%

Tabla N 02:o Análisis de la varianza para peso al inicio de laevaluación

Nota. La nomenclatura utilizada para el análisis varianza fue la siguiente:* Significativo al 5%** Significativo al 1%NS: No significativoCV: Coeficiente de variación

Tratamiento Repeticiones Media (g)

I II III

PC1A1 989 998 987 2974 991,33

PC1A2 998 1090 998 3086 1028,67

PC1A3 876 927 936 2739 913,00

PC2A1 905 929 999 2833 944,33

PC2A2 1017 1003 986 3006 1002,00

PC2A3 935 889 899 2723 907,67

PC3A1 956 967 964 2887 962,33

PC3A2 899 907 956 2762 920,67

PC3A3 977 914 932 2823 941,00

Testigo 1 978 934 973 2885 961,67

Testigo 2 947 978 987 2912 970,57

Media (g) 952 958 965 958,48

Tabla N 03.o Peso promedio de los cuyes alcanzados al finalde la investigación

Tabla N 04.o Análisis de la varianza para peso al final de laevaluaciónFuentes de Variación SC CM FC 0,05 0,01

Total 32 64310,62

Tratamientos 10 43969,63 4396,96 4,97** 2,30 3,26

Factor PC 2 6340,67 3170,33 3,59* 3,44 5,72

Factor A 2 19134,89 9567,44 10,85** 3,44 5,72

Interacción PCxA 4 17947,11 4486,78 5,08** 2,82 4,31


Test 1 vs Test 2 1 118,82 118,82 0,13 NS 4,30 7,95


C.V=9,87%

Figura N 1.o Medias ponderadas de la variable peso al final de la investigación


Ciencia & DesarrolloFlores, H y Telles, R., Evaluación del comportamiento productivo de cuyes en las etapas de crecimiento y engorde, alimentados con bloque nutricional y alfalfa.

En la tabla N°08 se observa que existe diferenciaaltamente significativa entre tratamientos en los periodos 15, 30,69 días y diferencia significativa en el período de 60 días de lainvestigación al 5% para tratamientos.

En la tabla N°09 se observa promedios dedigestibilidad, la cual varía de acuerdo a cada uno de lostratamientos, registrándose la menor digestibilidad a los 15 díasy la mayor digestibilidad a los 69 días.

En la tabla N°10 se observa que existe diferenciasignificativa al 1% para tratamientos y para factor A, a los 60 díasde evaluación, no existe diferencia significativa en los demásperiodos de evaluación.

En la tabla N 11 se observa el rendimiento del canalo

registrando el mayor rendimiento en el tratamiento PC1A3 con234,09 g y el menor rendimiento el tratamiento PC3A3 con214,07 g .

En la tabla N°12 se observa que al 1% paratratamientos y para el factor A, a los 60 días de evaluación noexiste diferencia significativa entre tratamientos.

En la tabla N°13 se observa las característicasorganolépticas de la carne de cuy, mediante la prueba de

30 días 45 días 60 días 69 días Total Media (g)

312,34 375,85 391,36 421,19 1658,95 337,19

315,69 362,64 397,24 430,04 1713,83 342,77

312,81 354,73 377,82 401,75 1651,15 330,23

316,30 353,88 384,79 409,58 1671,74 334,35

312,84 361,25 396,55 423,76 1699,81 339,96

308,55 351,83 371,37 397,47 1632,49 326,50

313,54 360,62 388,40 412,08 1678,63 335,73

311,13 354,38 377,46 401,20 1649,47 329,89

306,31 350,90 380,26 403,77 1643,31 328,66

319,04 369,58 413.46 438,01 1751,48 350,30

333,65 360,05 405,45 430,20 1758,91 351,78

3462,20 3937,71 4284,16 4569,05 18536,77 3707,35

314,75 357,97 389,47 415,37 1685,16 337,03

Tabla N 07.o Conversión alimenticia durante el periodo. 15,30, 45, 60 y 69 días de iniciado la investigación

Tabla N°05. Consumo promedio de alimento expresado enmateria seca

Tabla N 06.o Análisis de varianza para la variable consumode alimento expresado en materia seca a los 15, 30, 45, 60 y69 días del ensayo

FCFuentes de variación GL Evaluación

15 días 30 días 45 días 60 días 69 díasTotal 32

Tratamientos 10 10,23** 6,70** 2,56* 9,12** 8,69**

Factor PC 2 0,35 NS 1,09 NS 0,73 NS 1,96 NS 4,91*

Factor A 2 1,29 NS 2,60 NS 3,21 NS 9,23** 11,07**

Interacciones PCxA 4 0,52 NS 0,77 NS 1,10 NS 3,36* 3,84*

Testigo vs Otros 1 68,88** 42,64** 9,57** 53,64** 38,49**

Test 1 vs Test 2 1 28,08** 13,84** 3,80* 1,76 NS 1,37 NS

Error Experimental 22

Medias 207,60 314,74 357,97 389,47 415,37

C.V 2,02 1,53 1,67 1,90 1,97

Tabla N 08.o Análisis de la varianza para la variable conversiónalimenticia realizada a los 15, 30, 45, 60 y 69 días del ensayo

Tratamiento 15 días 30 días 45 días 60 días 69 días Media

PC1A1 1,07 1,42 1,67 2,04 2,72 1,78

PC1A2 1,20 1,47 1,72 1,93 2,70 1,80

PC1A3 1,12 1,41 1,63 1,91 2,92 1,80

PC2A1 1,11 1,43 1,64 1,96 2,74 1,78

PC2A2 1,12 1,39 1,69 2,09 2,71 1,80

PC2A3 1,05 1,34 1,59 2,06 2,57 1,72

PC3A1 1,10 1,41 1,66 2,14 3,06 1,87

PC3A2 1,14 1,41 1,58 2,01 2,69 1,77

PC3A3 1,05 1,32 1,58 1,97 2,65 1,71

Testigo 1 1,16 1,48 1,73 2,24 3,36 1,99

Testigo 2 1,11 1,62 1,71 2,17 3,20 1,96

Total 12,23 15,70 18,20 22,52 31,32 19,98

Media 1,11 1,43 1,65 2,05 2,85 1,82

FCFuentes de Variación GL Evaluación


Tratamientos 10 4,96** 7,84** 2,87* 3,18* 3,99**

Factor PC 2 2,18 NS 3,14 NS 3,30 NS 1,75 NS 0,91 NS

Factor A 2 0,24 NS 5,14* 3,38 NS 1,01 NS 1,09 NS

Interacciones PCxA 4 1,07 NS 0,97 NS 1,50 NS 2,17 NS 1,69 NS

Testigo vs Otros 1 7,93* 46,52** 9,25** 16,88** 28,43**

Test 1 vs Test 2 1 32,53** 11,51** 0,13 NS 0,72 NS 0,73 NS


Medias 2,08 1,43 1,66 2,05 2,85

C.V 15,04 3,38 3,38 4,95 7 72,

Tabla N 09.o Promedios de digestibilidadTratamiento 15 días 30 días 45 días 60 días 69 días Total Media

PC1A1 58,50 65,09 68,45 69,45 69,34 330,83 66,17

PC1A2 60,77 55,89 64,37 68,12 70,80 319,95 63,99

PC1A3 55,87 61,84 67,55 73,50 66,83 325,59 65,12

PC2A1 55,90 59,04 69,57 73,70 66,28 324,49 64,90

PC2A2 58,66 57,77 71,07 67,90 69,87 325,27 65,05

PC2A3 58,66 62,08 70,37 79,83 71,39 342,33 68,47

PC3A1 59,99 61,40 64,81 72,81 72,67 331,68 66,34

PC3A2 57,23 59,29 68,50 74,94 73,20 333,16 66,63

PC3A3 62,89 62,87 73,75 72,81 69,41 341,73 68,35

Testigo 1 60,62 58,03 73,73 69,34 69,82 331,54 66,31

Testigo 2 58,63 58,36 68,74 70,64 68,15 324,52 64,90

Total 647,72 661,66 760,91 793,04 767,76 3631,09 726,22

Media 58,88 60,15 69,17 72,09 69,80 330,10 66,02




FCFuentes De Variación GL Evaluación


Tratamientos 10 0,90 NS 0,93 NS 1,09 NS 2,48* 1,11 NS

Factor PC 2 0,79 NS 0,27 NS 1,18 NS 2,21 NS 1,68 NS

Factor A 2 0,19 NS 2,48 NS 0,85 NS 4,00* 0,91 NS

Interacciones PCxA 4 1,60 NS 0,66 NS 1,04 NS 2,51 NS 1,31 NS

Testigo vs Otros 1 0,25 NS 1,19 NS 1,24 NS 2,18 0,38 NS

Test 1 vs Test 2 1 0,40 NS 0,01 NS 1,45 NS 0,17 0,32 NS


Medias 58,91 60,15 69,15 72,09 69,80

C.V 6,56 8,07 7,34 5,36 5,14

Tratamiento Repeticiones Total MediaI II III

PC1A1 74,07 80,75 73,50 228,32 76,11

PC1A2 77,94 74,68 67,31 219,93 73,31

PC1A3 79,59 77,78 76,72 234,09 78,03

PC2A1 77,86 69,64 79,14 226,64 75,55

PC2A2 66,16 78,03 74,46 218,65 72,88

PC2A3 73,88 71,49 73,81 219,18 73,06

PC3A1 77,39 74,31 73,49 225,19 75,06

PC3A2 71,56 73,71 74,51 219,78 73,26

PC3A3 70,69 71,02 72,36 214,07 71,36

Testigo 1 71,20 75,41 78,33 224,94 74,98

Testigo 2 77,76 70,32 68,77 216,85 72,28

Total 818,10 817,14 812,40 2447,64 815,88

Media 74,37 74,29 73,85 222,51 74,17

Fuentes de Variación GL SC CM FC 0,05 0,01

Total 32 427,41

Tratamientos 10 113,79 11,38 0,80 NS 2,30 3,26

Factor PC 2 33,03 16,51 1,16 NS 3,44 5,72

Factor A 2 26,65 13,32 0,94 NS 3,44 5,72

Interacciones PCxA 4 41,07 10,27 0,72 NS 2,82 4,31


Test 1 vs Test 2 1 10,91 10,91 0,77 NS 4,30 7,95


Tabla N 13. Características organolépticas de la carne de cuyo

Característica GL X 5% 1%

Color 10 8,32 NS 18,3 23,2

Olor 10 18,31* 18,3 23,2

Sabor 10 25,00** 18,3 23,2

Grasa corporal 10 13,44 NS 18,3 23,2

Textura 10 4,71 NS 18,3 23,2

Tabla N 11.o Rendimiento del canal

Tabla N 12.o Análisis de varianza para la variablerendimiento canal

Tabla N 10.o Análisis de la varianza para la variabledigestibilidad durante los periodos 15,30, 45, 60 y 69 días deevaluación

Tabla N 14.o Costo de los bloques nutricionales etapa decrecimientoFase Inicial kg en dieta Costo kg USD Costo total USD

PC1A1 56,91 0,32 18,21

PC1A2 57,78 0,31 17,91

PC1A3 56,22 0,32 17,99

PC2A1 56,79 0,33 18,74

PC2A2 57,42 0,33 18,95

PC2A3 55,57 0,33 18,34

PC3A1 57,00 0,34 19,38

PC3A2 56,18 0,34 19,10

PC3A3 55,77 0,35 19,52

Total 509,60

Freedman, se encontró que existe diferencia significativa al5% para la característica sabor y al 1% para la característicaolor; lo que nos indica que las variables sabor y olor fuerondiferentes en los cuyes evaluados. No existe diferenciasignificativa para las características Color, Grasa Corporal y

Fase Inicial Kg en dieta Costo Kg USD Costo total USD

PC1A1 18,95 0,42 7,96

PC1A2 19,35 0,43 8,32

PC1A3 18,08 0,40 7,23

PC2A1 18,43 0,41 7,56

PC2A2 19,07 0,42 8,01

PC2A3 17,89 0,40 7,16

PC3A1 18,54 0,41 7,60

PC3A2 18,05 0,40 7,22

PC3A3 18,17 0,40 7,27

Total 166,53 68,32

Tabla N°15. Costo de elaboración de los bloquesnutricionales etapa de engorde.

Textura, lo que indica que para estas características lostratamientos fueron estadísticamente iguales.

En la tabla N°14, se observa los costos deelaboración de los bloques nutricionales para la fase decrecimiento el cual varía de acuerdo a cada uno de lostratamientos reportándose el menor costo para eltratamiento PC1A3 con 17,91 soles y el mayor costo para eltratamiento PC3A3 con 19,52 soles. Resultando mejor eltratamiento PC1A3 por ser de menor costo.

En la tabla N°15 se observa los costos deelaboración de los bloques nutricionales para la fase deengorde la cual varía de acuerdo a cada tratamiento,reportándose el menor costo para el tratamiento PC2A3 con7,16 soles y el mayor costo para el tratamiento PC1A2 con8,32 soles.


Ciencia & DesarrolloFlores, H y Telles, R., Evaluación del comportamiento productivo de cuyes en las etapas de crecimiento y engorde, alimentados con bloque nutricional y alfalfa.

DISCUSIÓN

Chauca (2005), INIPA CIPA XII EstaciónExperimental Agropecuaria, en los cuyes de la línea Perú,reportó el mayor incremento de peso, 361,3 g, grupoalimentado con forrajes y concentrados comerciales, con325,2 g el grupo alimentado con forrajes sin gallinaza yestiércol. Estos resultados son superiores estadísticamente alos encontrados en el presente estudio.

Chauca (2007), la Universidad Nacional del Centrodel Perú, en la Granja Agropecuaria de Yauris 2005, reportóa los 56 días de experimentación, pesos promedios de:273,7g; 315g; 330g y 336,3 g para los tratamientos 1, 2, 3 y 4respectivamente; que al análisis de varianza no hubosignificación estadística en comparación con los resultadosencontrados en nuestro estudio. En cuanto a la conversiónalimenticia reportada en los tratamientos fue: T1: 5,9;T2:6,6; T3:7,5 y T4:8,04. Mientras la evaluación de dichosíndices productivos se realizó hasta los 69 días,encontrándose resultados diferentes, esto probablemente sedeba a la formulación de dichos bloques y al factorclimatológico.

Torres (2006), reportó que la conversiónalimenticia, obtenida a las 9 semanas de edad fue de 2,75;Inga (2008), obtuvo conversiones de 2,86; resultadossimilares a los obtenidos en el presente trabajo.

Referente al rendimiento de carcasa, fue de 71,5%,similar a lo reportado por Inga (2008) que obtuvo 71,8%.

Chauca (1994), en cuyes sin ayuno, muestranrendimientos de 54,48%; con 24 horas de ayuno seincrementa a 64,37%, debido a que el efecto del tiempo deayuno antes del sacrificio influye en el contenido de ladigesta en el tracto. El beneficio de los cuyes es similar paralos tres tratamientos de 15, 25 y 60 semanas de edad,mientras que el peso para el mercado nacional se logra a las 8semanas de edad, y no a las 12 semanas, esto debido a laalimentación en base a bloques alimenticios, con unadecuado nivel de energía digestible.

CONCLUSIONES

El consumo de alimento para cada uno de los periodosde evaluación fue similar en todos los tratamientos, endonde las formulaciones de los bloques nutricionales con14% de alfalfa sobresalieron ante las demás, verificadopor la prueba de DMS (prueba de cuadrados medios) quecomprobó que era el mejor tratamiento.

En la variable incremento de peso se encontró que existediferencia entre tratamientos únicamente en el periodode 15 días de evaluación, en donde el Testigo 2 obtiene elmayor incremento de peso (alfalfa), entre tanto, elTestigo 1 (balanceado comercial) y el tratamiento T2

(PC1A2) tuvieron menor incremento de peso. En la conversión alimenticia, existió diferencia

estadística entre tratamientos de evaluación, siendo, en elprimer periodo (15 días), el testigo 2 el que presentamejor conversión alimenticia; en el segundo periodo (30días), el tratamiento T9 (PC3A3); en el tercer periodo (45días), el tratamiento T8 (PC3A2); en el cuarto periodo(60 días), el tratamiento T3 (PC1A3); y en el últimoperiodo el tratamiento T6 (PC2A3).

En cuanto al rendimiento de la carcasa, se demostró queno existe diferencia estadística entre los tratamientos, loque quiere decir que todos los tratamientos son igualesestadísticamente.

El costo de los bloques nutricionales oscila entre 0,30 a0,35 soles/kg. El balanceado comercial tiene un costo de0,45 soles/kg. y la alfalfa tiene un costo de 0,95 soles/kg,lo que indica alimentar cuyes con bloques nutricionaleses la alternativa más económica.

RECOMENDACIONES

Realizar estudios sobre la elaboración de bloquesnutricionales en base a otras materias primas existentes enel sector, donde se realice la crianza de cuyes, para reducirlos costos de producción.

Al no encontrar diferencias entre los bloquesnutricionales suministrados, el balanceado comercial y laalfalfa; se puede utilizar los bloques de una manera segurapara la alimentación de cuyes.

Realizar estudios sobre la conservación de los bloquesnutricionales, para su posible comercialización.


Chaucha (1994),, L. Evaluación de dos niveles de energía en elcrecimiento de cuyes destetados, con raciones en base a alfalfa,afrecho y harina de pescado. Tesis del ProgramaProfesional de Medicina

Chauca (2005),, L. Evaluación de dos niveles de energía y tres deproteína en el crecimiento de cuyes destetados, con raciones enbase a alfalfa, maíz, afrecho, soya y harina de pescado. Tesisdel Programa Profesional de Medicina

Chauca (2007),, L. Comportamiento de Cuatro Raciones paraCobayos en crecimiento.- Tesis Universidad NacionalAgraria la Molina Lima Perú.

Inga (2008),, R. Tres niveles de Proteína y dos de Energía enRaciones para Cuyes en Crecimiento.- Tesis UniversidadNacional Agraria la Molina Lima Perú.

Torres (2006), A. Evaluación biológica y económica de cinco racionesalimenticias para cuyes en la Irrigación Majes. Tesis delPrograma Profesional de Medicina Veterinaria de laUCSM. Arequipa-Perú.




Correspondencia:Hugo Flores Aybar: [email protected] Telles Velásquez: [email protected]


RESUMEN

Se realizó el aislamiento de 31 cultivos bacterianos a partir de las fuentes termales de Calientes, seleccionándo los cultivos quepresentaron diámetros significativos de las zonas de hidrólisis y la mayor actividad de endoglucanasas en cultivo sumergido,inducidas con CMC 1 %. Las B12N y B20Acepas seleccionadas tienen una actividad máxima de endoglucanasas termoestables, coninterés industrial, de la cepa B12N presenta la0,56 UI ml a 67,5 °C y un pH 5,9 y 0,27 UI ml a 59,5 °C y un pH 6,4 respectivamente;-1 -1

mayor pureza enzimática con 18,66 UI mg de proteína.-1 Además se presentó una similitud con el gen ARNr 16S de sp. alGeobacillus99 % y con el de al 97 % para la cepa B12N y B20A respectivamente tras su secuenciamiento.Bacillus licheniformis

Palabras clave: Bacillus licheniformis, Geobacillus endoglucanasas, gen ARNr 16S, sp., termoestables.

ABSTRACT

Isolation of 31 bacterial cultures were performed from Calientes hot springs, selecting the cultures that showed significant diametersof hydrolyzed zones and the highest amount of endoglucanases activity in submerged culture, induced with CMC 1 %. The selectedstrains B12N and B20A have a maximum activity of thermostable endoglucanases, with an industrial importance, of 0,56 UI ml at-1

67,5 ºC and pH 5,9 and 0,27 UI ml at 59,5 ºC and pH 6,4 respectively; the strain B12N presents the highest enzyme purity with 18,66-1

UI mg of protein. Also was presented a similarity with the 16S rRNA gene of sp. at 99 % and with-1 Geobacillus Bacillus licheniformisat 97 % for the strain B12N and B20A respectively after their sequencing.

Key words: Bacillus licheniformis, Geobacillus endoglucanases, 16S rRNA gene, sp., thermostables..

AISLAMIENTO E IDENTIFICACIÓN DE BACTERIASCELULOLÍTICAS TERMÓFILOS DE GÉISERES NATURALES

DE CANDARAVE - TACNA

ISOLATION AND IDENTIFICATION OF THERMOPHILIC CELLULOLYTICBACTERIA FROM NATURAL GEYSERS CANDARAVE - TACNA

1 Helena Beatriz Zapata Málaga; Roberto Castellanos Cabrera2


29

microorganismos tengan celulasas extracelulares que seanfácilmente recuperables del sobrenadante del cultivo (Lyndet al., 2002), además de mantener su actividad hidrolítica anteuna serie de factores físicos y químicos que limitan suaplicación a nivel industrial, como las elevadas temperaturasde reacción.

Siendo consideradas las bacterias termófilasprometedoras en la degradación de celulosa, por latermoestabilidad de sus enzimas, es de gran importancia laselección de estos microorganismos con una eficienteactividad celulolítica para obtener sustancias biológicamenteactivas con interés biotecnológico e industrial.

Con la identificación de microorganismos conutilidad económica, se proveerá a las fuentes termales deCalientes, de la provincia de Candarave, departamento deTacna, un valor económico en términos de riqueza genética.


Ubicación y delimitación del área de estudioEl área de estudio comprendió la zona geotermal

de Calientes, ubicada en la provincia de Candarave, región

1 Biólogo Microbiólogo. Laboratorio de Bioquímica y Nutrición, Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann. Tacna-Perú.2 Bioquímico. Laboratorio de Bioquímica y Nutrición, Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann. Tacna-Perú.

INTRODUCCIÓN

La importancia del estudio de la diversidadmicrobiana radica en la participación activa sobre los ciclosbiogeoquímicos, gracias a la cual se recupera y reciclamateria y energía por medio de enzimas y complejosenzimáticos específicos que poseen dichos microorganismos,entre ellos se encuentran los microorganismos celulolíticosen el reciclaje de la celulosa (Hongpattarakere, 2002), la cuales una de las moléculas poliméricas más abundantes en labiósfera (Martínez 2005; Pérez 2002; Hernándezet al., et al.,et al., 1999) y con alto potencial de bioconversión abiocombustibles (Bhalla ., 2013).et al

La hidrólisis eficiente de la celulosa implica laoperación secuencial y la acción sinergista de al menos tresenzimas. De acuerdo al sitio en el que cortan la fibrilla decelulosa se clasifican en tres grandes grupos: endo β -1,4glucanasas (β -1,4 glucano glucanohidrolasa), exo β -1,4celobiohidrolasas y las β -1,4 glucosidasas (Lymar ., 1995;et alZhang , 2006). Estas enzimas pueden ser secretadas poret al.una serie de microorganismos como hongos y bacterias, sinembargo la utilización de la celulosa requiere que los


Zapata, H. y Castellanos, R., Aislamiento e identificación de bacterias celulolíticas termófilos de géiseres naturales de Candarave - Tacna.

Tacna, la cual se encuentra a 4 400 msnm, al occidente de lacordillera de los Andes en el sur de Perú (Cruz 2010).et al.,

En dicha zona se encuentran las ocho fuentestermales muestreadas, las cuáles mostraron las más altastemperaturas de 60 a 88 ºC, pH entre 7,1 y 7,5 y teníanpresencia de tapetes microbianos, biopelículas y fango.

Colección de muestraSe colectaron en total 1 L (de 2 puntos de muestreo

por fuente termal) de las muestras de fango, biopelículas otapetes microbianos de las 8 fuentes termales de Calientes yfueron transportadas en termos estériles de 1 L para suprocesamiento.

AislamientoSe realizó un enriquecimiento de la biodiversidad

procariota termofílica con actividad de celulasas de lasmuestras con el método modificado de Kublanov .et al(2009). Se agregó a las muestras 1 % (p/v) de celulosamicrocristalina y se incubó a 100 rpm, por 14 días a 70 °Cpara las muestras T1 - T5 y a 60 °C para las muestras T6 - T8.Luego se procedió a la siembra por incorporación de lamuestra y se incubó a 60 °C por 10 días. El medio deaislamiento contenía por litro: (NH4) SO 11,7 g, KH PO42 4 2

3,7 g, MgSO .7H O 0,6 g, CaCl .2H O 0,8 g, extracto de4 2 2 2

Levadura 0,5 g, peptona 0,5 g, FeSO .7H O 500 mg,4 2

MnSO .H O 160 mg, ZnSO .7H O 140 mg, CoCl.6H O 3704 2 4 2 2

mg, CMC 10 g y agar 20 g; el pH fue ajustado a 7 con NaOH1 N.

Las colonias crecidas fueron estriadas para luegoser almacenadas en agar nutritivo y conservadas a 4 °C. Parala identificación microscópica se realizó la coloración Gram.

Actividad cualitativa de celulasasFue desarrollada en base al método de Teather y

Wood (1982). Para ello, se sembró por incorporación 20 µlde inóculo (D.O. de 0,3) en 150 µl de medio de producciónde celulasas descrito por Mandels y Reese (1957): (NH ) SO4 2 4

0,14 %, KH PO 0,2 %, MgSO .7H O 0,03 %, CaCl 0,03 %,2 4 4 2 2

Co(NH ) 0,03 %, FeSO .7H O 500 mg L , MnSO .H O 1602 2 4 2 4 2-1

mg L , ZnSO .7H O 140 mg L , CoCl 200 mg L , peptona-1 -1 -14 2 2

0,1 %, extracto de levadura 0,1 %, CMC 0,5 %, se agregóagar al 2 % (p/v), se ajustó el pH a 7 con NaOH 1N. Sesembró en microplacas ELISA de fondo plano de 96 pozos(LabSource, Arbor, IL, USA) y se incubaron a 60 °C por 72h. El contenido de cada pocillo (después de comprobar elcrecimiento del microorganismo) se retiró con un sacabocadoestéril y se colocó sobre placas de vidrio, que contenían losmedios sólidos con el sustrato de celulasas (Meza et al., 1995),incubándose a 70 °C en baño María por 4 h.

Los medios sólidos con el sustrato para celulasascontenían: CMC al 0,5 % (p/v) y agar al 2 % (p/v) disueltosen tampones a pH 4,8; 7,4; 8,4 y 9,4 a 0,05 M de acetato desodio, fosfato de sodio, barbital - HCl y glicina NaOHrespectivamente.

Para el revelado de las zonas de hidrólisis por lascelulasas, se agregó una solución de Rojo Congo al 0,1%(p/v) hasta cubrir toda la placa, se dejó a temperaturaambiente por 15 min y luego se retiró el exceso de colorantelavando con NaCl 1 M. Se evidenció la actividad enzimática

por la difusión de la enzima, presente en el disco de agarsobre el medio de tamizado por la presencia de zonastransparentes no teñidas.

Actividad cuantitativa de celulasasSe inoculó 3 % (v/v) de caldo nutritivo con

crecimiento bacteriano (D.O. de 0,3) en matraces condeflectores de 250 ml con 40 ml de medio de produccióncon CMC 1 % (p/v) ajustado a pH 7 con NaOH 1 N. Seincubó a 150 rpm por 48 horas a 60 ± 5 °C. El cultivoobtenido se centrifugó a 6 000 rpm por 20 min, elsobrenadante fue utilizado para la actividad enzimática ymedición de proteínas solubles y el sedimento para lamedición de biomasa.

Se midió la actividad de la enzima endoglucanasapor el método descrito por Ghose (1987). Para ello a 0,5 mldel sobrenadante se añadió 1 ml de diferentes tampones apH 4,8; 7,4 y 8,4 a 0,05 M de acetato de sodio, fosfato desodio y barbital - HCl, respectivamente, y se incubó por 5minutos a 70 °C, luego se agregó 1 ml de CMC al 1% (p/v) yse incubó dicho sistema a 70 °C durante 30 min. Se midió laliberación de azúcares reductores, expresada en UI ml ,-1

donde una unidad de enzima se define como la cantidad deenzima que libera 1 μmol de glucosa por minuto (Miller,1959).

Se opt imizó la act iv idad enz imát ica deendoglucanasas de las cepas seleccionadas con mayoractividad enzimática, evaluándose en los diferentestampones a 50 mM: acetato de sodio pH 4,4 y 5,4; fosfato desodio pH 6,4 y 7,4; barbital - HCl pH 8,4 y glicina NaOH pH9,4; y a diferentes temperaturas de 50 °C a 80 °C.

Determinación de biomasa celularSe determinó la biomasa celular según el método

descrito por Ramírez y Coha (2003), utilizando la diferenciade pesos entre los tubos con biomasa sedimentada y secada a100 °C durante 24 horas y los tubos vacíos secados. Labiomasa fue expresada en mg ml .-1

Cuantificación de proteínas solublesLas muestras fueron previamente tratadas por el

método descrito por Wessel y Fluegge (1984), para ellofueron centrifugadas para remover los sólidos y usar elsobrenadante, el cual se precipitó con TCA al 10 % (p/v) enuna relación de 2:1 respectivamente, se incubó toda la nochea 4 °C y luego se centrifugó por 20 min a 6 000 rpmdescartándose el sobrenadante y se disolvió el sedimento en1 ml de solución de Na CO al 2 % en 0,1 M de NaOH.2 3

La cuantificación de proteínas solubles fue realizadamediante el método de Lowry (1951), utilizándoseet al. unasolución de seroalbúmina bovina (1 mg ml ) como estándar.-1

Extracción de ADN y reacción en cadena de lapolimerasa (PCR)

El ADN de las cepas seleccionadas fue extraído enbase al método descrito por Sambrook y Russell (1989). Seusó 10 ml de un cultivo joven de 18 horas el cual fuecentrifugado a 14 000 rpm por 10 min, al pellet obtenido seañadió 100 µl de TES (Tris 10 mM, EDTA 1 mM, pH 8,sacarosa 25 %) sacarosa 25 %), 40 µl de lisozima (5 mg ml ) y-1




40 µl de EDTA 0,25 M, después de ser incubado a 37 ̊ C por10 min se agregó 175 µl de agua ultrapura, 50 µl de SDS al 10% y 5 µl de RNAsa (10 mg ml ), se mezcló e incubó a 37 °C-1

por 20 min, luego se añadió 10 µl de proteinasa K (10 mg ml-

1) y tras incubarse a 37 °C por 30 min se agregó 85 µl de TE(tris 10 mM, EDTA 1 mM, pH 8), 120 µl de NaCl 5 M, semezcló e incubó a 65 °C por 20 min. Seguidamente se añadió75 µl de acetato de potasio 8 M y se homogenizó porinversión del tubo, luego se incubó a 4 °C por 15 min y secentrifugó a 14 000 rpm por 5 min. El material genético seencuentra en el sobrenadante obtenido, el cual fue transferidoa un tubo nuevo, se agregó etanol absoluto al 95 % hasta llenarel tubo y se dejó precipitar el ADN durante toda la noche a -20ºC, luego se centrifugó a 14 000 rpm por 30 min, se descartó elsobrenadante y el sedimento obtenido fue lavado con etanol al70 %, se centrifugó a 14 000 rpm por 30 min.

Se descartó el sobrenadante y el sedimento secofue eluido en 50 µl de TE (Tris 25 mM, EDTA 1 mM, pH 8).

La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) fuerealizada siguiendo el protocolo descrito por el kit GoTaqFlexi DNA Polymerase (Promega). Se usó 4 µl de Buffer

Green Flexi, 2 µl de MgCl2 25 mM; 1,2 µl de dNTPs 10 mM;0,2 µl de Taq DNA polimerasa (5 u µl ); 0,4 µl de cebadores-1

ARNr 16S 10 µM (27F y 1492R), 3 µl de ADN 50 ng µl y 8,8-1

µl de agua Depc.Las secuencias de los cebadores ARNr 16S

utilizados para la reacción de PCR fueron: 27F-A G A G T T T G A T C C T G G C T C A G y 1 4 9 2 R -GGTTACCTT GTTACGACTT.

Se usó el Termociclador S1000 (BioRad),programado para una desnaturalización inicial a 95 ºC por 4min y 40 ciclos con desnaturalización a 95 ºC por 1 min,hibridización a 55 ºC por 1 min y polimerización a 72 ºC por1 min para el gen ARNr 16S. Se realizó una extensión a 72 ºCpor 5 min.

Análisis estadísticoPara el análisis de los datos obtenidos se realizó el

análisis de varianza (ANVA) empleando la prueba F a unnivel de 0,05 de probabilidad. La comparación de las mediasentre los tratamientos se realizó con la prueba designificación de Duncan al 95 % de confiabilidad.

Para la optimización de los factores experimentales(pH y temperatura) de la actividad celulolítica termófila delas cepas seleccionadas, se usó el software StatgraphicsCenturion XVI, realizándose el análisis de regresión.

RESULTADOS

AislamientoLas muestras de las 8 fuentes termales mostraron

variabilidad de cultivos bacterianos y heterogeneidad depoblación (Figura 01). Se aislaron 31 cultivos bacterianos,donde el 61,29 % fueron Gram positivo y el 38,71 % Gramnegativo y la mayoría presentaron colonias cremosascirculares de color crema o beige.

Actividad cualitativa de celulasasLa actividad cualitativa de las celulasas de los 31

cultivos aislados, usando CMC como sustrato a pH 4,8; 7,4;8,4 y 9,4; se evidenció por las zonas de hidrólisisrepresentadas por áreas desteñidas que indican la acción delrompimiento de los enlaces β -1, 4 de la celulosa y presencia

* Letras iguales no difieren estadísticamente p < 0,05.Figura Nº 01. Recuento de UFC de las fuentes termales de Calientes.

Figura Nº 02. Actividad cualitativa de las celulasas evidenciadapor zonas de hidrólisis desteñidas de las cepas B12N y B20A.


Ciencia & DesarrolloZapata, H. y Castellanos, R., Aislamiento e identificación de bacterias celulolíticas termófilos de géiseres naturales de Candarave - Tacna.

de endoglucanasas (Figura Nº02).Existe diferencia estadísticamente significativa

entre la media de la variable de diámetro de las zonas dehidrólisis de celulasas, a diferentes valores de pH, entre unnivel de cultivo bacteriano y otro, con un nivel de confianzadel 95 % (Figura N°03).

Se pre-seleccionaron 6 cultivos, para su posterioranálisis, las cuales mostraron altos promedios superiores a 7mm, debido a su actividad en casi todos los valores de pHevaluados, indicando estabilidad de la enzima.

Actividad cuantitativa de celulasasDe los cultivos pre-seleccionados fueron

seleccionadas las cepas B12N y B20A, las cuales presentaronmayor actividad de endoglucanasas.

Los efectos de los factores pH y temperatura en laactividad termófila enzimática, indicaron variabilidadsignificativa con un nivel de confianza del 95 %. Se observóque los factores incluidos en el modelo están explicando el58,42 % de la variabilidad de la actividad enzimática para lacepa B12N y el 76 % para la cepa B20A (Tabla Nº01, Tabla

Nº02).Se obtuvo las siguientes funciones de respuesta

(ecuación de regresión) a utilizar que se han ajustado a losdatos para maximizar los factores de pH y temperatura (T):

AE (B12N) = - 5,96512 + 0,36398 pH + 0,161724 T -0,0309982 pH - 0,0011987 T2 2

AE (B20A) = - 2,96175 + 0,11356 pH + 0,096595 T -0,008899 pH - 0,0008123 T2 2

De las ecuaciones obtenidas se obtuvo para la cepaB12N el valor óptimo de pH 5,9 y temperatura 67,5 °C,dando un valor maximizado de actividad enzimática deendoglucanasas de 0,56 UI ml (Figura Nº 04). Mientras que-1

para la cepa B20A se obtuvo el valor óptimo de pH 6,4 ytemperatura 59,5 °C, dando un valor maximizado de 0,27 UIml (Figura Nº 05).-1

* Letras iguales no difieren estadísticamente p < 0,05.Figura Nº 03. Diámetro de zona de hidrólisis de celulasas de los cultivos bacterianos aislados.

Figura Nº 04. Superficie respuesta estimada de laoptimización de la actividad enzimática de endoglucanasasde la cepa B12N.

Tabla Nº 01. Análisis de varianza para la actividad deendoglucanasas de la cepa B12N

Fuente S.C. G.I. C.M. Razón F Valor P

pH 0,10757 1 0,1076 17,01 0,0002

T 0,09290 1 0,0929 14,69 0,0004

pH2 0,13453 1 0,1345 21,27 0,0000

T2 0,12573 1 0,1257 19,88 0,0001

Error total 0,28457 45 0,0063

Tabla Nº 02. Análisis de varianza para la actividadenzimática de endoglucanasas de la cepa B20A

Fuente S.C. G.I. C.M. Razón F Valor P

pH 0,018019 1 0,01802 11 26, 0,0013

T 0,127990 1 0,12799 79,99 0,0000

pH2 0,035485 1 0,03549 22,18 0,0000

T2 0,184736 1 0,18474 115,45 0,0000

Error total 0,107211 67 0,00160




Figura Nº 05. Superficie respuesta estimada de la actividadenzimática de endoglucanasas de la cepa B20A.

Cepa Proteína(mg ml )-1

AEP* (UI mg deproteína )-1

AEB* (UI mg debiomasa )-1

B12N 0,03 18,66 11,2

B20A 0,25 1,08 4,5

Tabla Nº 03. Parámetros de productividad de endoglucanasasde las cepas B12N y B20A

Determinación de biomasa celular y cuantificación deproteínas solubles

Extracción de ADN y reacción en cadena de lapolimerasa (PCR)

El ADN extraído de la cepa B12N presentó 28576,764 pb, de la cepa B20A 24 385,68 pb, y del control 24385,68 pb (Figura Nº 06).

Se visualizó el producto de PCR amplificado ypurificado mediante electroforesis, donde el ADN de la cepaB20A presentó 1 481,817 pb, el de la cepa B12N presentó 1521,013 pb y del control 1 501,287 pb, valores que coincidencon el tamaño del ARNr 16S (Figura Nº 07).

Análisis del secuenciamiento del ARNr 16SEl resultado del secuenciamiento del gen ARNr

16S informa sobre la identidad de la bacteria con ladepositada en la base de datos de GenBank (búsqueda en

* M: marcador Hind III de 23 130 pb, C: cepa control Escherichia coli.Figura Nº 06. Electroforesis del ADN de las cepas B12N yB20A.

* M: marcador Hind III de 23 130 pb, C: cepa control Escherichia coli.Figura Nº 07. Electroforesis de PCR de las cepas B12N yB20A.

Tabla Nº 04. Similitud de secuencias de ARNr 16S paralas cepas B12N y B20A en BLASTN

Pariente más cercano en BLASTNCepa Descripción Cobertura

%E value Identidad

%

B12N Geobacillus sp. JC106 partial16S rRNA gene, strain JC106 99 0,0 99

B20ABacillus licheniformis strain F316S ribosomal RNA gene,partial sequence

97 0,0 97

* AEP: Actividad específica, AEB: Rendimiento.



es 6,4 y la temperatura 59,5 °C, dando una actividad máximade 0,27 UI ml , valores similares a los reportados por-1

Montoya (2012) y Li (2008), en la cepas de sp. et al. BacillusBH62 y , sin embargo la cepa B20A presentaBacillus subtilisventaja sobre las estudiadas por presentar una temperaturaóptima superior en 14 y 10 °C respectivamente.

Por lo tanto de acuerdo a la temperatura óptimapara su actividad enzimática se puede considerar a las,enzimas termoestables, tal como Rastogi (2010)et al.consideró endoglucanasas termoestables a 70 °C y un pHóptimo de 5 en cepas de y aisladas deGeobacillus Bacillusmuestra de compost; Bischoff (2006) encontraronet al.endoglucanasas termoestables a 65°C a un pH 6 en Bacilluslicheniformis. Dichas enzimas son de importancia enbioprocesamientos, por las posibilidades de almacenamientoprolongado (a temperatura ambiente), el aumento de latolerancia a disolventes orgánicos, la reducción del riesgo decontaminación, así como las pérdidas de baja actividaddurante el procesamiento, incluso a las temperaturaselevadas a menudo utilizadas en el pre-tratamiento de lamateria prima ( ).Kristjansson, 1989; Pernilla , 2007et al.

Determinación de biomasa y cuantificación deproteínas solubles

La actividad celulolítica no es parte del metabolismoprimario de los microorganismos (etapa de crecimiento)sino que estaría asociada a la resistencia (Lynd 2002), talet al.,como se observó en los cultivos bacterianos seleccionadoslos cuales a pesar de presentar valores de biomasa similartienen actividades enzimáticas distintas por lo tanto no hay,una relación directa entre la biomasa producida y la actividadenzimática.

Al analizar las cepas en función de la producciónde biomasa, la cepa B12N y B20A presentaron 0,05 mg ml y-1

0,06 mg ml de medio de producción respectivamente,-1

indicando bajos niveles de producción de masa celular porml de medio, lo cual es ventajoso en procesos industriales enla separación de la biomasa de los metabolitos de interés.

Otro de los parámetros a tener en cuenta en laselección de microorganismos celulolíticos es la actividadenzimática en función a la biomasa (AEB), de donde seobservó ventajas en las cepas termófilas seleccionadas, conun rendimiento bastante promisorio, ya que al generarse unabaja biomasa se produce valores significativos de actividadenzimática obteniéndose valores de 11,2 UI mg y 4,5 UI-1

mg para las cepas B12N y B20A respectivamente,-1

superando a lo reportado por Ramírez y Coha (2003)quienes obtuvieron 1,18 y 0,90 UI mg de biomasa para-1

Streptomyces Thermomonospora curvatasp. 28CMC2 y 7CMC8.La actividad específica de las endoglucanasas por

proteínas (AEP), indica la pureza de la enzima, por tanto esde mucha importancia contar con cepas con elevadasactividades específicas, mostrando valores significativos lacepa B12N con 18,66 UI mg de proteína lo cual está acorde-1

a lo reportado por Ramírez y Coha (2003), quienesobtuvieron 20,14 UI mg de proteína para sp.-1 Streptomyces7CMC10; sin embargo la actividad se presenta a menortemperatura que la reportada en nuestro estudio.

BLAST), que mayor similitud presenta con la bacteriaproblema, indicando el porcentaje de identidad y elporcentaje de la secuencia que ha sido comparada.

DISCUSIÓN

AislamientoLa muestra extraída de la fuente termal T permitió3

el mayor número de UFC con 6,3 x 10 UFC ml en el medio3 -1

de aislamiento selectivo con CMC, posiblemente suscaracterísticas fisicoquímicas son favorables para eldesarrollo de microorganismos productores de celulasas,como la temperatura de 70 °C y pH neutro, que facilitan quebacterias esporógenas y actinomicetos incrementen suactividad y por ende su población (Granados & Valderrama,2003). Además la naturaleza de la muestra tipo tapetesmicrobianos se caracteriza por presentar altas densidades depoblación de microorganismos utilizada con éxito para y esrecuperar nuevos organismos. Los tapetes microbianos ademásde presentar en su mayoría comunidades fotoautótrofas,también poseen comunidades quimioorganotrofascaracterístico de los microorganismos con celulasas (Nord& Wald, 1995; De Beer & Kühl, 2001).

De los 31 cultivos bacterianos aislados hay unapredominancia de bacterias Gram positivas con 61,29 %, sinembargo Valdez (2011) reportó predominancia de bacteriasGram negativas en los géiseres evaluados de Calientes, estodebido a que según las bacterias termófilasDebord (1925)suelen presentar una coloración Gram variable, dondeciertos organismos termófilos que forman esporas sonGram negativos a las 24 h y Gram positivas a las 8 h, debido asu metabolismo muy acelerado.

Actividad cualitativaSe sabe que las celulasas bacterianas tienen

actividades bastantes altas y más termoestables comparadascon las celulasas fúngicas (Swaroopa 2004), teniendoet al.,en cuenta esta ventaja, se pre-seleccionaron 6 cultivos conactividad de celulasas, con halos de hidrólisis significativos,indicando su habilidad para producir celulasas dado que el,colorante Rojo Congo presenta fuertes interacciones conpolisacáridos unidos por enlaces í comoβ-1,4 assignificantes interacciones con β -1,3 - D - glucanos, alproducirse la hidrólisis de estos compuestos las,interacciones entre el colorante y los polisacáridos sepierden, notándose áreas desteñidas correspondientes alárea en el que la bacteria secretó las celulasas.

Actividad cuantitativa de endoglucanasasAl optimizar los factores de pH y temperatura, de

los cuales, ,según Nataraja (2010) depende la mayoret al.actividad enzimática de endoglucanasas. Se obtuvo para lacepa B12N de una gradiente de temperaturas entre 60 y 80°C con pH de entre 4,4 y 8,4 que el pH óptimo es 5,9 y latemperatura 67,5 °C, registrando una actividad máxima de0,56 UI ml , valor mayor al registrado por Montoya (2012)-1

quien reporta una actividad de 0,34 UI ml a un valor óptimo-1

a 65 °C y un pH de 6 para una cepa de sp. BH19.BacillusPara la cepa B20A se observó de una gradiente

entre 50 y 75 °C con un pH entre 4,4 y 9,4 que el pH óptimo




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Análisis del secuenciamiento del ARNr 16SDel alineamiento del secuenciamiento del gen

ARNr 16S con el Genbank ambas cepas se alinearon a losfilotipos Firmicutes, lo cual coincide con Valdez (2011) en suanálisis molecular del ARNr 16S de los géiseres de Calientes.

La cepa B12N presenta un 99 % de identidad conla cepa sp. JC106 aguas termales conGeobacillus aislada deazufre en Maharashtra (India) y la cepa B20A tiene un 97 %de identidad con la cepa strain F3 aisladaBacillus licheniformisde salchichas secadas al aire en China, lo cual indica sunaturaleza adaptativa a diferentes ambientes. Ambos valoreshallados de identidad entre genes ARNr 16S son mayores oiguales al 97 %, lo cual es aceptado para ejercer relación entrelas cepas a nivel de especie (Stackebrandt & Göbel, 1994).

CONCLUSIONES

Las fuentes termales de Calientes, Candarave -Tacna, muestran un gran potencial ya que poseen bacteriascon celulasas de interés industrial, donde el 77,42 % de los 31cultivos bacterianos aislados presentan zonas de hidrólisisen CMC.

Se logró determinar cuantitativamente y optimizarlos factores (temperatura y pH) de los que depende laactividad de endoglucanasas, obteniéndose 0,56 UI ml a-1

67,5 °C y un pH 6 y 0,27 UI ml a 59,5 °C y un pH 6,4; para-1

las cepas B12N y B20A respectivamente.La temperatura óptima para la mayor actividad

enzimática registrada fue superior a la temperatura decrecimiento, por lo tanto las enzimas aisladas sonconsideradas termoestables.

La producción de biomasa de las cepas seleccionadasno fue en su totalidad directamente proporcional al nivel deproducción de endoglucanasas, indicando su independenciacon el crecimiento bacteriano, por lo tanto podrían serenzimas adaptativas.

Se logró la identificación molecular de las cepasseleccionadas B12N y B20 con una similitud del 99 % conGeobac i l lu s Bac i l lus l i chen i f ormissp. y 97 % conrespectivamente.

AGRADECIMIENTO

Al Laboratorio de Micología y Biotecnología(LMB) de la Universidad Nacional Agraria La Molina.


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Correspondencia:Helena Beatriz Zapata Málaga: hbzapata@gmailcomRoberto Castellanos C.: [email protected]





RESUMEN

La contaminación del agua subterránea por compuestos orgánicos, representa un potencial problema de salud pública. Loscompuestos de benceno, tolueno y xileno (BTX), que son los principales constituyentes de la gasolina, en aguasestán presentessubterráneas, debido al derramamiento del hidrocarburo de los tanques de almacenaje. La biorremediación es la técnica másampliamente utilizada, entre todos los métodos empleados para tratar lechos freáticos contaminados por BTX. El presente trabajoefectúa empleando la modelación de transporte y biodegradación de compuestos BTX en suelo arenoso saturado, los modeloscinéticos de Michaelis Menten y Monod, y una comparación entre ambos para situaciones similares, utilizando FEMLABhace ,[versión ], 3.1 una herramienta que permite efectuar la simulación y realizar las gráficas según los requerimientos. Los resultados delexperimento realizado por (1996) que utilizaron un tanque de arena a escala experimental y resultadosMohammed y Allayla - - losobtenidos en la simulación de los modelos cinéticos de Monod y Michaelis-Menten software para su modelamiento - empleando -consideramos satisfactorios l compararse con los resultados propuestos por (1996), las curvas obtenidas. A Mohammed N, Allaylasiguen la misma tendencia, como puede apreciarse en las gráficas que resultaron del presente trabajo.

Palabras clave: Biodegradación, suelos arenosos, simulación, BTX.

ABSTRACT

The groundwater contamination by organic compounds, represents a potential public health problem. The compounds of benzene,toluene and xylene (BTX), which are major constituents of gasoline, its presence in groundwater is very common, due to spillage ofhydrocarbon storage tanks. Bioremediation is the most widely technique used among all the used methods to treat contaminatedgroundwater by BTX. The present work has to do with carrying out the modeling of transport and biodegradation of BTX compoundsin saturated sandy soil using kinetic models of Michaelis Menten and Monod, and a comparison between both of them for similarsituations, doing this work by using the software FEMLAB 3.1 , which is a tool used to perform the simulation and obtain the graphsaccording to the requirements. The results of the experiment made by ; who used a sand tank pilotMohammed and Allayla (1996)scale, and results obtained in the simulation of kinetic models and Michaelis-Menten Monod, using software for modeling considersatisfactory when compared with the results given by , the obtained curves follow the same trend, asMohammed and, Allayla (1996)seen in the graphs that resulted from this work.

Keywords: Biodegradation, sandy soils, simulation, BTX.

SIMULACIÓN DE MODELOS PROPUESTOS PORMICHAELIS-MENTEN Y MONOD, PARA BIODEGRADACIÓN

DE BENCENO, TOLUENO Y XILENO EN SUELOSARENOSOS, UTILIZANDO SOFTWARE

SIMULATION OF MODEL PROPOSED BY MICHAELIS-MENTEN ANDMONOD FOR BIODEGRADATION OF BENZENE, TOLUENE AND

XYLENE IN SANDY SOIL USING SOFTWARE

1 Walter Ibárcena Fernández


37

millones de tanques subterráneos de almacenamiento degasolina en Estados Unidos (Cordazzo, 2000).

En el Perú al año 2013 existían aproximadamente,3,850 estaciones de servicio de expendio de combustible(Diario Gestión, 2013), sin contar las estacionesclandestinas, muchas de ellas provienen de la década del 80,si se estima como vida útil unos 25 años, estarían próxim las afinal de vida útil, pudiendo esperarse un aumento desuocurrencias de filtrado e los puestos de expendio.n

Al contacto con el agua subterránea, la gasolina se

1 Doctor en Ciencias y Tecnologías Medio Ambientales, Maestro en Ciencias Computación e Informática, Ingeniero Pesquero. Facultad de Ciencias Agropecuarias de laUniversidad Nacional Jorge Basadre Grohmann. Tacna-Perú.


INTRODUCCIÓN

Una de las mayores fuentes abastecedoras de aguapara la industria y para las ciudades son las llamadas aguas desuperficie (ríos, lagos, etc.) y acuíferos. Estos últimosprincipalmente son contaminados , debido acon frecuenciaproblemas por derrames, accidentes durante la exploración,refinamiento, transporte y operaciones de almacenamientode petróleo y sus derivados. La Agencia AmbientalNorteamericana (EPA) estima que existen más de 1,5

Ibárcena, W., Simulación de modelos propuestos por Michaelis-Menten y Monod, para biodegradación de Benceno, Tolueno y Xileno en suelos arenosos, utilizando software.

disuelve parcialmente, liberando los compuestos llamadosBTX (Benceno Tolueno Xileno), que son sus constituyentes.Los componentes de la gasolina que tienen mayorsolubilidad en agua son los hidrocarburos monocromáticos,benceno, tolueno, xileno (orto, meta, para). Estoscontaminantes son los primeros que irán a la napa freática.Son considerados sustancias peligrosas por ser depresorasdel sistema nervioso central y especialmente el benceno quees sustancia cancerígena (Espinoza, 2008).

ObjetivosLos objetivos planteados en el estudio fueron los

siguientes:Objetivo eneral:g

Utilizar los modelos propuestos por Michaelis-Menten y Monod, para simular los procesos de movimientoy biodegradación de aguas contaminadas por BTX,utilizando el software FENLAB 3.1 en suelos arenosos.

Objetivos específicos: Determinar la viabilidad de utilizar los modelos de

Michaelis-Menten y Monod, para simular proceso demovimiento de aguas contaminadas con BTX, en suelosarenosos.

Utilizar el software FENLAB 3.1 para simular losmodelos matemáticos propuestos por Michaelis-Menteny Monod.

Determinar si esta herramienta permitirá evaluarposibles impactos ambientales generados porcontaminación de BTX, en lechos freáticos.


Modelos inéticos mpleadosc e

Modelo inético Michaelis-MentencPara explicar la relación entre la velocidad inicial

(v ) y la concentración inicial de sustrato ([S] ) Michaelis y0 0

Menten propusieron que las reacciones catalizadasenzimáticamente ocurren en dos etapas: En la primera etapase forma el complejo enzima-sustrato y en la segunda, elcomplejo enzima-sustrato da lugar a la formación delproducto, liberando enzima libre (Martínez, 2004):

Ec. 1

En este esquema, k , k y k son las constantes1 2 3

cinéticas individuales de cada proceso y también reciben elnombre de constantes microscópicas de velocidad. Segúnesto, podemos afirmar que:

v [E] [ES]1 = k [S]; v = k ; v = k [ES]1 2 2 3 3

Se puede distinguir entre enzima libre (E) y enzimaunid al sustrato (ES), de forma que la concentración totalade enzima, [E ], (constante a lo largo de la reacción) es:T

[E ] = [E] + [ES] Ec. 2T

Como [E] = [ET] - [ES], resulta que: v = k [S] [E ] -1 1 T

k [S] [ES]1

Este modelo cinético adopta la hipótesis del estadoestacionario, según cual la concentración del complejoelenzima-sustrato es pequeña y constante a lo largo de lareacción. Por tanto, la velocidad de formación del complejoenzima-sustrato (v ) es igual a la de su disociación (v + v ):1 2 3

v = v + v Ec. 31 2 3

Además, como [ES] es constante, la velocidad deformación de los productos es constante:

v = v = k [ES] = constante Ec. 43 3

Como v =v +v , podemos decir que:1 2 3

k [S] [E ] - k [S] [ES] = k [ES] + k [ES] Ec. 51 T 1 2 3

Despejando [ES], se tiene: [ES]=[E ][S]/(K +[s])T m

siendo, en donde la expresión (k +k )/k seK =(k +k )/km 2 3 1 2 3 1

ha sustituido por , o .KM constante de Michaelis-MentenPor lo tanto, en el estado estacionario, la velocidad

de formación del producto es:

v = v = k [ES] = Ec. 63 3

Para cualquier reacción enzimática, [E ], k y KT 3 M

son constantes. Vamos a considerar dos casos extremos:A concentraciones de sustrato pequeñas ([S]

<< K ), v = (k [E ]/K ) [S]. Como los términos entreM 3 T M

paréntesis son constantes, pueden englobarse en una nuevaconstante k , reducida a: con lo cual laobs quedándo v = k [S],obs

reacción es un proceso cinético de primer orden.A concentraciones de sustrato elevadas ([S] >>

K ), La velocidad de reacción es independienteM v = k [E ].3 T

de la concentración del sustrato, y por tanto, la reacción es unproceso cinético de orden cero. Además, tanto k como [E ]3 T

son constantes, y nos permite definir un nuevo parámetro, lavelocidad máxima de la reacción (V ): V = k [E ], que esmax max 3 T

la velocidad que se alcanzaría cuando toda la enzimadisponible se encuentra unida al sustrato.

Si introducimos el parámetro V en la ecuaciónmax

general de la velocidad, obtenemos la expresión más conocidade la ecuación de Michaelis-Menten (Vásquez, 2003):

Ec. 7

Modelo inético MonodcMonod (1950) propuso que la tasa de crecimiento

depende no sólo de la concentración de microorganismos,sino también de la concentración de sustrato. Describió estarelación con una función hiperbólica similar a la propuestapor Michaelis-Menten para la interacción enzima-sustrato(Seghezzo y Cardon, 2001):

v= Ec. 8

La forma de la ecuación de Monod es similar a la deMichaelis-Menten. Describe la cinética enzimática indicadaen el párrafo anterior, pero aplicada a un sistema celular. Lasaturación de la constante K , es interpretada en similarS

k E S3[ ][ ]T

K + SM [ ]

V Smax[ ]K + SS [ ]




][].[max

SK

SVv

M +=

estilo que la constante de Michaelis-Menten, que es laconcentración de la razón limitante del sustrato, cuando larazón de crecimiento es igual a la mitad que la razón decrecimiento máxima especifica. La ecuación base se derivaen la premisa de un sistema de enzima simple, la cinética deMichaelis-Menten es responsable del crecimiento de S y lacantidad de enzima o la activ idad catal í t ica essuficientemente baja para ser razón de crecimiento limitado.

La ecuación tiene dos formas límite. Altaconcentración de sustrato S >> K , la ecuación reduce a ceroS

el orden de dependencia de concentración de sustrato. Abaja concentración de sustrato S<<K , un resultadoS

dependiente de primer orden.

v =Vmax para S >> K Ec. 9S

v = [S] para S << K Ec. 10S

Instalación xperimentalePara la presente simulación se tomó como base el

experimento (Mohammed y Allayla, 1996); que consta de ungran tanque sellado con dimensiones de 800 cm x 30 cm x 30cm llenado con arena y microorganismos adaptados,capaces de biodegradar compuestos del BTX. El tanque conarena fue utilizado para simular un flujo unidimensionalconstante, junto con transporte de BTX, a través del sueloarenoso saturado. Los puntos de muestreo están ubicadoscada 100 centímetros, a lo largo del centro del tanque. Lasmuestras líquidas fueron tomadas en diferentes tiempos delcentro del tanque de arena, usando los puntos de muestreo yanalizado por el detector de ionización de llama (FID) decromatografía de gas (GC). Los datos de la concentración,recogidos en distancias y tiempos diferentes, fueroncolocados en las ecuaciones del transporte paracomputarizar los coeficientes de cinética.

Para el estudio, se ha usado 3 factores y el grado debiodegradación de compuestos de BTX: velocidad del aguasubterránea (1, 2, y 4 m/día), concentración BTX (cada 10ppm y 50 ppm) y oxígeno disuelto (O: BTX = 1,5 y 3,2). Elconteo de la placa de bacterias total fue realizado al final decada corrida, para supervisar el crecimiento y la actividad delos microorganismos en el tanque de arena. Las muestras delsuelo fueron recogidas a partir de cinco diversaslocalizaciones, a lo largo de la longitud del tanque de la arena.El conteo total de las especies mezcladas se ubicó entre 10 a7

10 (Mohammed y Allayla, 1996).9

Ecuaciones obernantesg

Ecuaciones del transporteEcuación unidimensional de la advección-

dispersión permite la absorción y biodegradación de primerorden y/o orden cero dada por Martínez (2004):

D - v + µ + = RC γ Ec. 11

Donde es la concentración del soluto en la faseClíquida, es el coeficiente de dispersión, es la filtración oD vvelocidad media del agua de poro en la dirección , µ esx untipo de constante de primer orden de la fase líquida y sólidadel suelo, y es la constante de orden cero en la fase delγlíquido y sólido del suelo y es el factor de retardaciónRdimensional definido como :

R = 1 + Ec. 12

Donde es la densidad del volumen medio delporo, es el contenido volumétrico de agua y es laθ kd

constante en la isoterma lineal de la forma:

S=k Cd

S es la concentración absorbida por unidad demasa de la fase sólida.

El coeficiente de dispersión hidrodinámico esDexpresado como:

D = v + Dα m Ec. 13

Donde es el coeficiente de dispersividad y es elα Dm

coeficiente de difusión molecular el cual es muy pequeñocomparado con el de dispersión hidrodinámica.Despreciando el coeficiente de difusión molecular ytomando v como una función de tiempo, la Ec puede ser. 11escrita como:

R = t t + Cαv( ) - v( ) µ + γ Ec. 14

La ecuación de transporte para la Cinética Monodpuede ser escrita como:

αv( ) - v( )t t - = R Ec. 15

Donde:

= - bX Ec. 16

Vmax

KS

Figura Nº 01. Representación gráfica del experimento realizado, (Mohammed y Allayla, 1996)

2Cx2

Cx

Ct

kd

θ

2Cx2

Cx

Ct

∂ c2

x2∂c

xkXcK +s c

∂ct

Xt

YkXCK + Cs


Ciencia & DesarrolloIbárcena, W., Simulación de modelos propuestos por Michaelis-Menten y Monod, para biodegradación de Benceno, Tolueno y Xileno en suelos arenosos, utilizando software.

X es la concentración microbial (masa total decélulas atacada en la fase sólida y suspendida en la faseliquida por unidad de volumen de la fase líquida, mg/L), eskla cantidad específica máxima de la utilización del substrato(mg- substrato/mg- células/día), es la mitad delK s

coeficiente de saturación (mg-substrato/L), es elYcoeficiente de producción (mg células producidas/ mgsubstrato consumido), es el coeficiente de pérdida debbiomasa total (por día) debido al corte y decaimiento.

Para la cinética no-crecimiento Michaelis-Menten,la ecuación de transporte será:

αv( ) - v( )t t - = R Ec. 17

Donde es la cantidad máxima de la utilizaciónKm

del substrato (mg- substrato/ día) y es equivalente a en elkXsistema Monod asumiendo una biomasa constante )(X .

Condiciones de límiteLa condición inicial fue de la forma:

( 0)C x, = f(x) Ec. 18

Donde puede ser una constante o función def(x)x, medida a lo largo de la longitud del medio, dependiendoen que si la concentración medida sea del flujo promedioo volumen promedio, las condiciones de límite pueden seraplicadas en la entrada del límite son dadas por(x = 0) :

C ,t = g(t)(0 )ó

C - = C - = g(t)α Ec. 19

Donde es la concentración del soluto inyectadog(t)en la entrada del límite el cual puede ser una constante o unafunción del tiempo. Para la salida del límite, fueron aplicadaslas condiciones siguientes x = L:

= 0 Ec. 20

Donde es la longitud media del poro que podríaLrepresentar un tanque de arena o una columna de suelo.

Definición de las condiciones de contornoUna solución al problema planteado requiere

establecer las condiciones de contorno, con decaimiento dela orden y velocidad constante y horizontal, como se puedeapreciar en la figura siguiente:

D = vxx Lα

La ecuación de transporte para la Cinética Monod puede ser escritacomo:

αv( ) - v( )t t - = R Ec. 21

Y que:

Ec. 22 = - bX

Donde:C es la concentración del soluto en la fase líquida,D es el coeficiente de dispersión,v es la filtración o velocidad media del agua de poro en ladirección ,xµ es tipo de constante de primer orden de la fase liquida ysólida del suelo, yγ es la constante de orden cero en la fase del líquido y sólidodel suelo yR es el factor de retardación dimensionalα es el coeficiente de dispersividad yDm es el coeficiente de difusión molecular el cual es muypequeño comparado con el de dispersión hidrodinámica.Despreciando el coeficiente de difusión molecular ytomando como una función de tiempovX es la concentración microbial (masa total de célulasatacada en la fase solidad y suspendida en la fase líquida porunidad de volumen de la fase líquida, mg/L),k es la velocidad específica máxima de la utilización delsustrato (mg- substrato / mg- células/día),K s es la mitad del coeficiente de saturación (mg-substrato/L),Y es el coeficiente de recuperación (mg células producidas/mg substrato consumido),b es el coeficiente de pérdida global de biomasa (por día)debido al corte y decaimiento.

Para la cinética no-crecimiento Michaelis-Menten, la ecuación detransporte será:

αv( ) - v( )t t - = R Ec. 23

Donde:Km es la velocidad máxima de la utilización del

substrato (mg-sustrato/día) y es equivalente a en elkXsistema Monod asumiendo una biomasa constante )(X .

Solución al modeloPara resolver el modelo se utiliza el Software

FEMLAB 3.1, adecuado para modelar problemas decontaminación con BTX en suelos arenosos utilizandobacterias. Consideramos las condicionas del experimento unrectángulo de longitud (L) 8 m y una altura (H) de 0 3 m, el,que mostramos en el esquema inicial Figuras Nº 03 y 04.Como se puede apreciar, en la corrida efectuada se tomacomo tiempo experimental 4 y 8 días para ambos modeloscinéticos (Monod y Michaelis-Menten), obteniéndoresultados bastante satisfactorios, si tomamos la referencia(Mohammed y Allayla, 1996).

∂ c2

x2∂c

xkmc

K +s c∂c

t

Dv

Cx x=0

Cx (0,t)

( ( ( (

Cx L,t

( (

Figura Nº 02. Condiciones de contorno o dominio delproblema analizado.

∂ c2

x2∂c

xkmcK +s c

∂ct

dXdt

YkXCK + Cs

∂ c2

x2∂c

xkXcK +s c

∂ct




Tabla N°01. Parámetros del modelo

Asignando Valores a las Constantes para ambos Modelos: Aplicaciónen FEMLAB 3.1

Los parámetros constantes utilizados en el modelofueron determinados en unidades compatibles segúnespecificaciones (Mohammed y Allayla, 1996), referidos a undía, según se puede apreciar en siguiente :la tabla

Application Mode: Convection and Diffusion

Application mode name: cd

Name Expression Value Unidadesdif (dis)*(V) 0 1306, m /d2

C 10 10 mg/Lk 7 29, 7 29, mg/mg-dKs 7 85, 7 85, mg/LX 1 1 mg/Lb 0 0515, 0 0515, d-1

Y 0 011, 0 011, mg/mgL 8 8 mV 2 2 m/ddis (6 53)/100, 0 0653, m

Figura Nº 03. Geometría del modelo

Figura Nº 04. Boundary odem

Name ExpressionR (k*c2*c)/(Ks+c)R1 ((Y*k*c2*c)/(Ks+c))-(b*c2)km k*XR2 (km*c3)/(Ks+c3)

Tabla N° 02. Scalar expressions

Figura Nº05. Postprocessing

Boundary 1 2-3 4Type Concentration Insulation /

SymmetryConvective flux

Inward flux (N) 0 0 0Concentration (c0) C 0 0weakconstr 1 1 1Integration order(wcgporder)

2 2 2

Initial value (wcinit) 0 0 0

Tabla N°03. Boundary settings

Subdomain 1Diffusion coefficient (D) difReaction rate (R) -RTime-scaling coefficient (Dts) 1 03,x-velocity (u) Vy-velocity (v) 0Subdomain initial value 1Concentration, c (c) 0

Tabla N°04. Subdomain ettingss

Application Mode: Convection and Diffusion

Application mode name: cd2Tabla N°05. Boundary ettingssBoundary 1, 4 2-3Type Concentration Insulation/SymmetryConcentration (c0) X 0

Tabla N°06. Subdomain ettingssSubdomain 1Diffusion coefficient (D) difReaction rate (R) R1Time-scaling coefficient (Dts) 1x-velocity (u) Vy-velocity (v) 0Subdomain initial value 1Concentration, c2 (c2) X



Datos:Velocidad agua subterránea : 2, m/díaConcentración BTX : 10 ppmConcentración Bacterias (X) : 1 mg/LTiempo : Ambas curvas para 4 y 8 díasDistancia : 8 m.

RESULTADOS

Ver Figura N°06 y 07.

Análisis de sensibilidadPara efectuar el análisis de sensibilidad de ambos

modelos cinéticos (Monod y Michaelis-Menten), repetimosla simulación, variando la velocidad media del agua (V) a4m/día, para un tiempo de 4 días y manteniendo los demásparámetros constantes, mostramos los resultados en lasFiguras Nº 08 y 09.

Application ode: Convection and iffusionm d

Application mode name: cd3

Boundary 2-3 1 4Type Insulation/Symmetry Concentration Convective fluxConcentration (c0) 0 C 0

Subdomain 1Diffusion coefficient (D) difReaction rate (R) -R2Time-scaling coefficient (Dts) 1x-velocity (u) Vy-velocity (v) 0Subdomain initial value 1Concentration, c3 (c3) 0

Tabla N°07. Subdomain ettingss

Tabla N°06. Boundary ettingss

Figura Nº 06. Gráfica: Monod

Figura Nº 07. Gráfica: Michaelis-Menten




Además se efectuó la variación de la concentraciónde BTX (C) a 50 ppm con velocidad media del agua (V) de 4m/día, para un tiempo de 2 días, cuyos resultadosmostramos en las Figuras Nº 10 y 11.

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

Los resultados obtenidos en la utilización de losmodelos cinéticos de Monod y Michaelis-Menten,utilizando el FEMLAB 3.1, para su modelamiento,consideramos satisfactorios ya que al compararse con losresultados propuestos por Mohammed y Allayla 1996), (siguen la tendencia de las curvas obtenidas, como puedeverse en las Figuras Nº 06 y 07.

La biodegradación de una mezcla de BencenoTolueno Xileno pueden ser satisfactoriamente representadaspor cinética Monod y Michaelis-Menten, para rangos deconcentraciones entre 10 y 50 ppm, obteniéndose curvasmuy similares.

La cinética Michaelis-Menten, usada para modelarla biodegradación de una mezcla de BTX, ofrece un ajuste

Figura Nº 08. Análisis de sensibilidad modelo cinéticoMonod. V=4 m/d, t=4 días BTX

Figura Nº 09. Análisis de sensibilidad modelo cinéticoMichaelis-Menten. V=4 m/d, t=4 días BTX

Cinética de Monod V=4 m/d. t=4días BTX

Cinética de Michaelis-Menten V=4 m/d. t=4días BTX Cinética de Michaelis-Menten V=4 m/d. t = 2-4días BTX

Cinética de Monod V=4 m/d. t = 2-4días BTX

Figura Nº 10. Análisis de sensibilidad modelo cinéticoMonod. V=4 m/d, t=2-4 días BTX

Figura Nº 11. Análisis de sensibilidad modelo cinéticoMichaelis-Menten. V=4 m/d, t=2-4 días BTX

adecuado de la curva con menos requerimientos para elmodelamiento.

La cinética Monod con crecimiento microbial ydecaimiento también puede ser usada para modelarbiodegradación de compuestos mezclados de BTX,requiriéndose de dos parámetros más (Y y b).

Efectuadas las repeticiones de la simulaciónmanteniendo los demás parámetros constantes (para ambosmodelos cinéticos) y variando solamente la velocidad mediadel agua (V) a 4m/d, para un tiempo de 4 días, se obtuvieronresultados satisfactorios los cuales visualizamos en la FiguraNº 08 (modelo Monod) y Figura Nº 09 (modelo Michaelis-Menten).

También s e e fectuó l a va r i ac ión de l aconcentración de BTX (C) a 50 ppm con velocidad mediadel agua (V) de 2 m/día, para un tiempo de 2 días (paraambos modelos), cuyos resultados mostramos en la FiguraNº 10 (modelo Monod) y Figura Nº 11 (Modelo Michaelis-Menten)

La contaminación de suelos por efecto dederrames o filtraciones de petróleo o derivados, en lechos



Catarina Programa de Pós-Graduação emEngenharia Mecânica, Florianópolis.

Diario Gestión, (2013 ), Asociación de Grifos y, 15 de eneroEstaciones de Servicio;http://gestion.pe/empresas/cadenas-grifos-concentran-65-venta-combustibles-2056571.

Espinosa, M., (2008), Análisis y Revisión de Información queSustente la Elaboración de una NOM sobre Benceno,Tolueno y Xilenos. Secretaría del Medio Ambiente yRecursos Naturales-Instituto Nacional de Ecología,México.

Martínez, M., (2004), A Structured Approached to MicrobialDegradation Kinetics: the Cybernetic Model. Universidadde Puerto Rico.

Mohammed N. y Allayla R., (1996), Modeling Transport andBiodegradation of BTX Compounds in Saturated SnadySoil. University of Petroleum and Minerals,Dhabran, Saudy Arabia.

Seghezzo L. y Cardon L., (2001), Formulación de un ModeloMatemático para Simular la Digestión Anaeróbica deEfluentes Orgánicos en Reactores USAB. UniversidadNacional del Salta, Argentina.

Vásquez, E., (2003), , InstitutoBioquímica y Biología Molecularde Química; Universidad Autónoma de México.

freáticos de las ciudades es una realidad, resultando factiblesu aplicación, como herramienta rápida y confiable en laevaluación de impactos ambientales.

CONCLUSIONES

Es posible utilizar los modelos de Michaelis-Menten yMonod, para simular procesos de movimiento de aguascontaminadas con BTX en suelos arenosos.

El software utilizado en este estudio fue el FENLAB[versión 3.1 ]3.1 que resultó adecuado para la simulaciónde los modelos de Michaelis-Menten y Monod, para labiodegradación de BTX en suelos arenosos

También se puede indicar que la herramienta numéricautilizada, presenta resultados confiables y rápidos, desdeel punto de vista de evaluación del impacto ambiental,del problema de derramamiento de BTX, por ser unacausa importante de contaminación de lechos freáticos.


Cordazzo J., (2000) Modelagem e Simulação Numérica doDerramamento de Gasolina Acrescida de Álcool em águasSubterrâneas. Universidade de Federal de Santa

Correspondencia:Walter Ibárcena Fernández: [email protected]





RESUMEN

Ante la escasa familiaridad de la ingeniería con los algoritmos genéticos, ¿Cómo estimular su implementación? ¿Cómo mostrar antelos ingenieros las grandes ventajas que se están aprovechando en otros países? Goldberg (1989) dio origen a la teoría formal y alempleo de los algoritmos genéticos. Él dice que se puede adaptar a los campos de la economía, la investigación de operaciones, lamedicina, la inteligencia artificial y las ingenierías. El presente trabajo desarrolla metodología y procedimientos, para el uso de losAlgoritmos Genéticos, los cuales son una herramienta computacional que nos lleva a la resolución de problemas más complejos a lospermitidos por metodologías tradicionales. En nuestro país, los profesionales y los investigadores no están familiarizados con estatécnica. El presente trabajo tiene por objeto calibrar un modelo hidrológico lluvia-escorrentía aplicada a la cuenca Caplina en la regiónTacna. Esta cuenca se calibró usando un programa computacional para algoritmos genéticos desarrollado en lenguaje deprogramación científica MATLAB. Se ha mostrado la evolución del proceso de ajuste de los caudales simulados y observados. En lasimulación 1 se aprecia gran diferencia entre estos valores mas no en la simulación 1000, donde se logra un ajuste muy bueno en losmeses de estiaje, mas no en los meses de máximas descargas. Las soluciones obtenidas mostraron ser coherentes en similitud a ladistribución de caudales observados, con un coeficiente de correlación de 0,7835.

Palabras clave: algoritmos genéticos, hidroinformática, sistemas inteligentes, inteligencia artificial, soft computing, inteligenciacomputacional, algoritmos evolutivos, calibración, modelos hidrológicos, modelos lluvia-escorrentía, MATLAB.

ABSTRACT

Before the unfamiliarity of the engineering in genetic algorithms, how then encourage their implementation? How to display beforethe engineers the great advantages that if you are taking advantage of it in other countries? According to Goldberg (1989) gave originto the formal theory and the use of genetic algorithms, he tells us that this can be adapted to the fields such as economics, operationsresearch, medicine, artificial intelligence and engineering, benefited from this new methodology. This paper develops methodologyand procedures for the use of genetic algorithms, which in different science and engineering, is a computational tool that takes us tosolving more complex than those permitted by traditional methodologies problems. In our country the practitioners and researchersare not familiar with this technique. This paper concerns to calibrate a Hydrological Rainfall-Runoff Model applied to Caplina basinin Tacna region. This basin was successfully calibrated using a computer program for genetic algorithms developed in MATLABscientific programming language. n this paper we have shown the evolution of the adjustment process of the simulated and observedflows well in simulation 1 shows the large difference between these values in the simulation but not 1000 where a very good fit isachieved in the months of drought, but not in the months of peak discharges. The solutions obtained showed to be consistent insimilarity to the distribution of flows observed, with a correlation coefficient of 0,7835.

Keywords: Genetic algorithms, hydroinformatics, intelligent systems, artificial intelligence, soft computing, computationalintelligence, evolutionary algorithms, calibration, hydrological models, models rainfall-runoff, MATLAB.

USO DE ALGORITMOS GENÉTICOS PARA LA CALIBRACIÓNDE UN MODELO HIDROLÓGICO PRECIPITACIÓN-

ESCORRENTIA EN LA CUENCA DEL CAPLINA

USING GENETIC ALGORITHMS FOR THE CALIBRATION OFHYDROLOGICAL RAINFALL-RUNOFF MODEL IN THE CAPLINA BASIN

1 ;Edwin Pino Vargas ; Luis Cornejo Navarretty Carmen Román Arce2 3


45

especialmente, en el estudio de los mecanismos observadosen la naturaleza concerniente a la adaptación de las especies.Aplicó dichos mecanismos en la creación de sistemasartificiales (sistemas simulados por computadora).

Fue así como surgió una metodología denominadalos algoritmos genéticos. Dichos algoritmos se puedenconsiderar, entonces, como la adaptación de teoríasevolutivas a procedimientos artificiales para la resolución de

1 PH.D en Recursos Hídricos, Master of Science en Ingeniería de Recursos Hídricos, Ingeniero Agrícola, Ingeniero Civil. Facultad de Ingeniería Civil, Arquitectura yGeotecnia de la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann. Tacna-Perú.2 Ingeniero Civil. Facultad de Ingeniería Civil, Arquitectura y Geotecnia de la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann. Tacna-Perú.3 Ingeniero Geólogo-Geotecnico. Facultad de Ingeniería Civil, Arquitectura y Geotecnia de la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann. Tacna-Perú.

INTRODUCCIÓN

Según De Jong (1999), a inicios de los sesentas, lascomputadoras se volvían cada vez más asequibles y menoscostosas. El potencial de estas máquinas fue la atracción demuchos investigadores en Estados Unidos.

John H. Holland (1992), además de su interés porlas computadoras, se concentró en otra materia,


Pino, E. et al., Uso de algoritmos genéticos para la calibración de un modelo hidrológico precipitación-escorrentia en la cuenca del Caplina

problemas. Es por esta razón que en los algoritmosgenéticos (o AGs) se encuentran vocablos comocromosomas, poblaciones o mutaciones.

Goldberg (1989), años después con su tesisdoctoral, Adaptation in Natural and Artificial Systems(1975) y con la participación de sus estudiantes en laUniversidad de Michigan, dio origen a la teoría formal y alempleo de los algoritmos genéticos.

Pronto otros campos como la economía, lainvestigación de operaciones, la medicina, la inteligenciaartificial y las ingenierías, se vieron beneficiados por estanueva metodología.

A pesar de todas las aplicaciones reales que se estándando en el mundo, en el Perú su uso es aún incipiente. Noexiste material de referencia básico sobre el tema, en todocaso, enfocado a la ingeniería de recursos hídricos, geotecniay otras ingenierías. Es por esta razón que se realiza elpresente trabajo, busca a la vez, incentivar posterioresinvestigaciones de ingeniería en nuestro país. El presentetrabajo brinda no sólo un marco teórico adecuado, sino unsoftware ilustrativo para el estudio de un caso en la cuencaCaplina de la región Tacna relacionado con lahidroinformática, materia especializada en la ingeniería derecursos hídricos.


Rec o le cc i ó n y a ná l i s i s de l a i n f o r m a c i ó nhidrometeorológica

Para la presente evaluación se ha recopilado toda lainformación pluviométrica existente en el área de estudio,así como, la información cartográfica y otros.

Asimismo, se ha efectuado una revisión de losestudios anteriores. El sistema de medición de variablesclimáticas, conformado por estaciones hidrometeorológicasde diversos tipos, viene siendo inspeccionada en el campo enforma mensual, con el fin de lograr una buena calidad dedatos registrados por parte del Proyecto Especial Tacna y elSENAMHI.

La información existente ha sido analizadaestadísticamente utilizando pruebas estándar adecuadas,esto con la finalidad de evaluar su homogeneidad oconsistencia.

La región Tacna está compuesta hidrográficamentepor un conjunto de cuencas que en su mayoría discurrenhacia la vertiente del Pacifico salvo las cuencas Maure yUchusuma Alto hacia la vertiente el Lago Titicaca.

Modelo hidrológico de ThomasUno de los modelos lluvia-escorrentía que posee la

hidrología es el modelo de Thomas. Éste es precisamente elque se empleó para la resolución del caso estudio. En él sedefinen cuatro parámetros denominados a, b, c, d y dosvalores de condición inicial denominados Sw0 y Sg0. Dichomodelo se presenta en la Figura 1.

Los parámetros del modelo de Thomas reflejan lassiguientes características de la cuenca:a: Tendencia de que ocurra escorrentía antes de que el suelo

se encuentre completamente saturado.b: Límite superior de la suma de la evapotranspiración y el

contenido de humedad del suelo.c: Fracción de escorrentía proveniente del agua subterránea.d: Valor recíproco del tiempo de residencia del agua

subterránea.Las condiciones iniciales hacen referencia a:

Sw : Contenido inicial de humedad en el suelo0

Sg : Almacenamiento inicial de agua subterránea0

La ecuación que permite calcular (para un períodoespecífico) el caudal, a partir de la precipitación P, laevapotranspiración ET y las variables a, b, c, d, Sw y Sg es:o o

No obstante, dicho cálculo se suele discriminar enuna serie de pequeñas ecuaciones que van arrojando,además, otros datos aparte de los caudales. Se sigue entoncesla siguiente secuencia hasta calcular finalmente el caudal.

1. Cálculo del agua disponible: W=P+Sw0

2. Cálculo de la variable Y

3. Cálculo del contenido de humedad del suelo: Sw=Y*e-EP/b

4. Cálculo de la escorrentía directa: R =(1-c)*(W-Y)0

5. Cálculo de la recarga de agua subterránea: R =(c)*(W-Y)g

6. Cálculo del almacenamiento de agua subterránea

7. Cálculo del caudal subterráneo: Qg=d*Sg

8. Cálculo del caudal a la salida de la cuenca: Q =R *Qg0

Para alcanzar con éxito la habilidad de predecir

Figura 1. Variables en la calibración del modelo de Thomas

P EP

a b c d Ecuación Sg Sw0 0

Q ?

Modelo de Thomas

Variables conocidas? Variables desconocidas

+

+−

+++++−+

+

+

+−

+++

++−+−=

00

2

000

0

2

000

*22

*1

*22

*)1(

Sga

bSwP

a

bSwP

a

bSwPSwPc

d

d

a

bSwP

a

bSwP

a

bSwPSwPcQ

a

bW

a

bW

a

bWY

*22

2

−

++=

10

++=

d

SgRgSg

Pino, E. , Uso de algoritmos genéticos para la calibración de un modelo hidrológico precipitación-escorrentia en la cuenca del Caplinaet al.



caudales se requiere enfrentar dos problemas:(1) Seleccionar el tipo de modelo que mejor represente elfuncionamiento real de la cuenca que se va a analizar.(2) Determinar los parámetros y condiciones iniciales realesde la cuenca.

Los resultados que arroje el modelo sólo podránser confiables en la medida en que los dos problemas selogren superar adecuadamente. En tal sentido, si asumimosque se logró escoger con éxito el modelo (sea por el buenconocimiento de personas expertas, sea por el buendesempeño que ha presentado dicho tipo modelo, etc.) sedebe garantizar el correcto conocimiento de los parámetrosy las condiciones iniciales. La determinación de losparámetros de proceso presentan el problema de no podersemedir directamente en campo. Aunque los parámetrosfísicos miden en campo, requieren de ajustes, debido a laposible inexactitud de dichas medidas. La Figura 1 muestragráficamente cuáles son las variables que se deben conocerpara enfrentar el problema de “predecir caudales”.Compárese dichas variables con las indicadas en la Figura 2,cuando se trata de enfrentar el problema “calibrar elmodelo”.

Finalmente, podemos resumir que el problema dela calibración del modelo de Thomas consiste en encontrarlos valores de a, b, c, d, Sw y Sg , de tal manera que la función0 0

objetivo escogida sea igual a cero. Para la presente tesis seescogió como función objetivo la denominada normacuadrática normalizada.


Desarrollo del modeloLa función objetivo a optimizar es:

Donde Q en el mes está determinado por laobs

ecuación FO. Esto involucra entonces un proceso iterativo.Por consiguiente, es pertinente precisar cuál será la funciónobjetivo a minimizar. En la Figura 3, se muestra el diagramade flujo para la función objetivo a minimizar.

El cálculo de la función objetivo comienza porobtener externamente a, b, c, d, Sw0 y Sg0. La función tienedentro de sí, los valores de las precipitaciones, lasevaporaciones y los caudales. En amarillo se indica los pasospara calcular cada caudal (y de paso, cada Sw y cada Sg).

Figura 2. Variables en el problema de la calibración delmodelo de Thomas

P EP

a b c d ? Q=(1-c)*P+.. Sg Sw0 0 ?

Q

Modelo de Thomas

Variables conocidas? Variables desconocidas

Para lograr una buena calibración, no se trabajacon un solo valor de P, de EP y de Q en un período de tiempoespecífico. Se trabaja con varios valores correspondientes avarios períodos de tiempo. En realidad la calibración se lograal reducir a cero algunas de las siguientes funciones(llámense funciones objetivo):

Donde:Qobs = caudal medido (obtenido de los archivos)i

Qsim ( ) = caudal calculado por el modeloi ϴϴ = conjunto (vector) de los parámetros y condicionesiniciales empleados por el modelon = número de caudales

[ ]

[ ]

)(max)(

)(1

)(

)(1

)(

1

1

2

θθ

θθ

θθ

ii

n

tii

n

tii

QsimQobsF

QsimQobsn

F

QsimQobsn

F

−=

−=

−=

∑

∑

=

=

[ ]∑=

−=n

tii QsimQobs

nF

1

2)(1

)( θθ

[ ]∑=

−=12

1

2meselparameselen1

mesii QsimQobs

nFO

Figura 3. Diagrama de flujo para la función objetivo

a b c dSw Sg0

p = [p , p , p , p , p , p , p , p , p , p , p , p ]1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

ET = [θ1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12, , , , , , , , , , , ]θ θ θ θ θ θ θ θ θ θ θQ = [q , q , q , q , q , q , q , q , q , q , q , q ]1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Suma = 0

i = 1

W = p(i) + Sg0

Y = (W+b) / (2*a) - sqrt( ((W+b) / (2*a))^2 - W*b / a)

Sw= Y*exp (-ET(i) /b)

Ro = (1 - c)*(W - Y)

Rg = c*(W - Y)

Sg = (Rg + Sg0) / (d + 1)

Qg = d*Sg

Q = Ro*Qg

Suma = Suma + (Qs - Q(i) )^2

Sw0 = Sw

Sg0 = Sg

i = i + 1

i = 13?

FO = sqrt (suma/n)

Falso

Ciencia & DesarrolloPino, E. et al., Uso de algoritmos genéticos para la calibración de un modelo hidrológico precipitación-escorrentia en la cuenca del Caplina


Proceso de calibraciónPara el proceso de calibración es fundamental

definir el espacio de búsqueda y su respectiva codificación.Trabajos anteriores como el de Karr y Freeman (1999),sugieren rangos entre los cuales pueden variar losparámetros. Ampliando dichos rangos, se determinó que losespacios de búsqueda para cada variable (y las precisionesrequeridas) son los indicados en la Tabla 1.

Si cada cromosoma está compuesto por 55 genes,tal como se indica en la Figura 4, entonces quiere decir que elespacio de búsqueda es de 255 = 3,6 x 1016 posiblessoluciones. Esto constituye una razón más por la que seempleó la metodología de los AGs, en el entendido que elespacio de busqueda es muy grande.

El programa elaborado fue desarrollado y sediseñó en lenguaje de programación científica MATLABR12. La programación tuvo un enfoque estructural (y noorientado a objetos) lo que permite exponer todo su códigode manera secuencial. El programa, además de arrojar alfinal una solución que lograse la minimización de la funciónobjetivo, registra en archivos los resultados de las diferentesgeneraciones, así como estadísticas que permiten verificartodo el proceso.

El AG finaliza cuando se haya llegado al número degeneraciones indicado en MAXGEN o cuando todos losindividuos en una generación sean iguales (es decir, cuandose converge a una sola solución).

Se ejecutó el programa cinco veces. Esto es con elfin de ensayar diferentes semillas. Los parámetrosingresados fueron los siguientes: TPOB = 50 MAXGEN = 1000 PX = 0,8 PMUT = 0,01 LCAD = [ 8 9 10 10 9 9] MAXVAL = [ 1 350 0,9 1 500 500] MINVAL = [ 0,8 10 0,001 0,001 0 0]

Cada vez que el programa era ejecutado, se creabaun archivo para cada generación, es decir 1000 archivos. Estacreación de archivos reduce notoriamente la velocidad deejecución, por tanto simplemente podemos desactivar lasubrutina reporte.

Parámetros obtenidos y simulaciónEn el Tabla 2, se muestra los resultados de los

parámetros obtenidos para el Modelo hidrológico deThomas, para a, b, c, d Swo y Sgo. Asimismo los caudalescalculados por dicho modelo usando los parámetrosobtenidos. En la Figura 5 se muestra la comparación decaudales simulados y registrados. La función objetivo quecorresponde al cálculo del error en este caso sale de todorango aceptable y es lógico al observar la gran discrepanciaque hay entre los caudales simulados y los registrados a lasalida de la cuenca. Retomando la concepción de la

Una vez definido el espacio de búsqueda, se procedea diseñar los cromosomas. La longitud de cada sub-cadenadentro del cromosoma se determina mediante la ecuación:

Considerando k igual 2 para un código binario, laslongitudes resultantes son las siguientes:

Para a:

Para b:

Para c:

Para d:

Para Sw0

Para Sg0

El diseño final de los cromosomas se indica en laFigura 4.

Tabla 1. Rangos de búsqueda y precisión para cada uno delos parámetrosParámetro Mínimo Máximo Precisióna 0,80 1,00 0,001b 10,00 350,00 1,00c 0,001 0,90 0,001d 0,001 1,00 0,001Sw0 0,00 500,00 1,00Sg0 0,00 500,00 1,00

)ln(

1ln minmax

k

WW

L

−−

= π

8)2ln(

1001,0

800,0000,1ln

≈

−−

=L

9)2ln(

110

1350ln

≈

−−

=L

10)2ln(

1001,0

001,0900,0ln

≈

−−

=L

10)2ln(

1001,0

001,0000,1ln

≈

−−

=L

9)2ln(

11

0500ln

≈

−−

=L

9)2ln(

11

0500ln

≈

−−

=L

Figura 4. Conformación del tipo de cromosoma a usarse

Pino, E. et al., Uso de algoritmos genéticos para la calibración de un modelo hidrológico precipitación-escorrentia en la cuenca del Caplina



Mes P (mm) Ev (mm) Q (m /s)3 Q (mm) Qr (mm)Enero 51,50 117,09 1,229 0,784 0,784Febrero 57,17 118,28 2,226 1,282 1,282Marzo 30,05 111,18 1,587 1,012 1,012Abril 1,15 93,39 0,838 0,517 0,517Mayo 0,15 78,80 0,694 0,443 0,443Junio 0,64 70,90 0,679 0,419 0,419Julio 0,52 69,41 0,658 0,420 0,420Agosto 0,99 69,38 0,631 0,402 0,402Septiembre 1,40 75,28 0,606 0,374 0,374Octubre 1,32 91,62 0,575 0,367 0,367Noviembre 2,59 102,08 0,619 0,382 0,382Diciembre 12,44 111,79 0,614 0,392 0,392Suma 159,91 1109,19 10,957 6,79Promedio 13,33 92,43 0,913 0,57Desv. Est. 21,02 19,31 0,515 0,30Máximo 57,17 118,28 2,226 1,28Mínimo 0,15 69,38 0,575 0,37

a b (mm) c d Sw (mm)0 Sg (mm)0

0,81569 345,00000 0,21100 0,00100 22,00000 24,36580

Tabla 2. Parámetros y simulación usando Generación 1

Figura 5. Análisis comparativo caudales simulados yregistrados generación 1

metodología empleada, aceptamos que en primera instancialos valores numéricos sean muy discrepantes y con eltranscurso del tiempo se espere una convergencia muchomayor entre los valores observados y simulados.

Asimismo, luego de una serie de simulacionesrealizadas, obteniendo en cada proceso 1000 archivos yconsiderando la extensa disponibilidad de datos en elproceso de calibración, no es recomendable mostrar la granextensión de data obtenido por lo que procedemos amostrar los resultados favorables alcanzados en el procesode calibración de parámetros y mostramos los mejoresresultados.

En la Tabla 3 se muestran los mejores valoresobtenidos y en la Figura 6 la comparación de caudalessimulados y registrados.

Luego de las simulaciones efectuadas, se observa

Figura 6. Análisis comparativo caudales simulados yregistrados generación 1 000

Tabla 3. Parámetros y simulación usando Generación 1000

Mes P (mm) Ev (mm) Q (m /s)3 Q (mm) Qr (mm)Enero 51,50 117,09 1,229 0,784 0,784Febrero 57,17 118,28 2,226 1,282 1,282Marzo 30,05 111,18 1,587 1,012 1,012Abril 1,15 93,39 0,838 0,517 0,517Mayo 0,15 78,80 0,694 0,443 0,443Junio 0,64 70,90 0,679 0,419 0,419Julio 0,52 69,41 0,658 0,420 0,420Agosto 0,99 69,38 0,631 0,402 0,402Septiembre 1,40 75,28 0,606 0,374 0,374Octubre 1,32 91,62 0,575 0,367 0,367Noviembre 2,59 102,08 0,619 0,382 0,382Diciembre 12,44 111,79 0,614 0,392 0,392Suma 159,91 1109,19 10,957 6,79Promedio 13,33 92,43 0,913 0,57Desv. Est. 21,02 19,31 0,515 0,30Máximo 57,17 118,28 2,226 1,28Mínimo 0,15 69,38 0,575 0,37

a b (mm) c d Sw (mm)0 Sg (mm)0

0,81569 299,43250 0,17324 0,92676 428,57140 489,23680

que los valores de descargas observadas son similares a lossimulados en periodos de estiaje, situación que nos llama laatención, puesto que este modelo de algoritmos genéticosno permite reproducir descargas en épocas de avenidas.

Análisis estadístico comparativoComplementariamente se estableció una correlación

entre los caudales registrados y simulados. En la Figura 7 sepuede observar dicha correlación lineal con un coeficientede determinación r alto de 0,7835, lo que representa un2

buen desempeño de los algoritmos genéticos en ladeterminación de parámetros del modelo de Thomas y suposterior empleo en el proceso de simulación de caudales.Exceptuando la situación que no tiene buenos resultados enépocas de avenidas o de descargas máximas.

Ciencia & DesarrolloPino, E. , Uso de algoritmos genéticos para la calibración de un modelo hidrológico precipitación-escorrentia en la cuenca del Caplinaet al.


CONCLUSIONES

1. Los algoritmos genéticos poseen característicasque los hacen altamente robustos para resolver problemasde optimización, toma de decisiones, diseño y otros usos enla ingeniería. Cuando efectuamos la comparación conmétodos tradicionales de optimización, y se observa que engeneral, se sacrifica eficacia para ganar más eficiencia yrobustez.

2. El extendido aprovechamiento que se le estádando a los algoritmos genéticos es real. No obstante, para laingeniería en nuestro país, todavía no se ha explotado estaútil herramienta, como ocurre en muchos países del mundo.En la actualidad aún existe espacio dentro de la teoría de losalgoritmos genéticos para continuar con la investigación.No solamente indagando sobre su efectividad sino tambiénextendiendo el abanico de aplicaciones que se le puedan dar.

3. Los resultados obtenidos en las diferentes fasesde calibración del modelo aplicado a la cuenca Caplina abrenla especulación sobre las posibles fuentes de error. Estas seresumen así: imposibilidad misma de la calibración, la malaadopción de la función objetivo o la existencia dedeficiencias en el algoritmo genético. De tratarse el tercercaso, otros operadores o codificaciones deberán intentarse ycompararse con el presente trabajo. Se presume, sinembargo, que si el algoritmo genético empleado fuese enrealidad deficiente, no se habría dado la posibilidad de

Figura 7. Correlación entre caudales simulados y registrados

calibrar el modelo en la cuenca Caplina.4. En este trabajo se ha mostrado la evolución del

proceso de ajuste de los caudales simulados y observados, asíen la simulación 1 se puede apreciar la gran diferencia queexiste entre dichos valores mas no en la simulación 1000donde se logra un ajuste muy bueno en los meses de estiaje,mas no en los meses de máximas descargas.

5. Las soluciones obtenidas mostraron sercoherentes en similitud a la distribución de caudalesobservados, con un coeficiente de correlación de 0,7835. Noobstante, para entrar a comparar sobre cuál de lasmetodologías fue mejor, se requiere analizar otros aspectostales como los tiempos requeridos para la búsqueda, loscomputadores empleados, la ausencia o presencia decomandos secundarios que reduzcan la velocidad (como porejemplo, registro de estadísticas), el número de semillasempleadas, etc.


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Correspondencia:Edwin Pino Vargas: [email protected] Cornejo Navarrety: [email protected] Román Arce: [email protected]


Pino, E. Uso de algoritmos genéticos para la calibración de un modelo hidrológico precipitación-escorrentia en la cuenca del Caplinaet al.,



RESUMEN.

Dentro del proyecto auspiciado por ,Diseño, Materiales y Dispositivos para Casas Altoandinas Resistentes a HeladasPROCYT/CONCYTEC en convenio con la UNI y la UNJBG, se evaluó el comportamiento térmico de una posta de salud construidael año 2010, la que en su desarrollo arquitectónico tiene incorporado una pared en piedra, colector- acumulador de calor, obtenido portransferencia de calor solar térmica. La posta se encuentra ubicada en el distrito de Toquela, en la Región-Tacna a 3600 msnm. Serealizaron evaluaciones de la temperatura, tanto en los meses de verano como en los meses de invierno, del año 2013. La data obtenidadando cuenta de los niveles de temperatura alcanzados, tanto en exteriores como en interiores de los de la posta, permite corroborar lafactibilidad de usar este tipo de pared en zonas frías.

Palabras clave: Energía solar, climatización solar pasiva, transferencia de calor, almacenamiento solar térmico.

ABSTRACT

Within the project Design, Materials and Devices for High Andean Resistant Houses Freeze sponsored by PROCYT/CONCYTEC inagreement with UNI and UNJBG, the thermal behavior of a health post built in 2010 was evaluated, which in its architecturaldevelopment has incorporated a collector-accumulator wall heat, solar thermal. The post is located in the district of tap it in the TacnaRegion to 3600 meters. Temperature assessments were conducted in both summer and winter months of the year 2013 The dataobtained realizing the temperature levels reached in both exterior and interior of the post, corroborates the feasibility of using this typeof wall in cold areas.

Keywords: Solar energy, passive solar climatization, heat transfer, solar thermal storage.

CLIMATIZACIÓN PASIVA SOLAR-TÉRMICA EN LA POSTA DESALUD EN TOQUELA-TACNA

PASSIVE SOLAR THERMAL CLIMATIZATION ON THE HEALTH POST INTOQUELA-TACNA

1 César Efraín Rivasplata Cabanillas


51

confort en los meses más fríos del año, sobre todo en lugaresque tienen una altitud mayor a comparación de otros de laciudad de Tacna. Este objetivo se planteó en base a lasexperiencias logradas con este mismo tipo de pared,construido en el laboratorio del CERT-Tacna.


Descripción del sistema pared colector –acumulador.El sistema empleado en una paredconsiste

construida en piedra y unida con mortero de cemento. Laorientación de la pared externa es hacia el norte, formandoun ángulo de inclinación de 10º (Tacna está ubicada en elhemisferio sur a una latitud de 17º sur y a 500 msnm). Laforma de la pared es de tipo semi- piramidal, esto por dosrazones: una, por razones estructurales y otra, por lograr unamayor ganancia de energía en las épocas de invierno.

El área frontal de la pared es de 2,64m x 25 = 67m2y está cubierta por una superficie particionada de vidriosherméticamente cerrados, los vidrios están separados de lapared por un capa de aire de 0,10 m . La masa de la pared es

1 Licenciado en Física, Magister en Ciencias -University of Texas. Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann. Tacna-Perú.

INTRODUCCIÓN

El laboratorio del Centro de Energías Renovablesde la UNJBG (CERT), creado el año 2005, tiene dentro desus objetivos, servir de modelo para que las investigacionesy/o desarrollos tecnológicos que en él se exhiban puedan serreplicados, cumpliendo así el rol de proyección social quetiene la universidad con la comunidad.

El aboratorio del CERT -Tacna, cuenta con unlsistema de calefacción solar pasivo, cuya principalcomponente es una pared construida en piedra de cantorodado y su función es la de colección y almacenamiento decalor solar, útil para calefacción del aire en interiores.

La posta de salud en Toquela, fue construidadentro de los proyectos del Gobierno Regional de Tacna(GRT), siguiendo un modelo de construcción similar alusado en el CERT. La posta se inauguró el año 2010.

Desde esa época no se hicieron evaluaciones delcomportamiento térmico en interiores de la posta,quedando la duda de si realmente se había cumplido con losobjetivos de la construcción, de obtener temperaturas de


Rivasplata, C., Climatización pasiva solar-térmica en la posta de salud Toquela-Tacna.

de 124,995 kg, con una densidad promedio de 2560 Kg/m3y un volumen de 49 m3.

De la relación Área de vidrio/Volumen de masatérmica, tenemos un valor de 1,36. Esta cantidad es unindicador importante en el dimensionamiento de un sistemade acumulación de calor en función a las condiciones delclima y a las externas y de confort en las quetemperaturasdebe operar el mismo.

La pared tiene en sus partes inferior y superior 24orificios de 0,10 m de diámetro ubicadas en 0,55 m largo enla parte inferior y 0,36 m largo en la parte superior de lapared. Ello permite la circulación del aire.

La parte externa de la pared pintada de colorestánegro mate. Igualmente la pared está construida porcolumnas y columnitas menores y perpendiculares dehormigón armado; horizontalmente y a lo largo de la paredcorren perfiles paralelos de fierro tipo T, esto para el soportede la cuadricula de 54 piezas de vidrio de aproximadamente0,80m2 cada uno.

La da una defigura N°01 muestra una foto que ideala descripción realizada.

La posta, como puede en la figura 01observarse N°posee dos techos inclinados: una hacia el norte y contiguo a

la pared de acumulación, y el otro ubicado hacia el sur.La diferencia de altura del espacio enprimer

relación con el segundo, obedece a la necesidad deinterconectar el sistema de calefacción o el calor residual quese almacena en los cuartos contiguos a la pared deacumulación, con el segundo espacio, tal como se muestraen la figura N°02.

Ello marca una con el sistemadiferenciaconstruido en el CERT-Tacna, donde el calor residual seevacua hacia el ambiente.

La f igura muestra e l esquema deN°03construcción de la pared CERT, así como el proceso decirculación de aire en , proceso que es similar al delinterioressistema construido en la posta de Toquela, pero en este casose aprovecha este calor para calentar el ambiente posterior ycontiguo al cuarto donde se ubica la pared de acumulación.

Determinación de las variables de confort en lahabitación

El objetivo de un pasivo solar parasistemacalefacción ambiental está orientado a mantener lascondiciones de confort en un rango de temperaturas de 18-22 ºC.

Figura N°01. Foto de pared de acumulación hacia el norte y techos con diferencia de altura.

Figura N°02. Fotos de entanillas movibles que interconectan el sistema de circulación del airev .

Columnas

Diferenciaalturas techos

Salida de airecaliente




El balance de energía de la habitación estádentrodado por:

(1)

Donde Pempuje es el calor necesario paracomplementar las pérdidas o para alcanzar las temperaturasde confort. Lo ideal es que Pemp cero y elqueabastecimiento de energía sea exclusivamente generado porcontribución solar.

Para condiciones de , o sea duranteradiación G=0las horas de no sol, y sin energía complementaria tenemos:

(2)

Donde C=mc y m=masa de la pared en la habitaciónBajo estas condiciones de y resolviendocontorno

la ecuación (2) se tiene:

(3)

Donde: : Es la temperatura interior de la habitaciónrTTa : Es la temperatura ambiente exterior de la habitaciónR resistencia a las pérdidas de calor:A= (T T ) t= , donde t=0 se toma a partir de las 12 p m.r a- 0 .

Ubicación de sensores y toma de datosEl día 04 de junio del año 2013, se viajó a Toquela

con el objetivo de ubicar varios sensores de temperaturaconectados a un dispositivo de acumulación de datos de lamarca HOBO, l s cuales fueron ubicados en los interiores yoexteriores de la posta médica (cuarto y ambiente conexo a lapared de calefacción).

La instalación de los se hizo desde las 8:30sensoresa.m. hasta las 9 a.m., habiéndose recogido la data el día jueves18 de julio a las 4 p m..

La primera caja de registro con cuatro sensores seubicó en un cuarto que se utiliza como depósito, (3 m x 5 m)siendo la secuencia de los sensores la siguiente:Canal 1: T ambiente. emperaturaCanal 2: Temperatura de cuarto (altura promedio 1,7 del piso)0Canal 3: Temperatura del aire caliente hueco superior pared.Canal 4: Temperatura del aire frío hueco inferior pared.

La segunda caja de con cuatro sensores seregistroubicó en un cuarto que se utiliza como dormitorio (3 m x 3,5m) siendo la secuencia de los sensores la siguiente:Canal 1: T salida del cuarto hacia el otro ambienteCanal 2: Temperatura de cuarto (altura promedio 1,70 del piso)Canal 3: Temperatura del aire caliente hueco inferior pared.Canal 4: Temperatura del aire frío hueco superior pared.

RESULTADOS

Data xperimental y resultados.eSi se grafica la ecuación (3) utilizando data

experimental y se compara con los gráficos desarrolladosexperimentalmente una correlación gráfica similar.existe

Esta expresión permitirá pronosticar eltambiénvalor de la temperatura desde un valor a una hora definida enla que ya no existe sol hasta el día siguiente cuando comienzanuevamente el aporte solar.

Figura N°03. Proceso de transferencia de calor, usando unapared colector acumulador, así como el proceso decirculación del aire en condiciones estáticas y dinámicas.

PempujeR

TaTGA

dt

dTmc rr +−−= )(ατ

RC

dt

TaT

dT

r

r −=−

∫ ∫−=− RC

dt

TaT

dT

r

r

ConstRC

tTT ar +−=− )ln(

ConstRC

tTT ee ar

+−− =)ln(

RC

t

ar eATT−

⋅=−

Figura N°04. Fotos de indicación de sensores de temperatura en interiores y exteriores de la posta.


Ciencia & DesarrolloRivasplata, C., Climatización pasiva solar-térmica en la posta de salud Toquela-Tacna.

Figura 5. Sobre el comportamiento térmico uniforme de la pared de acumulación, expresado por regularidad y pocavariabilidad de las temperaturas de cuarto (línea roja).

Figura N°06. Curvas de Temperatura, T1= Tambiente, T2=Tcuarto, T3=Tpared arriba,T4=Tpared abajo.




CONCLUSIONES

Las figuras 5 y 6, muestran el perfil de temperaturas endos puntos de la pared ngreso del aire en la parte, al iinferior y salida del aire de la parte superior.en la

El comportamiento de la pared es similar al de un colectorsolar de placa plana, pues incrementa la temperatura delaire que pasa por la pared en un ∆≥10ºC, ( verde,líneafigura 06), contribuyendo con un aporte de energía quepermite mantener una estabilidad en las temperaturas deconfort dentro de la habitación del orden 15-18ºC, cuandola temperatura mínima del exterior llega a 5ºC .

Una diferencia de 10ºC, entre las temperaturas internas yexternas en las condiciones actuales, pronostica uncomportamiento de estabilidad térmica producto de laacumulación de calor en la pared para su posterior usodurante la noche, mediante un proceso de transferenciade calor por conducción y radiación.

Las figuras 6 y 7, permiten deducir que las medicionesefectuadas en el dormitorio fueron más estables, debidoa la poca infiltración de aire al permanecer éste cerrado,mientras que en el almacén hubieron inestabilidades, quese expresan en los picos negativos de la figura detemperaturas de ingreso a la pared.

La figura 7, en color azul, muestra los valores de latemperatura en el ambiente que se calienta con el calorresidual, en un rango variable entre 13 y 15 ºC, lo quedemuestra en comparación con la temperatura ambienteuna ganancia de 35 ºC, ( línea azul en la figura 6).

Las condiciones de confort, aun en situaciones de menortemperatura externa, son mejores en las épocas deinvierno debido a la incidencia cuasi perpendicular de la

radiación solar sobre la pared, siendo más favorable queen los meses de verano.

La ubicación apropiada de una vivienda debe planificarseanticipada y apropiadamente en función a las diversasvariables involucradas en este desarrollo: Latitud dellugar, ángulo de inclinación, ubicación norte paralatitudes sur, altitud del sol, análisis de sombras etc.

El uso de la piedra como elemento constructivo y deacumulación de calor es eficaz, tanto desde el punto devista de comportamiento térmico, económico, yambiental.

Existen zonas a lo largo de la región Tacna plenas de esterecurso, que pueden ser usados en lugar de otro tipo demateriales, como elementos envolventes de viviendas,con la ventaja de estar en el lugar, lo que disminuye costosde transporte y permite tenerlos con disponibilidadinmediata.

La integración de sistemas de calefacción solar pasiva enuna vivienda rural andina, evitará parcialmente lacontaminación ambiental en interiores, al disminuir eluso común de leña o bosta en los meses más fríos del año.


Duffie, J. A. and Beckman, W. A., (1991), Solar Engineering ofThermal Processes, John Wiley & Sons.

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Figura N°07. T1= T ambiente cuarto anexo (azul), T2=T cuarto (rojo), T3=Tpared bajo(verde), T4=Tpared arriba morado)(

Correspondencia:César Rivasplata Cabanillas: [email protected]



Ciencia & DesarrolloRivasplata, C., Climatización pasiva solar-térmica en la posta de salud Toquela-Tacna.

RESUMEN

El objetivos del estudio fue determinar las propiedades físicas de semillas de maíz cultivadas en la ciudad de Andahuaylas, sedeterminaron propiedades físicas: ángulo de reposo, coeficiente de fricción estático, coeficiente de fricción dinámico, esfericidad yárea superficial, este último por análisis de imágenes, se consideró como factor en estudio la variedad, morocho (V1), almidón (V2),chullpi (V3) y morado (V4), los datos fueron analizados por análisis estadístico de varianza de solo factor, y sometidos acomparaciones por el método de Duncan; las variedades en estudio mostraron variabilidad en las propiedades físicas, determinándoseángulo de reposo promedio de 26,42º, coeficiente de fricción estático promedio 0,839, esfericidad promedio de 0,698, con mayoresvalores V2, y coeficiente de fricción dinámico promedio 0,286, con mayor coeficiente dinámico V4; el área superficial promedio fue1,79 cm² con mayores áreas V2 y V1. La principal influencia sobre la variabilidad en las propiedades físicas es atribuida a la variedadde maíz.

Palabras clave: semillas, ángulo de reposo, esfericidad, coeficiente de fricción.

ABSTRACT

The objectives of this study were determine the physical properties of seeds of maize cultivated in Andahuaylas city; physicalproperties were determined: angle of repose, coefficient of static friction, dynamic friction cofficient, sphericity and surface area. Thislast one for analysis of images; There were considered as factor in study the variety, morocho (V1), starch (V2), chullpi (V3) andpurple (V4).Data were analyzed by Statistical analysis of variance of single factor and subjected to comparisons by Duncan method;the varieties under study showed variability in the physical properties, determining angle of repose of 26,42 º, static frictioncoefficient average 0,839, average sphericity of 0,698, with major values V2, and dynamic average friction coefficient 0,286, withmajor dynamic coefficient V4. The surface average area was 1, 79 cm ² with major areas V2 and V1. The principal influence onvariability in the physical properties is attributed to the maize variety.

Key words: seeds, angle of repose, sphericity, coefficient of friction.

CARACTERIZACIÓN FÍSICA DE SEMILLAS DE MAÍZ (Zea maiz)SEMBRADO EN ANDAHUAYLAS PERÚ

PHYSICAL CHARACTERIZATION OF SEED CORN PLANTED IN (Zea mays)ANDAHUAYLAS PERU

1 1Thomas Ancco Vizcarra; David Juan Ramos Huallpartupa; Ever Alejo Vivanco Buleje;2

2 2 Rober Pillaca Ramos; Heber Alex Andia Salazar

conocimiento de las propiedades físicas de los granos ysemillas de cereales importante para el diseño yesoptimización de equipos involucrados con las etapas deprocesamiento de productos agrícolas (Mohsenin, 1986;Stroshine y Hamann, 1993; Ospina, 2001; Cetin, 2007;Haddad 1999; Gupta y Das, 2000; Henry 2000;et al., et al.,Vursavus y Ozguven, 2004, 2005; Baumler 2006;et al.,Altuntas y Yildiz, 2007; Andrejko y Grochowicz, 2007;Dziki, 2007; Correa 2008; Saiedirad ., 2008;et al., et alKilickan y Guner, 2008). Estudios realizados en semillasmostraron que las propiedades físicas son fuertementeinfluenciadas por el contenido de humedad (Mohsenin,1986). Stroshine y Hamann (1993) y Ospina (2001)mencionan que el conocimiento de las propiedades físicascomo el tamaño y forma (esfericidad) de la semilla sonnecesarios para el diseño de equipos de clasificación ycontrol de calidad; el área proyectada, para el diseño deequipos de transporte y deshidratación; y el coeficiente de

1 Master of Sciencie en Postcosecha y Marketing, Ingeniero Agroindustrial. Facultad de Ingeniería y Instituto de Investigación y Desarrollo Tecnológico de RecursosAndinos-IIDRA de la Universidad Nacional José María Arguedas. Andahuaylas-Perú.2 Estudiante de Ingeniería Agroindustrial. Asociación de Investigadores Nueva Agroindustria y Transformación Territorial-AINTA de la Universidad Nacional José MaríaArguedas. Andahuaylas -Perú.

INTRODUCCIÓN

En el procesamiento de alimentos, con frecuenciase observa que las características físicas dentro de ellas laforma de las partículas, la capacidad de fluir del material, lafragilidad de los sólidos, el contenido de humedad, la cargaestática, influyen en la eficiencia y rendimiento de losequipos de separación, clasificación, reducción de tamaño,transporte; asimismo las partículas con tamaños cercanos ala apertura pueden bloquear el pasaje de las partículas,siendo estas partículas las más difíciles de separar.Considerándo partículas cercanas a la apertura en el rangolas0,75 LA < dp < 1,5 LA suelen ser las responsables de la,pérdida de eficiencia en clasificadores o seleccionadores dealimentos ya que generan obstrucción. Las partículas queson elongadas pueden ser retenidas o atravesar la malla, estodepende del ángulo de aproximación con que lleguen a lasuperficie de separación (Holdich, 2002) s por ello que el. E



Ancco, T. et al. Zea maiz), Caracterización Física de semillas de maíz ( sembrado en Andahuaylas Perú .

fricción estático, para el diseño de sistemas de transportecon las que se determina la eficiencia y desgaste de equipos.

Para movilizar granos o semillas en fajastransportadoras o para alimentar materiales mediante tolvaspara reducción de tamaño u otros fines, los materialesgranulados o en polvo forman un montículo similar a uncono invertido, donde el ángulo formado por la horizontal yel talud, es definido como el ángulo de reposo, que estáinfluenciado por el tamaño, forma, volumen, densidad,superficie de la semilla, contenido de humedad y orientación(Jha, 1999). El ángulo de reposo para el maíz es 30° (Ospina,2001) y es un indicador de la fluidez, necesario paradeterminar el grado de inclinación de las superficies detransporte y de almacenamiento como tolvas y silos y otrosequipos de procesamiento de alimentos.

Los granos o semillas al momento de sertransportados hacia los equipos hacen fricción al entrar encontacto directo con los equipos o partes de los equipos, estafricción causa generalmente daño mecánico en granos ysemillas, generando consecuentemente desgaste de losequipos y sus partes, por tanto el conocimiento delcoeficiente de fricción entre el material biológico y lasuperficie de contacto sirve para conocer y determinar laspérdidas de potencia debida a la fricción en máquinastransportadoras y cosechadoras, es necesario entonces suconocimiento, para asumir criterios de diseño de máquinas yreducir al mínimo daños mecánicos (Lozano, 2002).

La relación entre la fuerza máxima de fricciónnecesaria para mover las semillas y el peso de éstas, esdefinida como coeficiente de fricción estático (Altuntas yYildiz, 2007), en tanto la fuerza para desplazar las semillassobre la superficie es conocida como el coeficiente defricción dinámico (Amin 2004). El coeficiente deet al.,fricción sobre metal varía de 0,201 a 0,255 dependiendo delcontenido de humedad, Ospina (2001) reportó valores decoeficientes de fricción estático de 0,24(9,9%), 0,25(12,2%)y 0,4(13,9%) para semillas de maíz según su contenido dehumedad.

Dentro de las características físicas también es deinterés conocer la esfericidad, que es una medidaconvencional que expresa el grado en que una partícula seaproxima a una esfera. Wentworth (1922) fue el primero endesarrollar una expresión que indica la forma de laspartículas, se trata de su Coeficiente de aplastamiento,expresado por ra/R, donde ra es el radio de curvatura de lacara más plana y R el radio medio. El mismo autor tambiéndesarrolló la expresión de redondez ri/R, donde ri es el radiode curvatura de la arista más aguda. Wadell (1932) propuso lamedida de esfericidad verdadera que es igual a s/S donde “S”es el área de la superficie de la partícula y “s” el área de lasuperficie de una esfera del mismo volumen.

En consecuencia, la esfericidad expresada así, es elárea de la partícula por unidad de volumen. Sneed y Folk(1958) revisaron las distintas mediciones de esfericidad ypropusieron una nueva: la esfericidad máxima deproyección, (también denominada esfericidad efectivaΦpde sedimentación, que es igual a la razón entre una secciónprincipal de una esfera de igual volumen y el área máxima deproyección de la esfericidad).

La determinación de la redondez puede realizarse

directamente sobre la partícula o por comparación con unacarta de patrones (Rittenhouse, 1943).

La dificultad de medición de la esfericidad deWadell (1935) volvió a utilizar la esfericidad definida porTickell (1947) igual a dc/ Dc, donde dc es el diámetro delcírculo de igual área (medido con un planímetro) y Dc es eldiámetro menor circunscripto. Sin embargo, Tickell (1947)se inclina por la fórmula de Riley (1941) Ri = (di/Dc)1/2,donde di y Dc son el círculo máximo inscrito y mínimocircunscrito.

El objetivo del estudio fue determinar laspropiedades físicas, de semillas de maíz cultivados ycomercializados en la región de Apurímac, caracterizaciónque consideramos indispensable para cualquier uso otratamiento posterior de sus resultados logrados.


Obtención y adecuación del material vegetalLas semillas de maíz ( ) en sus cuatroZea maiz

variedades (figuras 1 y 2) se obtuvieron directamente de losproductores del Distrito de San Jerónimo Andahuaylas, lasmismas que fueron identificadas por el personalespecializado del Instituto Nacional de InvestigaciónAgraria INIA establecidos en la ciudad de Andahuaylasubicada a 2926 m.s.n.m. Para cada prueba las semillas fueronseleccionadas aleatoriamente.

Determinación de humedadEl contenido de humedad se determinó por

triplicado en estufa de aire forzado según el método deASAE (ASAE, 1999).

Propiedades fisicoquímicasÁngulo de reposo: se empleó un cilindro hueco de 16,5 cm dealto y 8,5 cm de diámetro, abierto en los dos extremosdispuesto perpendicularmente sobre un plano, donde serealizó la lectura del valor (D) y el valor de altura (h) con losdatos obtenidos se procedió a determinar el ángulo dereposo con la Ecuación 1. El procedimiento consistió endepositar las semillas de maíz previamente pesadas dentrodel cilindro. El llenado se hizo lentamente y sin vibración ocompactación para que las semillas de maíz queden lo mássuelto posible al interior del cilindro hueco, con las semillasdepositadas en el cilindro, se procede a suspenderperpendicularmente al plano o base donde la pila se vaformando a medida que el material va descargándose, elprocedimiento se repite por diez veces, las mediciones de h yD, fueron realizadas con escalímetro y en papel milimetrado.

(Ec. 01)

Donde:h= AlturaD= Diámetro

Coeficiente de fricción estático: las semillas de maíz en sus cuatrovariedades, fueron pesados y depositadas en una caja demadera, de dimensiones de 90 x 90 x 90 mm previamenteubicada sobre la superficie del plano inclinado. Para suprimir

Ciencia & DesarrolloAncco, T. et al. Zea maiz), Caracterización Física de semillas de maíz ( sembrado en Andahuaylas Perú .


= −

)(tan 1

D

hrepθ

todo efecto de la base de la caja sobre el coeficiente defricción, se suspendió 3mm quedando solo las semillas demaíz en contacto con la superficie; se suspendeprogresivamente el plano inclinado hasta lograr romper lamáxima fuerza normal de la masa de semillas de maíz con elplano inclinado; logrado el desplazamiento de la masa demaíz, se registra la lectura del ángulo que permitió eldesplazamiento de la masa en estudio, valor que se empleapara determinar el coeficiente de fricción estático con laEcuación 2:

(Ec. 02)

Donde:s: Coeficiente de fricción estático (adimensional)

Fo: Fuerza máxima requerida para mover la muestra,kilogramos fuerza (kgf).W: Peso de las semillas más peso de la caja vacía,kilogramos fuerza (kgf).

Coeficiente de fricción dinámico: se determinó en un planohorizontal, para su determinación se pesó la masa desemillas de maíz y se depositó en el soporte de dimensiones100mm x 100 mm x 90 mm, previamente dispuesta enposición horizontal en el plano horizontal, de modo que lapolea quede libre y pueda deslizarse, y se van depositandomasas conocidas hasta que el bloque empieza a deslizarse avelocidad constante, y se registra la masa obtenida. Elprocedimiento se repitió por diez veces, el coeficiente defricción dinámico se determina mediante la Ecuación 3.(Altuntas y Yildiz, 2007).

(Ec.03)

µ :c Coeficiente de fricción dinámico (adimensional)f :c Fuerza máxima requerida para mover la muestra,kilogramos fuerza (kgf)N: Peso de las semillas más peso de la caja vacía, kilogramosfuerza (kgf)

Dimensiones y tamaño: se tomaron al azar semillas de maíz, lasdimensiones ortogonales: longitud (a), ancho (b), y espesor(c) se determinaron con calibrador (vernier), a partir de ellas,se calculó el diámetro medio geométrico (Dg) y el diámetromedio aritmético (Da), utilizando las siguientes ecuaciones(Altuntas y Yildiz, 2007; Cetin, 2007; Dursun 2007):et al.,

(Ec. 04)

(Ec. 05)

Donde:a: Diámetro Mayorb: Diámetro Medioc: Diámetro Inferior

Esfericidad : (φ) Es un criterio definido para determinar laforma de un material biológico, con las dimensionesortogonales: diámetro mayor (a), diámetro medio (b), ydiámetro inferior (c), la determinación de la esfericidad sehizo aplicando la Ecuación 6, según método utilizado porDursun (2007), Joshi (1993) y Dutta (1988):et al., et al.,

(Ec. 06)

Área superficial: Se construyó una caja a fin de evitar y eliminartoda posible emisión de sombra al momento de adquirir lasimágenes, se empleó también una cámara de 16 megapixeles, con las que se captaron las imágenes, las que fueronanalizadas con el software libre Imagej.

RESULTADOS

En la Tabla 1, se presenta los resultados decomparación de medias del ángulo de reposo en lasvariedades de maíz Morocho (V1), Almidón (V2), Chullpi(V3) y Morado (V4), determinándose diferenciasestadísticamente significativas al 95% de confiabilidad.

En la Tabla 2, se presenta la prueba decomparación múltiple de DUNCAN, se observa mayor

Maíz Chullpi Maíz Morocho Maíz Almidón Maíz Morado

Figura 1. Variedades de maíz

Figura 2. Granos de maíz en orden descendente: Chullpi, Almidón, Morocho y Morado

θµµ

tan1

*o0

b

h

W

Fss ==

N

fcc =µ

3.. cba

Da =

( ) 3/1.. cbaDg =

a

cba 3/1)..(=ϕ



Tabla 8. Comparaciones Múltiples de DUNCAN para laesfericidad en cuatro variedades de maíz

Variedad Observaciones Media SignificanciaV3 10 0,606 cV1 10 0,685 bV4 10 0,730 baV2 10 0,772 a

En la Tabla 6, se presenta la prueba decomparación múltiple de DUNCAN, determinándosemayor coeficiente de fricción dinámico en V2 a diferencia deV4, V1 y V3, en las que no se determinó diferenciassignificativas en las medias comparadas al 95% deconfiabilidad, es decir que el ángulo de reposo es igual paralas tres variedades a diferencia de V2, valores determinadospara una fuerza de arrastre promedio de 0 286 N.,

Fuente de Variación S.C. Gl C. M. Razón-F Valor-PEntre las variedades 956,265 3 318,755 64,56 0,0000Dentro de la variedad 177,731 36 4,936Total (Corr.) 1134,0 39

Tabla 1. Análisis de varianza para el ángulo de reposo encuatro variedades de maíz

SC(Suma de cuadrado, Gl(Grados de libertad), CM(Cuadrado medio de error).

Tabla 3. Análisis de varianza para el oeficiente de friccióncestático en cuatro variedades de maíz

Fuente de Variación S.C. Gl C. M. Razón-F Valor-PEntre las variedades 0,0000272 3 0,0000090 3,44 0,026

Dentro de l variedada 0,0000951 36 0,0000026Total (Corr.) 0,000122 39

Tabla 4. Comparaciones últiples de DUNCAN para elmcoeficiente de fricción stático en cuatro variedades de maíze

Variedad Observaciones Media SignificanciaV4 10 0,937 bV1 10 0,937 bV3 10 0,938 baV2 10 0,939 a

Tabla 5. Análisis de varianza para el oeficiente de friccióncdinámico en cuatro variedades de maízFuente de Variación S.C. Gl C. M. Razón-F Valor-PEntre las variedades 0,0124 3 0,0041405 10,95 0,0000Dentro de las 0,0136 36 0,0003781Total (Corr.) 0,0260 39

Variedad Observaciones Media SignificanciaV4 10 22,511 bV3 10 23,924 bV1 10 24,460 bV2 10 34,803 a

Tabla 2. Comparaciones Múltiples de DUNCAN para elángulo de reposo en cuatro variedades de maíz

Tabla 6. Comparaciones últiples de DUNCAN para elmcoeficiente de fricción dinámico en cuatro variedades de maíz

Variedad Observaciones Media SignificanciaV3 10 0,269 bV1 10 0,276 bV4 10 0,283 bV2 10 0,315 a

Tabla 7. Análisis de varianza para la esfericidad de cuatrovariedades de maíz


Dentro de la variedad 0,226 36 0,0062Total (Corr.) 0,377 39

ángulo de reposo en V2, diferenciándose de V1, V3 y V4 enlas que no presentaron diferencias estadísticas significativasen las medias comparadas, es decir que el ángulo de reposoes similar para las tres variedades.

En la Tabla 3 se presenta el análisis de varianza parael coeficiente de fricción estático, donde se observa queexisten diferencias estadísticas significativas entre las mediasdel coeficiente de fricción estático de las cuatro variedadesde maíz al 95% de confiabilidad.

En la Tabla 4, se presenta la prueba decomparación múltiple de DUNCAN, determinándosemayor coeficiente de fricción estático en V2 a diferencia deV3, V1 y V4, en las que no se determinó diferenciassignificativas en las medias comparadas al 95% deconfiabilidad, es decir que el Angulo de reposo es igual paralas tres variedades a diferencia de V2, los valoresdeterminados son para un ángulo promedio de 37,5º.

En la Tabla 5 se presenta el análisis de varianza parael coeficiente de fricción dinámico, donde se observa queexisten diferencias estadísticas altamente significativas entrelas medias del coeficiente de fricción dinámico en las cuatrovariedades de maíz al 99% de confiabilidad.

En la Tabla 7 se presenta el análisis de varianza parala esfericidad de los granos de maíz en sus cuatro variedades,donde se observa que existen diferencias estadísticassignificativas entre las medias de la esfericidad del maíz al95% de confiabilidad.

En la Tabla 8, se presenta la prueba decomparación múltiple de DUNCAN, determinándosemayor esfericidad en V2 y V4, a diferencia de V1 y V2medias comparadas al 95% de confiabilidad, resaltando queentre V4, V1 y V3 no existen diferencias estadísticassignificativas entre sí.

En la Tabla 9 se presenta el análisis de varianza parael área superficial de los granos de maíz en sus cuatrovariedades, donde se observa que existen diferenciasestadísticas significativas entre el área superficial al 95% deconfiabilidad.

En la Tabla 10, se presenta la prueba decomparación múltiple de DUNCAN, determinándosemayor área superficial en V2 y V1, a diferencia de V3 y V4medias comparadas al 95% de confiabilidad, resaltando queentre V1 V2 no existen diferencias estadísticas significativas yentre así como entre V3 y V4.



Tabla 9. Análisis de varianza para la esfericidad de cuatrovariedades de maíz


Dentro de la variedad 3,5347 36 0,098Total (Corr.) 22,404 39

En las tablas 11 al 15 se presenta el resumen de losestadísticos determinados para las cuatro variedades de maízobjeto de estudio, donde observamos los promedio, ladesviación standart, el coeficiente de variación, los mínimosy máximos así como el rango para el ángulo de reposo,coeficiente de fricción estático, coeficiente de friccióndinámico obtenido ara las cuatro variedades estudiadas.p

DISCUSIÓN

El ángulo de reposo determinado para las cuatrovariedades oscila entre 22,5 y 34,8, superando al valor de 30ºdeterminado por Ospina (2001), esta variación muyposiblemente sea debido a la orientación de las semillas,

Tabla 10. Comparaciones últiples de DUNCAN para elmárea superficial en cuatro variedades de maíz

Variedad Observaciones Media SignificanciaV4 10 0,995 bV3 10 1,247 bV1 10 2,349 aV2 10 2,595 a

tamaño, forma, volumen y densidad como lo menciona Jha(1999), variabilidad que también es atribuida a la forma,volumen, y principalmente a la variedad.

La variación determinada en el coeficiente defricción estático y dinámico, muy posiblemente seainfluenciado por la fuerza máxima de fricción necesaria paramover las semillas y el peso de estas, así como la variedad ydensidad propia de cada semilla, dejando manifiesto quepara diseñar equipos de transporte, de granos y semillas yaquellas partes que entran en contacto con alimentos son deutilidad (Lozano, 2002) y que su inadecuada elecciónocasionarán pérdidas de potencia en las maquinas debida a lafr icción ejerc ida por las semil las en máquinastransportadoras y cosechadoras, los resultados resaltan quela variedad V2 y V3 tienen coeficiente de fricción estáticomayor; en tanto V2 y V4 presentaron mayores coeficientesde fricción dinámico; que generarían mayor desgaste en elmaterial de diseño si paralelamente no se considera el ángulode reposo. Como lo indican Lozano (2002), Altuntas y Yildiz(2007) y Amin (2004) os valores de coeficiente deet al. lfricción determinados son próximos a los valoresdeterminados por Ospina (2001), a diferencia de V2 que

Recuento Promedio Desviación Estándar Coeficiente de Variación Mínimo Máximo RangoV1 10 24,460 1,090 4,459% 22,29 25,74 3,45V2 10 34,803 4,044 11,621% 28,72 41,01 12,29V3 10 23,924 1,185 4,956% 22,21 25,29 3,08V4 10 22,511 0,891 3,958% 21,16 23,47 2,31

Total 40 26,424 5,392 20,406% 21,16 41,01 19,85

Tabla 11. Resumen del análisis estadístico para el Angulo de reposo


Total 40 0,9383 0,0017 0,188% 0,9358 0,9423 0,0065

Tabla 12. Resumen del análisis estadístico para el coeficiente de fricción estático


Total 40 0,286 0,025 9,031% 0,2328 0,3277 0,0949

Tabla 13. Resumen del análisis estadístico para el coeficiente de fricción dinámico


Total 40 0,698 0,098 14,085% 0,498 0,883 0,385

Tabla 14. Resumen del análisis estadístico para la esfericidad


Total 40 1,796 0,757 42,180% 0,665 3,142 2,477

Tabla 15. Resumen del análisis estadístico para área superficial



presento 0,315, variación que es atribuido específicamente lavariedad de maíz.

La esfericidad y área superficial permitecaracterizar y determinar la forma que toma la partícula, quefacilita la adecua elección y decisión al momento de elegirdaun equipo o máquina de proceso como seleccionadores, losen control de calidad de granos y productos procesadocomo indica Mohsenin (1986) Stroshine y Hamannn ,(1993) Ospina (2001) asimismo su conocimiento permite, ;determinar el adecuado caudal másico de alimentación, y elinterés en mejorar la eficiencia en los equipos deprocesamiento de alimentos Holdich 2002).( ,

CONCLUSIONES

Delos resultados efectuados en las la propiedadesfísicas determinadas, la variedad Almidón (V2) representamayor desgaste en equipos de transporte y partes encontacto con alimentos.

Los valores determinados de sfericidad en V2 yeV1, V3 y V4, permiten definir a priori la eficiencia en eldesempeño de los equipos de tamizado de granos de maíz,cuyos valores facilitan la determinación del caudal másico dela alimentación en los equipos de transporte, molienda yotros relacionados al manejo granos o semillas de maízdesegún la variedad.

AGRADECIMIENTO

Los autores agradecen al Instituto de Investigacióny Desarrollo Tecnológico de Recursos Andinos IIDRAadscrito a la Escuela Profesional de Ingenier íaAgroindustrial, Universidad Nacional José María Arguedas.


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Correspondencia:Thomas Ancco Vizcarra: [email protected] Fecha de Recepción: 04/10/2014

Fecha de Aceptación: 04/12/2014



RESUMEN

El presente trabajo determina los valores de las propiedades termales (difusividad, conductividad y calor específico) de tresvariedades de papa nativa (Imilla negra, Marihua y Gaspar) con dos tipos de cortes diferentes, para ello se recolectó tubérculosprovenientes del mercado central de la ciudad de Andahuaylas, en estado de madurez comercialmente óptimo. Se generó 06condiciones diferentes de estudio cualitativas con tres variedades y dos tipos de cortes. Se realizó la determinación de las propiedadestermales utilizando equipos prediseñados para la Conductividad y la Difusividad Termal, así mismo se realizaron balances de energíay cálculos para encontrar los valores de las propiedades termales. Los resultados fueron obtenidos y analizados mediante un arreglo3x2 con tres repeticiones, encontrándose valores que se acercan a los citados en la bibliografía, que difieren entre sí por el tipo de corteen cada variedad; también se determinó la influencia altamente significativa en la variación de las propiedades termales debida al tipode corte.

Palabras clave: Papa nativa, conductividad termal, difusividad termal, calor específico, tipo de corte.

ABSTRACT

The values of the thermal properties (diffusivity, conductivity and specific heat) of three native potato varieties (black Imilla, Marihua andGaspar) were determined with 02 different types of cut; to do this, tubers from the central market of Andahuaylas's city with weregathered. Six different conditions of qualitative study were generated; these are 03 varieties and 02 types of cuts. The determination of thethermal properties by using predesigned equipments for the Conductivity and the Thermal Diffusivity was done; likewise, energybalances and calculations to find the values of the thermal properties were performed. The results were obtained and analyzed by means ofa 3x2 arrangement with three replications, finding values close to the ones mentioned in the bibliography and differing from each other bythe type of cut in every variety; also, the highly significant influence of the variation of the thermal properties due to the type of cut.

Key words: native potato, thermal conductivity, thermal diffusivity, specific heat, type of cut.

DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES TERMALES ENTRES VARIEDADES DE PAPA NATIVA CON CORTES DE

TAMAÑOS DIFERENTES

DETERMINATION OF THE THERMAL PROPERTIES IN THREE NATIVEPOTATO VARIETIES WITH CUTS OF DIFFERENT SIZES

1 David Juan Ramos Huallpartupa


63

mecánicas y físicas dependen de la temperatura a la cual seusa o somete el material durante su procesamiento.(Alvarado y Aguilera, 2001).

Las propiedades térmicas son parámetros quereflejan la capacidad de predicción de las velocidades detransferencia de calor para calentamiento o congelamientode productos alimenticios.

Singh y Heldman (2008) mencionan que laimportancia de la determinación de las propiedadestérmicas en alimentos permite realizar el cálculo detransferencia de calor. El cálculo de las velocidades detransferencia de calor así como para procesos decalentamiento y enfriamiento, y para su utilización adecuadaen el diseño de equipos de procesos, están basados en laecuación de trasferencia de calor en estado transitorio:

1 Master of Sciencie en Postcosecha y Marketing, Ingeniero Agroindustrial. Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional José María Arguedas. Andahuaylas-Perú.

INTRODUCCIÓN

Tomar en consideración la alimentación esindispensable para la producción agroindustrial, por ello laseguridad agroalimentaria conlleva la preservación dealimentos para épocas de escases, así como el conocimientode las propiedades termales de los productos con fines demejorar la potencialidad de productos procesados mediantetratamientos térmicos.

Entre los problemas que tienen los productores eindustriales, respecto a la utilización integral de losproductos agropecuarios, es que dejan de lado elconocimiento de los procesos de transformación y el ahorrode energía que demandan, debido al poco conocimiento dealgunas propiedades involucradas en los tratamientostérmicos, provocando así pérdidas económicas al productorpor el mal uso de la energía.

Los materiales cambian sus propiedades con latemperatura; en la mayoría de casos las propiedades


2 2 2

2 2 2

dT d T d T d T

dt dx dy dzα

= + +

Ramos, D., Determinación de las propiedades termales en tres variedades de papa nativa con cortes de tamaños diferentes.

Dónde: T = es la temperatura en cualquier puntodado por las coordenadas x, y, z.; t = es el tiempo; = es laαdifusividad termal.

El calor específico es una propiedad que esindicativo de la habilidad de un material para absorber calorde los alrededores. Esta representa la cantidad de energíarequerida para producir un aumento de la unidad detemperatura en 1 °C. (Mohsenin, 1980).

La conducción térmica es el fenómeno por mediodel cual el calor se transporta de una región de altatemperatura a una de baja temperatura. Es la propiedad quecaracteriza la habilidad de un material de transferir calor. Lacual se define como la gradiente de temperatura entre dossuperficies hacia el cual fluye el calor, la cantidad de calor quefluye en una unidad de tiempo, a través del área, se llamaconductividad térmica. (Mohsenin, 1980).

La difusividad térmica es una propiedadimportante para la simulación de procesos en que latransmisión de calor se efectúa en estado transitorio. Elsignificado físico de la difusividad térmica consiste endeterminar lo rápido que el calor se propaga o difunde através de un material, es decir la rapidez con la que sepropaga la temperatura cuando hay calentamiento oenfriamiento. Esta propiedad también es definida como larelación entre tres propiedades diferentes de acuerdo con lasiguiente ecuación (Alvarado, 2001).

Dónde = difusividad térmica; conductividad: α k=térmica; = densidad; = Calor especifico del alimento. Cp

El conocimiento de las propiedades termo físicasde los alimentos sólidos y líquidos en un amplio rango deconcentraciones y temperaturas es de gran importancia en laindustria, ejemplo: alimentos concentrados, secados,esterilizados, refrigerados o congelados, ya que son vitalesen operaciones unitarias como bombeo, intercambio decalor, evaporación, congelamiento y secado, las cuales debenser correctamente proyectadas y controladas.

Las propiedades termales de los productosvegetales son atribuidas principalmente al valor de ladifusividad termal, la conductividad termal así como el calorespecifico, todas variables en función al contenido denutrientes considerados como sólidos totales presentes enlas diferentes variedades de papa, por lo que es importanteconocer las propiedades termales, esto con la finalidad derealizar operaciones y procesos de tratamiento térmico enlas diferentes variedades de papa y cortes, planteadas en elpresente trabajo.


MaterialesSe utilizó 03 variedades de papa nativa (imilla

negra, marihua, gaspar); materiales de laboratorio,termómetros digitales, equipo para determinación dedifusividad termal, equipo para determinar conductividadtermal, termocuplas, baño maría termostatizada, DATATRACE, transformador de voltaje.

Metodología del trabajo experimental:El trabajo de investigación se desarrolló paso a

paso mediante el siguiente diseño experimental (Figura 01):

pC

k

ρα =

Figura 01. Metodología experimental con el que sedeterminó los valores de las propiedades termalesFUENTE: Elaboración propiaLeyenda:Papa A: Imilla negra. C01: Corte en láminasPapa B: Marihua. C02: Corte en cubos (0,125cm )3

Papa C: Gaspar.

Para evaluar y determinar la implicancia de losfactores en estudio, los datos fueron distribuidos bajo unDBCA y analizados bajo un arreglo obteniéndose 063x2x3tratamientos con 18 observaciones, los datos fueronsometidos a un anál isis de varianza al 95% deprobabilidades; los estudios se complementaron conpruebas de comparación múltiple a fin de ordenar lasvariedades de papa en función a las propiedades termales.

Metodología para los análisisPara determinar la difusividad termal en las 03

variedades de papa con cortes diferentes, se construyó unequipo experimental basado en la metodología modificadapor Ureña (1990), partiendo de la metodología de Dickerson(1965) y realizando un registro de datos del tiempo ytemperatura mediante el DATA TRACE hasta laproximidad de temperatura de equilibrio, para luego llevarlaal cálculo de la difusividad termal mediante la ecuacióndesarrollada:

Tiempo (t); radio del cilindro (r); Temperatura del medio

−−=

TT

TTrt

a

a 02

6,1log398,0α

Ciencia & DesarrolloRamos, D., Determinación de las propiedades termales en tres variedades de papa nativa con cortes de tamaños diferentes.


(T ); Temperatura inicial (T ); Temperatura deseada (T);a o

Difusividad termal (α).Para determinar el calor específico de las 03

variedades de papa con cortes diferentes, se realizó unbalance de energía en el sistema del equipo experimental,considerando:

Q =Q +Qs A D

Calor suministrado (Q ); Calor absorbido (Q ); Calor disipado (Q )S A D

Para determinar la conductividad termal en las 03variedades de papa con cortes diferentes, además de laobtención de la densidad del producto, se realizó un cálculomediante la siguiente relación (Singh, 2008):

Conductividad termal (k); densidad del producto ( ); calor específico (C ) p

RESULTADOS

Determinación de los valores de las propiedadestermales (difusividad, conductividad y calor específico)de tres variedades de papa nativa con cortes diferentes.

En las tablas 1, 2 y 3 se muestran los resultados delos valores de la propiedades termales obtenidos mediante ladeterminación en laboratorio y siguiendo estrictamente lametodología planteada.

Evaluación de los valores de las propiedades termalesdeterminadas para cada variedad de papa con cortesdiferentes.

La evaluación de los valores de las propiedadestermales se realizaron mediante un análisis de varianza,lográndose observar que existe diferencias estadísticasaltamente significativas (p<= 0,05) para los efectosprincipales de los factores (variedad de papa nativa y tipo decorte) en estudio; así mismo existe diferencia altamentesignificativa para la interacción entre variedad de papa nativay tipo de corte, lo que nos afirma que estos dos factores sondependientes, es decir que para cierto nivel de variedad hayque estudiar cual es la mejor propiedad termal, anulando asílos efectos principales de los factores variedad de papanativa y tipo de corte, y adquieren mayor importancia losefectos simples para nuestras conclusiones. Cada evaluaciónse muestra en las tablas 4, 5 y 6, que corresponde al análisisde varianza para cada propiedad termal.

Determinación de la influencia de los cortes realizadosen la determinación del valor de las propiedadestermales.

Del análisis estadístico realizado, la influencia delos cortes en las propiedades termales es altamentesignificativa, obteniéndose en promedio los resultadosmostrados en la Tabla 7.

pC

k

ρα =

Tabla N° 02. Resultados de onductividad ermal (W/mºC)c tPAPA “A” PAPA “B” PAPA “C”

REP C 01 C 02 C 01 C 02 C 01 C 021 0,2399 0,2262 0,2919 0,1759 0,3245 0,23342 0,2588 0,2311 0,3001 0,1902 0,3312 0,24103 0,2412 0,2299 0,2987 0,1846 0,3267 0,2357

Tabla N° 03. Resultados de alor specifico (KJ/KgºC)c eREP PAPA “A” PAPA “B” PAPA “C”

C 01 C 02 C 01 C 02 C 01 C 021 4,9892 4,8078 5,1468 4,5073 5,5371 4,51602 4,9896 4,8069 5,1033 4,5112 5,5124 4,50323 4,9800 4,8100 5,1366 4,5021 5,5484 4,5158

Tabla N° 04. Análisis de arianza para la ifusividad termalv dF de V G.L. S.C. C.M. Fc. N.S.

Variedad 2 2,82535E-16 1,41267E-16 1027,15469 **Corte 1 5,95941E-17 5,95941E-17 433,308475 **V*C 2 2,40074E-16 1,20037E-16 872,788732 **

Error Exp 12 1,6504E-18 1,3753E-1917 5,83854E-16

CV 0,698 %

REP PAPA “A” PAPA “B” PAPA “C”C 01 C 02 C 01 C 02 C 01 C 02

1 4,8843E-08 5,1888E-08 5,7610E-08 4,3646E-08 5,8753E-08 5,8665E-082 4,7946E-08 5,0894E-08 5,6990E-08 4,3557E-08 5,8700E-08 5,8612E-083 4,9002E-08 5,1932E-08 5,7702E-08 4,3646E-08 5,8761E-08 5,8712E-08

Tabla N° 01. Resultados de ifusividad ermal (m2/s)d t



DISCUSIÓN

Los valores de las propiedades termales(difusividad, conductividad y calor específico) de tresvariedades de papa nativa con cortes diferentes, se muestranen la Tabla 7. Singh y Erdogdu (2004) muestra valores de:difusividad termal igual a 1,7x10 m /s; conductividad-8 2

termal 0,554 W/mºC, calor especifico de 3,52 KJ/KgºC. Alrealizar una comparación, los valores obtenidos en lainvestigación se acercan a lo reportado por Singh y Erdogdu(2004), Geankoplis (1998) Ibarz y Barbosa (2003) y Singh,(1982).

Esta cercanía de los valores es debido a la variedadde papa que se está investigando, del cual podemos afirmarque hay diferencia entre los tipos de cortes, puesto que elflujo de calor es mucho mayor en aquel que tienedimensiones más pequeñas. Esto se explica con los valoresde las propiedades termales obtenidas.

De las 06 muestras, la papa nativa Marihua concorte de cubos tiene 4,362E-08 m /s de difusividad termal;2

0,1836 W/mºC de conductividad termal y 4,5069 KJ/KgºCde calor especifico, lo que nos indica que con el corte encubos de 0,0125m3, deja pasar en forma “rápida” el calor, esdecir que se puede hacer procesos de cocción en tiemposcortos.

La papa nativa de variedad Gaspar presenta elmayor valor en difusividad termal, lo que implica que lavelocidad de calor se difunde muy fácilmente y no así suconductividad térmica.

Los calores específicos en general muestranvalores que nos indican el requerimiento de energíanecesaria para elevar un grado Celsius en 1 kilogramo depapa. La que requiere más energía es la variedad Gaspar con

corte de láminas. Así mismo esta variedad presenta un valoralto en su conductividad, lo que implica que contiene altocontenido de sólidos que no permiten fácilmente el paso deenergía.

Al evaluar los valores de las propiedades termalesdeterminadas para cada variedad de papa con cortesdiferentes podemos afirmar que existe diferenciasestadísticas altamente significativas (p<= 0,05) para losefectos principales de los factores (variedad de papa nativa ytipo de corte) en estudio; así mismo existe diferenciaaltamente significativa para la interacción variedad de papanativa y tipo de corte, lo que nos afirma que estos dosfactores son dependientes, es decir que para cierto nivel devariedad hay que estudiar cual es la mejor propiedad termal,anulando así los efectos principales de los factores variedadde papa nativa y tipo de corte, y adquiere mayor importancialos efectos simples.

Del análisis estadístico realizado se desprende quela influencia de los cortes en las propiedades termales esaltamente significativa.

CONCLUSIONES

Existe diferencias estadísticas altamente significativas(p<= 0,05) para los efectos principales de los factores(variedad de papa nativa y tipo de corte) en estudio; asímismo existe diferencia altamente significativa para lainteracción variedad de papa nativa y tipo de corte, lo queconfirma que estos dos factores son dependientes, esdecir que para cierto nivel de variedad hay que estudiarcual es la mejor propiedad termal, anulando así losefectos principales de los factores variedad de papanativa y tipo de corte, y adquiere mayor importancia los

F de V G.L. S.C. C.M. Fc. N.S.Variedad 2 0,00742194 0,00371097 103,013666 **

Corte 1 0,02457445 0,02457445 682,167983 **V*C 2 0,00752503 0,00376252 104,444583 **

Error Exp 12 4,3229E-04 3,6024E-0517 0,03995371

CV 2,369 %

Tabla N° 05. Análisis de arianza para la conductividad termalv

F de V G.L. S.C. C.M. Fc. N.S.Variedad 2 0,12722471 0,06361235 396,028331 **

Corte 1 1,65794991 1,65794991 10321,8179 **V*C 2 0,53340887 0,26670443 1660,40878 **

Error Exp 12 1,9275E-03 1,6063E-0417 2,32051099

CV 0,258 %

Tabla N° 06. Análisis de arianza para el alor especificov c

Propiedad Termal PAPA “A” PAPA “B” PAPA “C”C 01 C 02 C 01 C 02 C 01 C 02

Difusividad (m /s)2 4,860E-08 5,157E-08 5,743E-08 4,362E-08 5,874E-08 5,866E-08Conductividad (W/mºC) 0,2466 0,2291 0,2969 0,1836 0,3275 0,2367

Calor especifico (KJ/KgºC) 4,9863 4,8082 5,1289 4,5069 5,5326 4,5117

Tabla N° 07. Resultados de cada propiedad termal en función al tipo de corte en cada variedad de papa



efectos simples. La influencia de los cortes en las propiedades termales es

altamente significativa.

RECOMENDACIONES

Realizar pruebas con determinación de humedad paracada muestra.

Realizar estudios de tratamiento térmico utilizando losdatos obtenidos.


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Correspondencia:David Juan Ramos Huallpartupa: [email protected]




RESUMEN

En la investigación se determinó la vida en anaquel de pan libre de gluten a base de harina de quinua envasados en polietileno ypolipropileno. Las muestras del pan libre de gluten se almacenaron 6 días bajo condiciones ambientales a 20º C y 89 % HR se;efectuaron controles de acidez y recuento microbiológico según RM Nº 1020-2010/ MINSA. Se determinó para el deterioromicrobiológico, reacción de primer orden, R de 0,99 para polietileno y 0,93 para polipropileno. La vida útil en función al valor2

referencial de 1000 ufc/g del pan libre de gluten envasado en polipropileno es 3,27 días y en polietileno 4,13 días.

Palabras clave: Vida útil, pan libre de gluten, quinua.

ABSTRACT

The research determined the shelf life of breads of gluten- free bread made from flour of quinoa packed in polyethylene andpolypropylene containers. The samples of gluten-free bread were stored 6 days under environmental conditions at 20 º Centigradesand 89 % HR, controls of acidity and microbiological counts according to RM N º (Ministerial Resolution number) 1020-2010/MINSA (Ministry of Health) were made. Determining for the microbiological deterioration, a reaction of first order, with R2 of0, 99 for polyethylene and 0, 93 for polypropylene. The useful life in function to the referential value of 1000 ufc/g of the gluten-freebread packaged in polypropylene is 3, 27 days and in polyethylene 4, 13 days.

Key words: useful Life, gluten-free bread, quinoa.

DETERMINACIÓN DE VIDA ÚTIL EN ANAQUEL DE PANLIBRE DE GLUTEN A BASE DE HARINA DE QUINUA (Chenopodium

quinoa) ENVASADO EN POLIETILENO Y POLIPROPILENO

DETERMINATION OF SHELF LIFE OF GLUTEN- FREE BREAD MADE FROMFLOUR OF QUINOA AND PACKED IN POLYETHYLENE(Chenopodium quinoa)

AND POLYPROPYLENE1 2Gina Genoveva Toro Rodríguez; Thomas Ancco Vizcarra; David Juan Ramos Huallpartupa2

v = velocidad de reacciónA = atributo de calidad que estamos midiendot = tiempo de vida comercial transcurridok = constante de velocidad de reacciónA0 = concentración inicial del atributon = orden de la reacción

La demanda de alimentos sin gluten se encuentraen constante aumento, debido al incremento del número deconsumidores que sufren de intolerancia al gluten trastornoconocido como enfermedad celíaca (Schober, 2009).

La enfermedad celíaca es uno de los trastornos máscomunes en todo el mundo con una prevalencia estimada de1% de la población en general (Catassi y Fasano, 2008).

La enfermedad celíaca e una intoleranciaconsiste npermanente a la fracción de gliadina del trigo, a lasprolaminas del centeno (secalinas), de la cebada (hordeínas)y posiblemente de la avena (avidinas) (Murray, 1999).Aunque la inclusión de avena en productos para pacientescon enfermedad celíaca es controvertida, ya que diversosestudios han demostrado que la ingesta en cantidadesmoderadas de la avena es bien tolerada por una gran mayoríade celiacos (Thompson, 2003).

1 Ingeniero Agroindustrial. Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional José María Arguedas. Andahuaylas-Perú.2 Master of Sciencie en Postcosecha y Marketing, Ingeniero Agroindustrial. Facultad de Ingeniería y Instituto de Investigación y Desarrollo Tecnológico de RecursosAndinos-IIDRA de la Universidad Nacional José María Arguedas. Andahuaylas-Perú.

INTRODUCCIÓN

La útil de un alimento es el periodo de tiempovidadurante el cual mantiene una calidad adecuada, siempre quese garanticen las condiciones de conservación que se indicanen el etiquetado, dependiendo tanto de las propiascaracterísticas de los alimentos como de las técnicas deconservación de los mismos; los estudios de vida útilaportan datos sobre cuánto tiempo un producto puedeconservar inalteradas sus propiedades y mantener su calidaddesde el momento en que el consumidor abre el envase. Losestudios de vida útil se basan en la teoría cinética, por la cuales posible determinar la velocidad de modificación de unapropiedad o atributo del alimento. La mayoría de lasreacciones de deterioro estudiadas en los alimentos se hancaracterizado como de orden aparente 0 ó 1, siendocatalogadas en primer orden: pérdida de ciertas vitaminas,desarrollo/muerte microbiana, pérdida de color poroxidación y pérdida de textura en tratamientos térmicos, seexpresa mediante la ecuación siguiente: (Taoukis, Labuza ySaguy, 1997).



nAkdt

dAV )( 0=±=

Toro, G. , Determinación de vida útil en anaquel de pan libre de gluten a base de harina de quinua envasado en polietileno y polipropileno.et al. (Chenopodium quinoa)

La reacción a la ingesta de gluten, por las víctimasde la enfermedad celíaca, es una inflamación del intestinodelgado que conduce a la mala absorción de variosnutrientes importantes como hierro, ácido fólico, calcio yvitaminas liposolubles (Feighery, 1999; Farrell y Kelly, 2002).El único tratamiento que existe es mantener una dieta librede gluten. La mayor parte de productos de panificación paraceliacos, son elaborados a base de harina de arroz, debido asu sabor suave, color blanco, la digestibilidad de los hidratosde carbono y la hipoalergenicidad de sus proteínas (Rosell yMarco, 2008; Neumann y Bruemmer, 1997).

A pesar de las ventajas, anteriormente descritas, lasproteínas del arroz son inadecuadas para eltécnicamenteprocesamiento de al imentos, debido a que sonextremadamente insolubles y muy hidrofóbicas(Lumdubwong y Seib, 2000). Estas características sonresponsables de que la harina de arroz sea incapaz de formaruna red proteica cuando se mezcla con agua. Comoconsecuencia, el dióxido de carbono formado durante lafermentación no puede ser retenido en las masas de harinade arroz, originando productos con un bajo volumenespecífico y de migas duras (He y Hoseney, 1991).

Los granos andinos, como la kiwicha y otros afinescultivados en los Andes, son plantas que forman semillasricas en almidón. Tienen excelentes propiedades nutritivas,ácidos grasos poliinsaturados y alto contenido en minerales.Según Alvarez-Jubete (2009), las harinas de estos granoset al.no cont ienen prote ínas que for men e l g luten ,convirtiéndose en una alternativa atractiva como nuevoingrediente en la elaboración de productos para celiacos, yaque la mayoría de los productos libres de gluten en elmercado son de muy mala calidad nutricional. La vida enanaquel es determinada para cada alimento en particular(Kennt 1997) y el hecho de incorporar nuevoset al.,ingredientes en el diseño de nuevos producto, puede traerconsigo variación de la vida de anaquel del alimento. Elalimento es intrínsecamente perecedero y, en función de suscaracterísticas físicas y químicas, de sus propiedades y lascondiciones de almacenamiento, llegará un momento en quecualquiera de sus cualidades de calidad no serán aceptables ose convertirán en perjudiciales para el consumidor.


Lugar de ejecuciónEl trabajo de investigación se realizó en el

Laboratorio de Análisis Físico-Químico de los Alimentos,Laboratorio de , Laboratorio de Investigaciónmicrobiologíay en la Planta Piloto de Alimentos (TAPA) de la Facultad deIndustrias Alimentarias de la Universidad Nacional AgrariaLa Molina.

Materiales Materia prima:Harina de quinua, variedad “blanca de Hualhuas”, proveídapor la empresa Insumos Mantaro .Ŭ

Insumos:Almidón de papa UNO®, Goma Xantano MONTANA®,levadura instantánea FLEISCHMANN®, aceite vegetalPRIMOR®, azúcar POMALCA®, sal y agua de mesa SAN

CARLOS®. Materiales:

Moldes para pan, 10 x 5 x 5 cm, bolsas plásticas depolietileno, polipropileno y laminada, espátulas derepostería, baguetas, beakers de 100 ml y 250 ml, fiolas de10mL, 25ml y 50ml, matraz de Erlenmeyer de 50 mL y 100ml, probeta de 250 mL y 500 ml, bureta bombilla de succióny termómetro Equipos:Horno eléctrico, batidora, determinador de actividad deagua AquaLab®, texturómetro, termo sellador de bolsas,balanza precisión (0,1 g), balanza analítica (0,0001 g),deestufa, incubadora.

Metodología de análisis

Elaboración del panEl de flujo de las operaciones a realizar,diagrama

para la formulación óptima, se observa en la Figura 1.

Figura N° 1. Elaboración de panes libres de gluten a partirde harina de quinua

Harina de quinuaAlmidón de papaAguaGoma XantanaLevaduraAceiteSalAzúcar

Harina de quinua

Pesado

Mezclado/Amasado

División/Pesado

Fermentado

Horneado

Pan de quinua

t =10 min

T =30°Ct =60 min

T =200°Ct =40 min

ControlesSe realizaron controles de humedad, acidez

(expresado en ácido sulfúrico) y microbiológico (mohos). Sealmacenarán 5 muestras de pan por separado, en envases depolietileno y polipropileno a condiciones ambientales de20ºC y humedad relativa 89 %. Acidez: Se por titulación. Método ISO 7305determinó

(1986) - o - AOAC 939.05. Expresado en ácido sulfúrico Microbiológico: Se recuento de mohos según RMrealizó

Nº 1210-2010, en agar OGA (Oxitetraciclina-GlucosaAgar) con incubación a 22°C de 3 hasta 5 días.

Análisis estadísticoLos resultados fisicoquímicos en el producto

terminado, fueron sometidos a prueba de comparación paradeterminar si existen diferencias significativas entre lasmuestras y el control (Gutiérrez y de la Vara, 2003) al 95% deprobabilidad.

Determinación de vida útilLas muestras de de molde se dispusieron enpan

envases de polietileno y polipropileno transparente y fueron


Ciencia & DesarrolloToro, G. , Determinación de vida útil en anaquel de pan libre de gluten a base de harina de quinua envasado en polietileno y polipropileno.et al. (Chenopodium quinoa)

almacenados a 21º C y 80% HR.Se realizó muestreo a 1, 2, 3, 4 y 5 días los

resultados físico-químicos fueron evaluadas por la cinéticade reacción de deterioro, se determinó el orden de reacción ycon el parámetro crítico se despejó la vida útil según laecuación siguiente:


Análisis de muestrasEn las tablas 1 y 2 se puede observar los valores de

recuento microbiológico de mohos y acidez total, tomadosen los 5 días.

kt

n

eAA

kAdt

dA

±=

±=

*0

Tabla 1. Valores de recuento microbiológico de mohosDías Tipo de Envase

Polipropileno Polietileno0 < 10 ufc/g < 10 ufc/g1 30 ufc/g < 10 ufc/g2 40 ufc/g < 10 ufc/g3 1,9x10 2 ufc/g^ 10 ufc/g4 55x 10 2 ufc/g^ 3,5x10 2ufc/g^5 54x10 3 ufc/g^ 53x10 3 ufc/g^

Tabla 2. Valores de acidez total (% de ácido sulfúrico enbase seca)

Días Tipo de EnvasePolipropileno Polietileno

0 0,457 0,4571 0,338 0,3552 0,345 0,3873 0,348 0,3724 0,512 0,4295 0,353 0,338

Tabla 3. Valores de vida útil calculada l tipo de envasesegún eVida útil (días)

Polipropileno Polietileno3,27 4,13

Realizando una comparación entre los dostratamientos para el parámetro biológico, con una prueba det obtenemos un valor P = 0,93, determinándose que noexiste diferencia significativa entre grupos de estudio, losvalores determinados y comparados con los establecidos enla RM Nº 1020-2010/ MINSA, en ambos casos supera losvalores de mohos y levaduras a los 5 días.

Realizando una comparación entre ambostratamientos para el parámetro de acidez total, con unaprueba de t obtenemos un valor-P = 0,95, el cual nos indicaque no existe diferencia significativa entre ambos grupos. Laacidez para el pan libre de gluten envasado en polipropilenoa los 04 días supera los parámetros establecidos en la RM Nº1020-2010/ MINSA, a diferencia del pan envasado enpolietileno.

Cálculo de vida útilEl cálculo de vida útil se realizó en función al

conteo microbiológico. En la figura 2 observamos el orden

de la reacción de deterioro.Podemos observar que ambas curvas se ajustan

más a una cinética de reacción de orden uno, siendo la másnotoria el envasado en polietileno ya que alcanza un R =2

0,99.En la figura 3 se muestra las tendencias de

crecimiento de microorganismos.

Figura N°2. Unidades formadoras de colonia respecto a días

Figura N°3. Crecimiento microbiano según envase

Las ecuaciones para ambas curvas son del tipoexponencial y son las siguientes:

Donde “N” es la población microbiana predicha y“t” es el tiempo en días.

Conociendo que el valor mínimo permisible es1000 ufc/g (según RM Nº 1020-2010/ MINSA) se estimó lavida útil la cual se muestra en la Tabla 3.

tenopolipropil

topolietilen

eN

eN9915,1

2877,4

4842,1

00005,0

=

=

Como se observa el envasado en polietileno nos dauna mayor vida útil, aunque se debe tener cuidado con estapredicción ya que el valor de ajuste que se encontró no era losuficiente para afirmar categóricamente.



CONCLUSIÓN

La vida útil del pan libre de gluten a base de harinade quinua es mayor en envase de polietileno estimado a unorden de reacción de tipo uno.


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Correspondencia:Gina Toro Rodriguez: [email protected] Ancco Vizcarra: [email protected] Ramos Huallpartupa: [email protected]




RESUMEN

El estudio fue ejecutado en la iudad de Andahuaylas 2926 m.s.n.m. l objetivo fue determinar el efecto del tiempo de cosechac ( ). Esobre el índice de expansión volumétrica, volumen, esfericidad y área superficial de granos de maíz variedad Blanco Gigantede lasometido a tratamiento térmico y almacenado en solución hipertónica hasta sesenta días determin que los granos cosechados a 22. Se ódías presentaron mayor relevancia en el índice de expansión volumétric , esfericidad y área superficial, confirm ndo quea a huboinfluenci en los cambios de volumen los granos de maíz cosechados a los 28 días; asimismo se determinó que a los 45 días dea dealmacenamiento en solución hipertónica mostraron mayores valores en índice de expansión volumétrica, volumen,dichos granosesfericidad y área superficial conclu que los tiempos de cosecha y tiempos de almacenamiento en solución hipertónica influyen. Se yóen los cambios de las propiedades físicas de los granos de maíz.

Palabras clave: índice de expansión volumétrica, esfericidad, área superficial, solución hipertónica.

ABSTRACT

The study was developed in Andahuaylas City, 2926 meters above sea level; the aim was determine the effect of harvest time on therate of volumetric expansion, volume, sphericity and superficial area of grains of maize Blanco Gigante (white giant)varietysubjected to heat treatment and stored in hypertonic solution up to sixty days; it was determined that the grains harvested to 22 dayspresented major relevancy in the volumetric index of expansion, sphericity and superficial area, the grains of maize harvested to 28days influenced on the changes of volume; likewise, the grains showed major values in index of volumetric expansion, volume,sphericity and superficial area at 45 days of storage in hypertonic solution. It is concluded that the times of harvest and times of storagein hypertonic solution affect and influence the changes of the physical properties of grains of maize.

Key words: index of volumetric expansion, sphericity, surface area, hypertonic solution.

EFECTO DE LOS TIEMPOS DE COSECHA Y ALMACENAMIENTOEN SOLUCIÓN HIPERTÓNICA SOBRE EL COEFICIENTE DE

EXPANSIÓN VOLUMÉTRICA, VOLUMEN, ESFERICIDAD Y ÁREASUPERFICIAL DE LOS GRANOS DE MAÍZ (Zea maiz)

EFFECT OF THE TIMES OF CROP AND STORAGE IN HYPERTONICSOLUTION ON THE COEFFICIENT OF VOLUMETRIC EXPANSION, VOLUME,SPHERICITY AND SUPERFICIAL AREA OF THE GRAINS OF MAIZE (Zea mays)

1 Thomas Ancco Vizcarra; 1 David Juan Ramos Huallpartupa; 2 Werlín Cárdenas Cañari;3 Gina Genoveva Toro Rodríguez; Denis Hernán Gutiérrez Martínez3

y se vuelvan ricos en almidón; los índices de cosecha del maíz( L.), basándose en aspectos organolépticos, yZea mayspruebas físico-químicas indican el momento exacto de lacosecha, logrando con esto la obtención del producto conbuena calidad, y lograr su conservación medianteesterilización y/o apertización (Drake y Nelson, 1979). Lostérminos inmadurez, madurez óptima y sobre madurez serelacionan con las necesidades del mercado (Duarte, A.1985). Carrera y Mateo (2005) mencionan que las mazorcasde maíz atraviesan tres fases de maduración a). Madurez:lechosa: El grano incrementa su peso en agua y materia seca,aumentando rápidamente su volumen, al final de esta faselos granos alcanzan su forma y peso definitivo, presenta unacoloración blanca y contenido lechoso en su interior,presenta una humedad mayor al 70%. ). Madurez pastosa:b

1 Master of Sciencie en Postcosecha y Marketing, Ingeniero Agroindustrial. Facultad de Ingeniería y Instituto de Investigación y Desarrollo Tecnológico de RecursosAndinos-IIDRA de la Universidad Nacional José María Arguedas. Andahuaylas-Perú.2 Estudiante de Ingeniería Agroindustrial de la Universidad Nacional José María Arguedas. Andahuaylas-Perú.3 Ingeniero Agroindustrial. Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional José María Arguedas. Andahuaylas-Perú.

INTRODUCCIÓN

Actualmente, en nuestro país el maíz ( L.)Zea mayses un cultivo tradicional de la ierra eruana, constituyes p queun componente importante la dieta tanto de la poblaciónderural como urbana, de manera que, su importancia en laeconomía del poblador andino no es discutible or tanto,. Pdar valor agregado representa una alternativa para mejorarlela producción y productividad. El grano de maíz tierno esconsumido previ cocción y estado natural; sona al sicosechadas en una etapa precoz de su crecimiento (estadolechoso). La maduración del grano produce la conversióndel azúcar en almidón, por lo cual el maíz dulce se conservapoco tiempo y se come fresco, o bien se comercializaenlatado o congelado, antes de que los granos se endurezcan



Ancco, T. , Efecto de los tiempos de cosecha y almac. en solución hipertónica sobre el coef. de expansión volumétrica, vol., esfericidad y área superf. de los granos de maíz.et al.

En el interior del grano se produce un enriquecimiento deglúcidos y proteínas, la materia seca alcanza su peso máximoy el peso de agua permanece constante; el grano comienza aendurecerse, presenta una consistencia pastosa y unacoloración amarillenta. Termina la movilización de lasreservas hacia el grano, su contenido de agua está entre 40 y50% sobre el peso fresco y c). Madurez vítrea, se produce,una reducción rápida del peso del grano como consecuenciade la pérdida del agua hasta alcanzar una humedad entre 12 y15%, el grano se endurece y adopta una estructura vítrea, porlo que la madurez fisiológica se identifica por la aparición deuna capa negra visible en la base del grano y para el enlatado,el grano de maíz debe tener una consistencia cremosa; elestado de maduración apropiado es entre los 15 y 19 díasdespués de la aparición de los estigmas; al respecto, Chan(1983) indica como punto óptimo de cosecha del grano paraenlatado es 20 días después de la polinización. Por otra parte,la cosecha del maíz dulce se recomienda en horas de lamañana a fin de evitar pérdida de dulzor por la conversión delos azúcares en almidón debido a altas temperaturas (Luh,1975).

La deshidratación osmótica (DO) es una técnicaque consiste en la extracción de agua de un alimento, que essumergido en una solución hipertónica por tiempo y atemperatura específicos, esta extracción se debe a la fuerzaimpulsora que se crea por la alta presión osmótica dondeocurre deshidratación parcial del agua del producto, ysimultáneamente se presenta en menor cantidad, la entradade soluto desde la parte externa hasta el interior del alimento.En consecuencia el producto pierde agua, gana sólidossolubles y reduce su volumen notablemente, (Ayala et al.,2009). La DO permite aumentar la estabilidad durante elalmacenamiento e incluso modificar el contenido de sólidosal final del proceso (Genina y Altamirano, 2005)

La concentración de alimentos mediante lainmersión de los mismos en una solución hipertónica seconoce como deshidratación osmótica. La ósmosis estárelacionado al movimiento molecular de los componentesde una solución a través de una membrana semipermeable,hacia otra solución de menor concentración (Ibarz yBarbosa- Cánovas, 2005), y es ampliamente utilizada para laeliminación parcial del agua de los tejidos vegetales porinmersión en una solución hipertónica (osmótica). Esteproceso ofrece ventajas por la mejora de las característicasde calidad del producto final, y la eficiencia del proceso(Sablani y Rahman, 2003). En la DO dos transferencias demasa se establecen:a) El agua es transferida desde el producto a la solución, a

menudo acompañada por sustancias naturales (azúcares,vitaminas, pigmentos y sabores).

b) La dirección opuesta, el soluto se transfiere desde lasolución a las piezas de fruta (Agnelli , 2005)et al.

Por otra parte, estos flujos tienen lugar en fuertescondiciones de no equilibrio, acompañado por lacontracción muy importante y deformación del materialosmo deshidratado (Floury 2008).et al.,

Le Maguer (2003), consideran que elet al.,fenómeno de transferencia de masa que ocurre en unproceso de DO es afectado por la estructura biológica ypropiedades de los tejidos. En una situación ideal osmótica

una membrana semi-permeable será permeable por lasmoléculas del disolvente pero no por las moléculas desoluto.

En los frutos o las verduras, las membranas de lapared celular poseen unidades biológicas que se puedenestirar y ampliar bajo la influencia del crecimiento y lapresión de turgencia generado dentro de las células. Estasmembranas celulares, que se componen principalmente decélulas del parénquima, no permiten que las moléculas deldisolvente pasen directamente a través de ellas, sino quepasen en menor grado algunas de las moléculas de soluto.Este tipo de membrana podría ser clasificada en permeableen lugar de semi-permeable (Torregianni, 1993).

La cinética de la osmosis en alimentos puede verseafectada por: la composición química (proteínas,carbohidratos, grasa, sal, etc.), estructura física (porosidad,disposición de las células, orientación de las fibras y de la piel),y por los pre tratamientos recibidos. El comportamiento de laconcentración osmótica depende de la geometría o forma delos trozos de la muestra, pues ello produce variaciones en elárea superficial por unidad de volumen y en la longitud dedifusión del agua y los solutos implicados en el transporte demateria. Merson y Morgan (2005) encontraron que laganancia de soluto aumentaba si también lo hacia la relaciónentre el área y la forma. También hallaron que la disminuciónde la p rdida de agua probablemente se debe a la altaéganancia de sólidos en la superficie, que provoca laformación de una capa de soluto, y reduce la difusión. Engeneral durante la deshidratación osmótica no es útildespués de una reducción del 50% de peso, debido a ladisminución en la tasa de ósmosis con respecto al tiempo. Lapérdida de agua se produce principalmente durante lasprimeras 2 horas y la ganancia máxima sólido dentro de 30minutos (Torreggiani , 1986).et al


Los granos de maíz variedad Blanco Gigante,fueron obtenidos del centro de producción de laUniversidad Nacional José María Arguedas, cosechados alos 19, 22, 25, 28 y 31 días. Los mismos que fuerondesgranados cuidando que la piloriza no sea dañada almomento del desgrane eleccionados los granos fueron. Sacondicionados y envasados en envases de vidrio a razón de0,250 gramos, llenándose los envases con soluciónhipertónica de azúcar a 16ºBrix como liquido de gobierno el;producto fue sometido a vacío, sellado y sometido atratamiento térmico a 121,1ºC por 45 minutos, enfriándoseinmediatamente y se almacenó, para las evaluaciones decoeficiente de expansión volumétrica, volumen, esfericidady área superficial a los 0, 15, 30, 45 y 60 días respectivamente;las determinaciones del coeficiente de expansiónvolumétric (Pagano y Crozza, 2001), fueron determinadosapor la cuacion1, el volumen de los granos de maíz por laeecuación 2 (Mohsenin 1970) citado por Dursun (2005) , la ( )esfericidad por la ecuación 3 (Flores, 2006), y el áreasuperficial con la Ecuación 4 (Jain y Bal, 1997) as. Ldeterminaciones de los valores características de a, b y c delos granos de maíz fueron con pie de rey. Losrealizadasresultados fueron analizados bajo un DCA con arreglo

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factorial 5 x 5 x 10, asimismo se efectuaron comparacionesmúltiples de Duncan al 95% de confianza.

(Ec. 01)

(Ec. 02)

(Ec. 03)

(Ec. 04)

Dónde:Y Coeficiente de expansión volumétrico:V Volumen (cm³):E Esfericidad:S area superficial (cm²):V Volumen en el tiempo de almacenamientog:V Volumen en el tiempo cerog0:a largo (mm):b ancho (mm):c espesor (mm):


Índice de expansión volumétrica de los granos de maízen solución hipertónica

El efecto principal de iempo de cosecha (A) yttiempo de almacenamiento (B) así como la interacción,(AxB) del análisis de varianza para el índice de expansiónvolumétrica reflejaron diferencias estadísticas significativas

0g

g

V

VY =

ba

abS

−=

2** 2π

)**(6

cbaVπ=

a

cbaE

3/1)**(=

al 95% de nivel de confianza como se observa en la Figura 1,,determinándose dependencia directa de la asociación deltiempo de cosecha y tiempo de almacenamiento del maízvariedad Blanco Gigante Cusco sobre el índice de expansiónvolumétrica, cuando estas son almacenadas en soluciónhipertónica n la Tabla 1 se presenta los resultados del. Eanálisis de comparaciones múltiples de Duncan para eltiempo de cosecha, determinándose la existencia dediferencias estadísticas significativas con mayor índice deexpansión volumétrica en granos de maíz cosechadas a los22 días (1,43), a diferencia de los granos de maíz cosechadosa los 25 días (1,176), 31 días (1,098), 19 días (1,088) y 28 días(1,076) respectivamente, no existiendo diferenciasestadísticas significativas os efectos de la interacción AxB. Lse observan en la Figura 2. Estos resultados hacen notar quea los 22 días de cosecha los granos de maíz manifiestanincremento máximo en el índice de expansión volumétrica,evidencia una variación de 0,31 respecto a los días decosecha 25, 26 y 31 días respectivamente como se observa,en la Tabla 2 de contraste de pares de medias, muyposiblemente se atribuya también a que el tiempo 22 díasdede cosecha es muy próximo al tiempo establecido por Chan(1983) y Luh (1975) y sea el más adecuado para conservar,maíz en solución hipertónica a altitudes de 2926 m.s.n.m.

La Tabla 3 muestra los resultados del análisis decomparaciones múltiples de Duncan para el tiempo dealmacenamiento de los granos de maíz en soluciónhipertónica, donde se observa que existen diferenciasestadísticas significativas, determinándose mayor índice deexpansión volumétrica en granos de maíz almacenados a los45 días (1,1317) y 60 días (1,247); y entre los tiempo des

Figura 2. Efecto de tiempo de cosecha y tiempo dealmacenamiento sobre el índice de expansión volumétricaen granos de maíz en solución hipertónica

Figura 1. Interacción del tiempo de cosecha (DC) y tiempode almacenamiento (DA) sobre el índice de expansiónvolumétrica de los granos de maíz en solución hipertónica

Tiempo Cosecha Observaciones Media LS Sigma LS Grupo DUNCAN28 50 1,0764 0,0396 b19 50 1,0887 0,0396 b31 50 1,0984 0,0396 b25 50 1,1769 0,0396 b22 50 1,4273 0,0396 a

Tabla 1. Pruebas de comparación de promedios del coeficiente de expansión volumétrica en solución hipertónica para eltiempo de cosecha de los granos de maíz



almacenamiento 30 días (1,171), 15 días (1,131) y 0 días (1,00)de almacenamiento os resultados del análisis de. Lcomparaciones múltiples de Duncan no mostraron diferenciasestadísticas significativas al 95% de confiabilidad con margende error estadístico del 5% stos resultados hace resaltar que a.E nlos cuarenta y cinco días incrementa notoriamente el índice de seexpansión volumétric en los granos de maíz, efecto atribuidoaal proceso de difusión osmótica de la solución hipertónica queocasiona mayor transporte de sólidos al interior de los granosde maíz a diferencia de los 60 días donde el índice de expansiónreduce por efecto de la contracción celular y eliminación deagua del interior de los granos de maíz (Torreggiani ., 1986)et al ;asimismo la difusión ocasiona un cambio en la concentración desólidos en el interior del grano de maíz hasta que el materialllegue a un equilibrio del medio o liquido de gobierno con lassemillas de maíz (Floury ., 2008). Las diferenciaset aldetermina en el contraste de medias entre cada grupodas deestudio se puede observar en la Tabla 4, eldonde se resaltamayor índice de expansión volumétric a los 45 días deaalmacenamiento con una variación de -0,188 sobre el índice deexpansión volumétrica.

Volumen de los granos de maíz en solución hipertónicaSometido a análisis estadístico los resultados del

volumen de los granos de maíz en solución hipertónica,determinaron que en efectos principales tiempo delos decosecha (A) y tiempo de almacenamiento (B) así como la,interacción (AxB), diferencias estadísticas significativashayal 95% de nivel de confianza, efecto que se observa en laf a en el que se pone enigur 3, evidencia que existe unadependencia directa de la asociación del tiempo de cosecha ytiempo de almacenamiento del maíz variedad BlancoGigante Cusco obre el comportamiento del volumen de. Slos granos de maíz almacenados en solución hipertónica, latabla 5 presenta los resultados del análisis de comparacionesmúltiples de Duncan para el tiempo de cosecha sobre elcomportamiento del volumen de los granos de maíz e. Sobserva que existen diferencias estadísticas significativascon mayor volumen los granos de maíz cosechad s a los 28odías (0,718 cm²) y 31 días (0,713 cm²) e los. En cambio ngranos de maíz cosechados a los 22 días (0,542 cm²), 25 días(0,537 cm²) y 19 días (0,437 cm²) respectivamente, no sedeterminaron diferencias estadísticas significativas (verf )igura 4 . La variación entre los tiempos de cosecha de los

(*) Indican diferencias significativas al 95% de confianza

Tabla 2. Contraste de medias de tiempo de cosecha sobre el coeficiente de expansión volumétrica de los granos de maíz ensolución hipertónica

Tabla 3. Pruebas de comparación de promedios para el tiempo de almacenamiento de los granos de maíz sobre elCoeficiente de Expansión volumétrica en solución hipertónica

Tiempo Almacenamiento Observaciones Media LS Sigma LS Grupo DUNCAN0 50 1,0000 0,0396 d15 50 1,1313 0,0396 c30 50 1,1714 0,0396 cb60 50 1,2478 0,0396 ba45 50 1,3173 0,0396 a

Contraste Sig. Diferencia0 - 15 * -0,13130 - 30 * -0,17140 - 45 * -0,31720 - 60 * -0,247815 - 30 ns -0,040115 - 45 * -0,185915 - 60 * -0,116430 - 45 * -0,145830 - 60 ns -0,076345 - 60 ns 0,0694

Tabla 4. Contraste de medias para el tiempo de almacenamiento sobre el coeficiente de expansión volumétrica de los granosde maíz en solución hipertónica

Contraste Sig. Diferencia19 - 22 * -0,338619 - 25 ns -0,088219 - 28 ns 0,012219 - 31 ns -0,009622 - 25 * 0,250322 - 28 * 0,350822 - 31 * 0,328925 - 28 ns 0,100525 - 31 ns 0,078528 - 31 ns -0,0219

* indica una diferencia significativa.



que existen diferencias estadísticas significativas con mayorincremento de volumen los granos de maíz almacenados alos 45 días (0,648 cm³) y 60 días (0,616 cm³); entre los tiempode almacenamiento 30 días (0,587 cm³), 15 días (0,576 cm³).Los resultados de análisis de comparaciones múltiples deDuncan no mostraron diferencias estadísticas significativasal 95% de probabilidades, a diferencia de 0 días (0,520 cm³)con un margen de error estadístico del 5% stos resultados. Ehace resaltar que a los cuarenta y cinco días incrementannotoriamente el volumen en granos de maíz en la soluciónhipertónica a diferencia de los 60 días donde el volumen degranos de maíz mostr 0,0312916 de variación,óposiblemente debido al efecto osmótico que tiene lasolución hipertónica que hace que hasta los 45 días la. Locapacidad de osmosis está en su máximo y a partir depuntoahí se manifiesta una contracción en la estructura celular delos granos de maíz reduc el volumen, debido, por el cual se eposiblemente a la fuerza impulsora de la alta presión

granos de maíz reflejaron diferencias estadísticassignificativas a variación promedio determinada para 28. Ldías fue -0,212 cm² y para 31 días de cosecha fue 0,207 cm².Como se observa en la Tabla 6 de contraste de pares demedias, la variación diferenciada a los 28 y 31 días de cosechade granos de maíz posiblemente a que el maíz se hayase debecosechado al estado lechoso o caso contrario se enc ntro abaentre la fase pastosa y vítrea que hace que estos cambios en,el volumen se manifiesten indistintamente según el tiempode cosecha ( arrera y Mateo, 2005), que los granos deC pormaíz presentan indistintamente diferente composiciónquímica, estructura física, disposición de las celula ,sorientación de las fibras y diferencias en el pericarpio(Merson y Morgan, 2005).

En la Tabla 7 se presentan los resultados del análisisde comparaciones múltiples de Duncan del comportamientodel volumen de granos de maíz para el tiempo dealmacenamiento en solución hipertónica, donde se observa

Figura 4. Efecto de tiempo de cosecha y tiempo dealmacenamiento sobre el comportamiento del volumen delos granos de maíz en solución hipertónica

Figura 3. Interacción del tiempo de cosecha (DC) y tiempode almacenamiento (DA) sobre el comportamiento delvolumen de los granos de maíz en solución hipertónica

Tabla 5. Pruebas de comparación de promedios para el tiempo de cosecha sobre el comportamiento del volumen de losgranos de maíz en solución hipertónica

Tiempo Cosecha Observaciones Media LS Sigma LS Grupo DUNCAN19 50 0,4372 0,0178 c25 50 0,5377 0,0178 b22 50 0,5427 0,0178 b31 50 0,7132 0,0178 a28 50 0,7180 0,0178 a

Tabla 6. Contraste de medias de tiempo de cosecha sobre el comportamiento del volumen de los granos de maíz en soluciónhipertónica

Contraste Sig. Diferencia19 - 22 * -0,105519 - 25 * -0,100519 - 28 * -0,280819 - 31 * -0,276022 - 25 ns 0,004922 - 28 * -0,175322 - 31 * -0,170525 - 28 * -0,180225 - 31 * -0,175528 - 31 ns 0,0047

(*) Indican diferencias significativas al 95% de confianza



osmótica ocasionado a los 45 días es de sumo interés. Estocuando se desea conservar adecuadamente los granos demaíz este fenómeno garantiza la estabilidad del, puesproducto (Ayala 2009 y Genina y Altamirano, 2005) .et al.,Las diferencias determina en el contraste de medias entredascada grupo estudio se puede observar en la Tabla 8de ,resaltando en ella la diferencia de 0,086 cm² a los 45 días dealmacenamiento de los granos de maíz en soluciónhipertónica frente a los demás tiempo de almacenamientos .

Esfericidad de los granos de maíz en soluciónhipertónica

El efecto principal de iempo de cosecha (A) yttiempo de almacenamiento (B) así como la interacción(AxB) del análisis de varianza para el comportamiento de laesfericidad en los granos de maíz en solución hipertónica,reportaron diferencias estadísticas significativas al 95% de

nivel de confianza, efecto que se observa en la Figura 5,evidenciando que existe una dependencia directa de laasociación del t iempo de cosecha y t iempo dealmacenamiento del maíz variedad Blanco Gigante Cusco.E tn la abla 9 se presentan los resultados del análisis decomparaciones múltiples de Duncan para el tiempo decosecha sobre el comportamiento de la esfericidad de losgranos de maíz, determinándose diferencias estadísticassignificativas con mayor esfericidad en los granos de maízcosechadas a los 22 días (0,659) efecto observado en la (f ). E queigura 6 n tanto los granos de maíz cosechados a los19 días(0,648), 28 días(0,633), 25 días(0,6288), 31días(0,6283), no presentaron diferencias estadísticassignificativas 22 días de cosecha la esfericidad muestra. Anotorio incremen por el efecto osmótico que hace que lostogranos se hinchen ampliando su dimensiones a, b y cs ; estoreferente en el o deincrement la esfericidad con una

Tiempo Almacenamiento Observaciones Media LS Sigma LS Grupo DUNCAN0 50 0,5207 0,0178 c15 50 0,5760 0,0178 b30 50 0,5871 0,0178 b60 50 0,6168 0,0178 ba45 50 0,6481 0,0178 a

Tabla 7. Pruebas de comparación de promedios del comportamiento del volumen de los granos de maíz en soluciónhipertónica durante el tiempo de almacenamiento

Contraste (Tiempo) Sig. Diferencia0 - 15 * -0,05520 - 30 * -0,06640 - 45 * -0,12740 - 60 * -0,096115 - 30 Ns -0,011115 - 45 * -0,072115 - 60 Ns -0,040830 - 45 * -0,060930 - 60 Ns -0,029645 - 60 Ns 0,0312

Tabla 8. Contraste de medias del comportamiento de volumen de los granos de maíz en solución hipertónica durante eltiempo de almacenamiento


Figura 6. Efecto de tiempo de cosecha y tiempo dealmacenamiento sobre el comportamiento de la esfericidadde los granos de maíz en solución hipertónica

Figura 5. Interacción del tiempo de cosecha (DC) y tiempode almacenamiento (DA) sobre el comportamiento de laesfericidad de los granos de maíz en solución hipertónica



variación promedio de 0,029 a los 22 días de cosecha frente a25, 28 y 31 días de cosecha variación que se observa en la,t . Eabla 10 de contraste de pares de medias stas variacionesobservadas a med a que pasa el tiempo d almacenamiento,id eson atribuidos a la estructura biológica y propiedades de lostejidos, que se pueden estirar y ampliar bajo la presiónosmótica generada por la solución hipertónica (Torregianni,1993).

En la abla 11 se presentan los resultados deltanálisis de comparaciones múltiples de Duncan delcomportamiento de la esfericidad alcanzad en los granosode maíz durante el tiempo de almacenamiento en solución

Tabla 9. Pruebas de comparación de promedios para el tiempo de cosecha sobre el comportamiento de la esfericidad de losgranos de maíz en solución hipertónica

* indican diferencias significativas al 95% de confianza

Tiempo Cosecha Observaciones Media LS Sigma LS Grupo DUNCAN31 50 0,6283 0,00836 b25 50 0,6288 0,00836 b28 50 0,6333 0,00836 b19 50 0,6481 0,00836 ba22 50 0,6595 0,00836 a

Contraste Sig. Diferencia19 - 22 Ns -0,011319 - 25 Ns 0,019319 - 28 Ns 0,014819 - 31 Ns 0,019722 - 25 * 0,030622 - 28 * 0,026122 - 31 * 0,031125 - 28 Ns -0,004525 - 31 Ns 0,000428 - 31 Ns 0,0049

Tabla 10. Contraste de medias de tiempo de cosecha sobre el comportamiento de la esfericidad de los granos de maíz ensolución hipertónica

hipertónica, determinándose diferencias estadísticassignificativas con mayor incremento de esfericidad en losgranos de maíz almacenados a los 60 días (0,676) y 45 días(0,665); a diferencia de los tiempo de almacenamiento 15s dedías (0,628), 30 días (0,626) respectivamente, donde losresultados del análisis de comparaciones múltiples deDuncan no mostraron diferencias estadísticas significativasal 95% de probabilidades Las diferencias determina s a 60. dadías de almacenamiento fue en promedio -0,057 y para 45días -0,046 en promedio como se observa en la abla 12 de, tcontraste de pares de medias os cambios en la esfericidad. Lde los granos de maíz almacenados en solución hipertónica,

Tabla 11. Pruebas de comparación de promedios del comportamiento de la esfericidad de los granos de maíz en soluciónhipertónica durante el tiempo de almacenamiento

Tiempo Almacenamiento Observaciones Media LS Sigma LS Grupo DUNCAN0 50 0,6021 0,00836 c30 50 0,6261 0,00836 b15 50 0,6286 0,00836 b45 50 0,6651 0,00836 a60 50 0,6762 0,00836 a

Tabla 12. Contraste de medias del comportamiento de la esfericidad de los granos de maíz en solución hipertónica duranteel tiempo de almacenamiento

Contraste (Tiempo) Sig. Diferencia0 - 15 * -0,02640 - 30 * -0,02390 - 45 * -0,06290 - 60 * -0,074115 - 30 Ns 0,002515 - 45 * -0,036415 - 60 * -0,047630 - 45 * -0,038930 - 60 * -0,050145 - 60 Ns -0,0111




muestran interés comercial, ya que la presentación de losgranos se ve mejorada notoriamente calidadrespecto a su(Sablani y Rahman, 2003) ofreciéndose al consumidor un,producto casi uniforme, más atractivo.y

Área superficial de los granos de maíz en soluciónhipertónica

El efecto principal de iempo de cosecha (A) yttiempo de almacenamiento (B) del análisis de varianza parael comportamiento del área superficial en los granos de maízen solución hipertónica, report diferencias estadísticasósignificativas al 95% de nivel de confianza, efecto que no sedeterminó para la interacción (AxB), como se observa en lafigura 7, evidenciando que no existe una dependencia directade la asociación del tiempo de cosecha y tiempo dealmacenamiento del maíz variedad Blanco Gigante Cusco,esto hace notar que el área superficial de los granos de maíz

al ser sometidos a solución hipertónica dependerán deltiempo de cosecha y tiempo de almacenamiento (Osmosis).E tn la abla 13 se presentan los resultados del análisis decomparaciones múltiples de Duncan para el tiempo decosecha sobre el comportamiento del área superficial de losgranos de maíz, determinándose diferencias estadísticassignificativas con mayor área superficial alcanzada en losgranos de maíz cosechadas a los 22 días (0,659 m²). Adiferencia de los granos de maíz cosechados a los 19 días(0,648 m²), 28 días (0,633 m²), 25 días (0,6288 m²) y 31 días(0,62839 m²) respectivamente, los granos cosechados en lostiempo indicados no influenciaron sobre el área superficialsal someterse las semillas de maíz a solución hipertónica,efecto observado en la igura 8. El mayor incremento en elfárea superficial manifestado durante el almacenamiento ensolución hipertónica para los granos cosechados a los 22días t en promedio fue 0,029 m² como se observa en la abla

Figura 7. Interacción del tiempo de cosecha (DC) y tiempode almacenamiento (DA) sobre el comportamiento del áreasuperficial de los granos de maíz en solución hipertónica

Figura 8. Efecto de tiempo de cosecha y tiempo dealmacenamiento sobre el comportamiento del áreasuperficial de los granos de maíz en solución hipertónica

Tabla 13. Pruebas de comparación de promedios para el tiempo de cosecha sobre el comportamiento del área superficial delos granos de maíz en solución hipertónica

Tiempo Cosecha Observaciones Media LS Sigma LS Grupo DUNCAN31 50 0,6283 0,00836 b25 50 0,6288 0,00836 b28 50 0,6333 0,00836 b19 50 0,6481 0,00836 ba22 50 0,6595 0,00836 a

Contraste Sig. Diferencia19 - 22 Ns -0,011319 - 25 Ns 0,019319 - 28 Ns 0,014819 - 31 Ns 0,019722 - 25 * 0,030622 - 28 * 0,026122 - 31 * 0,031125 - 28 Ns -0,004525 - 31 Ns 0,000428 - 31 Ns 0,0049

Tabla 14. Contraste de medias de tiempo de cosecha sobre el comportamiento del área superficial de los granos de maíz ensolución hipertónica

* Indican diferencias significativas al 95% de confianza



14 de contraste de pares de medias ambios atribuidos al. Cproceso osmótico de transferencia de masa hacia el interior,facilitado por el tiempo de cosecha de los granos donde laestructura propia de los granos está en pleno proceso decompletar su formación y almacenamiento de órganos dereserva, y por tanto sus membranas de la pared celularlo ,son semipermeables a los gradientes de presión osmótica(Carrera y ateo, 2005 y Sablani y Rahman, 2003).M

En la abla 15 se presentan los resultados deltanálisis de comparaciones múltiples de Duncan delcomportamiento del área superficial de los granos de maízdurante el tiempo de almacenamiento en soluciónhipertónica, determinándose diferencias estadísticassignificativas con mayor incremento de área superficial enlos granos de maíz almacenados a los 60 días(0,676) y 45días(0,665); a diferencia de los tiempo de almacenamientosde . Los n 15 días(0,628), 30 días(0,626) resultados haceresaltar que a los sesenta y cuarenta y cinco días incrementanotoriamente el área superficial en los granos de maíz dentrode la solución hipertónica, efecto que posiblemente se debaal efecto osmótico que incita a un agrandamiento de losgranos de maíz hasta lograr un máximo dentro de tiempolestudiado. Las diferencias determin as para 60 días deadalmacenamiento en promedio fue -0,057 m² y para 45 días -0,046 cm² en promedio, como se observa en la abla 16 detcontraste de pares de medias, incremento atribuido a la tasaosmótica en el tiempo que ocasiona el transporte de materiaal interior de los granos de maíz, provocando variación en elárea superficial por unidad de volumen (Merson y Morgan,2005).

CONCLUSIONES

El tiempo de cosecha de los granos de maízvariedad Blanco Gigante Cusco, influye en el índice deexpansión, volumen, esfericidad y área superficial del maíz

almacenado en solución hipertónica.Los tiempos de almacenamiento en solución

hipertónica de los granos de maíz influyen con cambioshasta los 45 días de almacenamiento en el índice deexpansión, incremento de volumen, modificaciones en laesfericidad, área superficial.

REFERENCIAS BIBLIOGR FICASÁ

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Tabla 15. Pruebas de comparación de promedios del comportamiento del área superficial de los granos de maíz en soluciónhipertónica durante el tiempo de almacenamiento

Tiempo Almacenamiento Observaciones Media LS Sigma LS Grupo DUNCAN0 50 0,6021 0,00836 c30 50 0,6261 0,00836 b15 50 0,6286 0,00836 b45 50 0,6651 0,00836 a60 50 0,6762 0,00836 a

Tabla 16. Contraste de medias del comportamiento del área superficial de los granos de maíz en solución hipertónicadurante el tiempo de almacenamiento

Contraste (Tiempo) Sig. Diferencia0 - 15 * -0,02640 - 30 * -0,02390 - 45 * -0,06290 - 60 * -0,074115 - 30 Ns 0,002515 - 45 * -0,036415 - 60 * -0,047630 - 45 * -0,038930 - 60 * -0,050145 - 60 Ns -0,0111

(*) Indican una diferencia significativa



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Correspondencia:Thomas Ancco Vizcarra: [email protected]




ARTÍCULOS DE REVISIÓN

RESUMEN

El modelado BPMN para la gestión de procesos permite aplicar una notación gráfica estandarizada para el modelado de procesos denegocio, así como una notación estándar que es fácilmente legible y entendible por parte de todos los involucrados e interesados(stakeholders), como los analistas de negocio, los desarrolladores técnicos, los gerentes y administradores del negocio. Bajo estecontexto se llevó a cabo un diagnóstico de la Oficina General de Informática en la Universidad Nacional del Centro del Perú, donde sedeterminó que muchos de los procesos, actividades y procedimientos que se llevan a cabo en la actualidad no se han establecido enalguna directiva y/o normativa vigente. Se propuso una nueva estructura organizacional, que permitió una definición más puntual delos procesos requeridos en la Oficina General de Informática, utilizando el software Bizagi. Se evidenció que muchos de los procesosno se encuentran alineados a la gestión de Tecnologías de Información, proponiendo un modelo de procesos y sus respectivosindicadores basados en la gestión de servicios – ISO 20000. Se concluyó que la gestión de procesos en la Oficina General deInformática exige que se aplique un solución integral basada en ISO 9001 a fin de garantizar procesos de calidad, gestión de serviciosabasadas en ISO 20000 para garantizar la gestión de servicios de tecnología de información e ISO 27002 para garantizar estrategias de,seguridad informática debido al valor que los activos de información proporcionan. Se tiene presente que el escenario de estudio estáorientado a Tecnologías de Información por lo que los indicadores propuestos están dirigidos bajo la misma naturaleza.

Palabras clave: Modelado, stakeholder, procedimiento, procesos, gestión, calidad.

ABSTRACT

The modeling BPMN for the process management allows us to apply a standardized graphic notation for the business modelingprocess, just as a standard notation that is easily legible and understandable for all the involved and interested people (stakeholders),like business analysts, technical developers , managers and business administrators. Under this context, a diagnosis from the GeneralOffice of Computer Science at the National University of the Center of Peru was performed, where it was determined that a lot ofprocesses, activities and procedures that were carried out at the moment, weren't established under a current directive or a normativeregulation. a new organizational structure was proposed, that allowed a more accurate definition of the required process in the GeneralOffice of Computer Science, by using the Bizagi software. It was demonstrated that many processes weren't lined up to themanagement of Information Technology, suggesting a process modeling and its corresponding indicators based on the servicesmanagement - ISO 20000. It was concluded that the process management in the General Office of Computer Science requires theapplication of an integral solution based on ISO 9001 to guarantee the service management of computer science, and ISO 27002 toguarantee the strategic planning for the Computer Science Security because of the value that provides the assets of information. It'skept in mind that the scenery of the studies is oriented to the Information Technology, so the indicator proposed are under the samenature.

Key words: Modeling, stakeholder, procedures, process, management, quality.

MODELADO BPMN (BUSINESS PROCESS MANAGEMENTNOTATION) PARA LA GESTIÓN DE PROCESOS

MODELING BPMN (BUSINESS PROCESS MANAGEMENT NOTATION)FOR THE PROCESS MANAGEMENT

1 ;Henry George Maquera Quispe; Percy Alex Gómez Morales;2 2Richard Oswaldo Ticse Capcha3 Carlos Meza Quintana


85

incluir, personas, aplicativos, eventos de negocio yorganizaciones. Los procesos de negocio deberían estardocumentados – actualizados- para ayudar a entender a laorganización que están haciendo a través de su negocio. Paraesto se tiene una serie de herramientas de softwaredenominadas Business Process Manager System que sebasan en la notación para la gestión por procesos de negocio(Business Process Management Notation – BPMN).

1 Magister en Ingeniería de Sistemas con mención en Ciencias de la Computación e Informática. Facultad de Ingeniería de Sistemas de la Universidad del Centro del Perú.Huancayo-Perú2 Ingeniero de Sistemas. Facultad de Ingeniería de Sistemas de la Universidad del Centro del Perú. Huancayo-Perú3 Estudia Ingeniería de Sistemas. Facultad de Ingeniería de Sistemas de la Universidad del Centro del Perú. Huancayo-Perú

INTRODUCCIÓN

La gestión por procesos consiste en concentrar laatención en el resultado de cada uno de los procesos querealiza la organización, permitiendo así, el desarrollo de unacultura de calidad dirigida hacia la mejora continua(Carrasco, 2001). Un proceso de negocio representa unaserie discreta de actividades o pasos de tareas que pueden


Maquera , H. , Modelado BPMN (Business Process Management Notation) para la Gestión de Procesos.et al.

La Oficina General de Informática no cuenta conuna gestión basada en procesos por lo que los servicios querealizan carecen de innovación mediante análisis, eficienciaoperacional mejorada, control mejorado de procesoscomerciales, agilidad, visibilidad del rendimiento (UNCP,2010). La utilización de indicadores de proceso KPIs, lasupervisión de acciones reactivas y proactivas, y el control dealarmas en los objetivos de los procesos son herramientasque en definitiva permiten gestionar su ejecución.


Esta investigación pretende describir laspropiedades y características de los procesos identificados yexplicar las causas de incidentes existentes en la OficinaGeneral de Informática. La metodología que se ha utilizadoes Business Process Manager (BPM), una metodologíacorporativa cuyo objetivo es mejorar el desempeño(eficiencia y eficacia) de la organización a través de la gestiónde los procesos de negocio, que se deben diseñar, modelar,organizar, documentar y optimizar de forma continua(Garimella, Lees, Williams, 2008).

BPM es el entendimiento, visibilidad y control delos procesos de negocio de una organización. Para soportaresta estrategia es necesario contar con un conjunto deherramientas que den el soporte necesario para cumplir conel ciclo de vida de BPM. Se han utilizado herramientasdenominadas Business Process Management System(BPMS), y con ellas se construyen aplicaciones BPM,asimismo se han utilizado instrumentos de notacióndenominada Business Process Model and Notation(BPMN) a fin de establecer una estructura homogénea en eldesarrollo de la presente investigación (Lee, 2007).

Definición de Instrumentos

Categoría de Elementos:El conjunto básico de elementos de modelado

permite el fácil desarrollo de diagramas de procesos. Lascuatro categorías básicas de elementos son: Objetos de flujo (Flow Objects) Objetos de conexión (Connecting Objects) Calles (Swimlanes) Artefactos (Artifacts)

TareaEs una actividad atómica incluida en un proceso.

Se usa cuando ya no se puede descomponer el trabajo en másdetalle. Existen tipos de tareas especializadas (enviar, recibir,etc.) o basadas en el usuario. Se les puede asociar íconos paraidentificar el tipo de tarea.

Procesos/Subprocesos Permite el desarrollo jerárquico de los procesos. Es una actividad que puede ser descompuesta. En un diagrama padre, aparecerá colapsado. En un diagrama hijo, aparecerá expandido. Existen dos tipos de subprocesos: Embebidos. Independientes (reusables).


- EventosUn evento es “algo que ocurre” durante el curso de

un proceso. Un evento afecta el flujo del proceso yusualmente tiene un disparador “trigger” o un resultado.Pueden comenzar, interrumpir o finalizar un proceso. Serepresentan con un círculo en cuyo interior se puederepresentar un disparador o un resultado.

Figura 1. Categoría de Elementos

- ActividadesUna actividad (Activity) es una tarea o trabajo que

se desarrolla en un proceso. Una actividad puede ser atómicao no atómica (compuesta). Existen dos tipos de actividades: Proceso/Sub-proceso Tarea

Se representa por un rectángulo con sus bordesredondeados.

Figura 2. Tipos de Actividades

Figura 3. Estado de Subprocesos

Tarea 1 Tarea 2

Figura 4. Tipo de eventos

- Compuertas (Gateway)Una Gateway se usa para controlar la divergencia y

convergencia de la secuencia de actividades de un flujo.Determina las “tradicionales” decisiones, tantobifurcaciones, como uniones y acoplamientos de flujos. Losíconos al interior indican el tipo de comportamiento decontrol.

Se representan con un diamante.

Figura 5. Tipos de compuertas

EXCLUSIVA

BASADA ENEVENTOS

Ciencia & DesarrolloMaquera , H. , Modelado BPMN (Business Process Management Notation) para la Gestión de Procesos.et al.

RESULTADOS

De las entrevistas al personal y las observacionesde las actividades que se llevan a cabo en la Oficina Generalde Informática, se ha determinado que no existe unadefinición clara de sus procesos, a pesar que la OficinaGeneral de Informática tiene como objetivo brindar apoyomediante la innovación constante de la tecnología deinformación utilizada en la Universidad Nacional del Centrodel Perú.

Actualmente se tiene que la Oficina General deInformática lleva a cabo diferentes tipos de actividades(UNCP, 2010), las cuales son: Mantenimiento preventivo y correctivo de los servicios

de tecnologías de información y comunicación. Desarrollo y mantenimiento de sistemas operativos y

aplicativos de software cliente/servidor y/o web.

Llevar a cabo actividades de mantenimiento preventivo ycorrectivo.

Administración de aulas virtuales, sala de Internet yatención de eventos académicos científicos y culturales,

Administración de servicios de tecnologías deinformación en herramientas de software en la gestiónde información.

En el desarrollo del presente trabajo no se tuvoreferencia de investigaciones relacionados a la gestión deprocesos en oficinas administrativas de la UniversidadNacional de Centro del Perú, por lo que se inició con eldiseño de un escenario propuesto.

Escenario ropuestopSe propuso la siguiente alternativa de organización

en la Oficina General de Informática:

Figura 6. Escenario propuesto

Figura 7. Proceso: Atención de Servicio



Figura 8. Proceso: Gestión de redes de datos y telefonía

Figura 9. Proceso: Desarrollo web e intranet

Figura 10. Proceso: Seguridad informática



DISCUSIÓN

La importancia de la gestión de procesos se orientaa la identificación e implementación de diversos elementosque permitan controlar los diversos procesos y actividadesestablecidos para lograr una mejor calidad de servicio. Enmerito a la naturaleza de la oficina bajo estudio se determinóindicadores basados en la ISO 20000 que permitenestablecer planes de control y mejora continua.

La implementación de estos indicadores permitirámedir el estado actual de los procesos identificados en laOficina General de Informática; y que sirvan defundamento para las diversas estrategias de mejora continuaque deben ser implementadas. (Ver tablas 1, 2, y 3).

CONCLUSIONES

El modelado BPMN en la gestión por procesos enla Oficina General de Informática se ha convertido en unanecesidad, ya que esta oficina busca la constante mejora enlos servicios que lleva a cabo. Conociendo que no existe unaúnica forma acerca de la manera de mejorar los procesos dela mencionada oficina, se ha propuesto el diseño de tresprocesos de acuerdo al grado de importancia dentro de laoficina.

Se han formulado un promedio de 5 indicadorespor cada proceso, lo que genera una estrategia de mejoracontinua basada en la evaluación de eficacia y eficienciaorientada a la reducción del tiempo en el desarrollo deprocesos, el incremento de actividades que producen valoragregado real. Estos indicadores promueven la eliminaciónde aquellas actividades que no aportaban ningún valor a losprocesos a fin de lograr los objetivos de la oficina.Paralelamente y de manera rigurosa, repercutirán en laeliminación de los desperdicios y subutilización de recursos.

El modelado BPMN permite iniciar la identificacióny mejora de los procesos que permitirán optimizar laefectividad y la eficiencia de los mismos, el que es posiblesolo con el concurso de cada persona adscrita a la OficinaGeneral de Informática. De esta manera se mejora loscontroles, reforzando los mecanismos internos pararesponder a las contingencias y las demandas de nuevos yfuturos servicios.

El análisis desarrollado no tendrá el valor y pesosuficiente si en la Oficina General de Informática no existeuna adecuada comunicación entre todos los actores y nivelesque la conforman, los mismos que son depositarios de ungran cúmulo de conocimientos, experiencias y de valiosainformación.

Tabla N°01. Gestión de Redes de Datos y TelefoníaIndicador Descripción

Cantidad de nuevos serviciosplaneados

Porcentaje de nuevos servicios desarrollados a iniciativa de la Gestión del Portafoliode Servicios

Cantidad de nuevos servicios noplaneados

Porcentaje de nuevos servicios desarrollados sin la iniciativa de la Gestión delPortafolio de Servicios

Cantidad de clientes nuevos Cantidad de clientes nuevos adquiridosCantidad de clientes perdidos Cantidad de clientes perdidos a competidores que proveen servicios

Tabla N°02. Gestión de Desarrollo Web e IntranetIndicador Descripción

Servicios cubiertos por los SLA’s Cantidad de servicios cubiertos por los SLA’sServicios cubiertos por los OLA’s/UC’s Cantidad de servicios donde los SLA’s están apoyados por OLA’s/ UC’s

SLA’s monitorizados Cantidad de servicios/ SLA’s monitorizados que reportan puntos débiles ycontra medidas

SLA’s bajo revisión Cantidad de servicios/ SLA’s revisados regularmenteCumplimiento de niveles de servicio Cantidad de servicios/ SLA’s que cumplen con los niveles de servicio acordados

Tabla N°03. Gestión de la Seguridad InformáticaIndicador Descripción

Cantidad de medidas preventivas implementadas Cantidad de medidas de seguridad preventivas implementadas comorespuesta a amenazas de seguridad identificadas

Duración de la implementación de medidaspreventivas implementadas

Duración desde la identificación de una amenaza de seguridad hasta laimplementación de una contramedida adecuada

Cantidad de incidentes graves de la seguridad Cantidad de incidentes de seguridad identificados, clasificados porcategoría de gravedad

Cantidad de pruebas de seguridad Cantidad de pruebas y adiestramientos de seguridad llevados a caboCantidad de defectos identificados durante laspruebas de seguridad

Cantidad de defectos identificados en los mecanismos de seguridaddurante las pruebas




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Universidad Nacional del Centro del Perú.

Correspondencia:Henry George Maquera Quispe: [email protected]




1 Ingeniero de Sistemas. Facultad de Ingeniería de Sistemas de la Universidad del Centro del Perú. Huancayo-Perú2 Magister en Ingeniería de Sistemas con mención en Ciencias de la Computación e Informática. Facultad de Ingeniería de Sistemas de la Universidad del Centro del Perú.Huancayo-Perú3 Estudia Ingeniería de Sistemas. Facultad de Ingeniería de Sistemas de la Universidad del Centro del Perú. Huancayo-Perú

RESUMEN

En la actualidad la información de una institución se ha reconocido como un activo valioso y a medida que los sistemas de informaciónapoyan cada vez más en los procesos generales, las tecnologías de información enfrentan amenazas de seguridad que incluyen, entremuchas otras: el fraude por computadora, espionaje, sabotaje, fuego, robo e inundación. Las posibilidades de daño y pérdida deinformación se hacen cada vez más comunes. El presente trabajo de Investigación permitió un diagnóstico sobre las políticas deseguridad en la Universidad Nacional del Centro del Perú, mediante la aplicación de técnicas metodológicas de auditoria y laevaluación de sus activos informáticos, para que la organización funcione correctamente y alcance los objetivos propuestos por sudirección. La meta de obtener un nivel considerable de seguridad se logrará con la propuesta que ofrece esta investigación mediante la“Implementación de Políticas de Seguridad de Información” para su aplicación. Esta investigación determina el diagnóstico de laspolíticas de seguridad de información un antes y un después con y sin la implementación de políticas de seguridadcomparando ; seobtuvo como resultado que las políticas de seguridad de información permiten una mejor gestión responsable de los activos de lainformación y además contar con estrategias de alto nivel para el control y administración efectiva de las mismas. El trabajo tuvocomo propósito evaluar la situación actual en materia de seguridad informática, así como proponer una alternativa de solución basadaen políticas de seguridad informática que fijen los mecanismos y procedimientos que se debe adoptar para salvaguardar sus sistemas yla información que estos contienen. Éstas políticas se diseñaron “a medida” para recoger las características propias comoorganización.

Palabras clave: Incidentes, amenaza, riesgo, vulnerabilidad, Seguridad informática, políticas de seguridad.

ABSTRACT

At the moment, the information of an institution has been recognized as valuable assets and as the Information Systems support moreand more in the general processes, Information Technologies face security threats that include, among others: computer fraud, spying,sabotage, fire, robbery and flooding. The possibilities of damage and information loss are more and more common. The presentresearch allowed a diagnosis about the Security Policy at the National University of the Center of Peru, by means of the application ofAudit Methodological techniques and the evaluation of its assets, so the organization works well and it reaches the proposedobjectives for its management. The goal of getting an appreciable security level will be reached by using the proposal that suggest thisresearch by the “Implementation of the Information Security Policy” for its application. This research determines the diagnosis of theInformation Security Policy by making a before and after comparison with and without the implementation of security policies; as aresult the Information Security Policies allows a better responsible management of the assets of information and although to rely onhigh-level strategies for the control and effective management of them all. The research had as a purpose the evaluation of the currentsituation in matters of Computer Science security, just like a an alternative solution based on Security policies that set all theprocedures and mechanisms to adopt in order to safeguard the systems and information contained. These policies were designed“measured” to gather the own characteristics as an organization.

Key words: Incidents, threats, risk, security policies.vulnerability,

EVALUACIÓN DEL DESARROLLO DE POLÍTICAS DESEGURIDAD DE INFORMACIÓN

EVALUATION OF THE DEVELOPMENT OF THE INFORMATIONSECURITY POLICIES

1 Richard Oswaldo Ticse Capcha; Henry George Maquera Quispe;2 3 Carlos Meza Quintana

seguridad; en el cual se plasmen mecanismos que resguardensu estado físico, su accesibilidad, uso y aprovechamiento;por esta , l presenterazón el objetivo de trabajo es estructurarPolíticas de Seguridad Informática, con la finalidad deestablecer un medio documental de consulta así comonormativo para implementar las acciones que aportenmedidas de seguridad y conservar en óptimo estado losbienes y servicios actualmente disponibles.

INTRODUCCIÓN

La Seguridad Informática está orientada a brindarprotección contra las contingencias y riesgos relacionadoscon la infraestructura informática actualmente instalada enel Campus de la Universidad Nacional del Centro del Perú.La implementación de nuevas tecnologías y la adquisición einstalación de equipamiento informático requiere de unmarco normativo que aporte las medidas inherentes a la


Ciencia & DesarrolloTicse, R. , Evaluación del Desarrollo de Políticas de Seguridad de Información.et al.


El tipo de investigación que se ha llevado a cabo esdescriptiv ya que se determina el diagnóstico de lasopolíticas de seguridad de información en la UniversidadNacional del Centro del Perú. Para el desarrollo de lainvestigación se utilizó el marco de trabajo COBIT 4.1 bajoel siguiente esquema:

Objetivo PO9 – evaluar y gestionar los riesgos de TI.PO9 hace referencia a la Evaluación de Riesgos.Planeación y Organización- PO1 Definir un plan estratégico de tecnología de la

información- PO4 Definir la organización y las relaciones de las TI- PO5 Administrar la inversión en TIAdquisición e Implementación- AI2 Adquisición y mantenimiento de aplicaciones

software- AI3 Adquisición y mantenimiento de la infraestructura

de la tecnologíaPrestación y Soporte- DS4 Asegurar el servicio continuo- DS5 Garantizar la seguridad del sistema- DS11 Administrar los datos- DS12 Administrar las instalacionesMonitoreo- M2 Evaluar lo adecuado del control interno.

También se realizaron entrevistas y encuestas alpersonal involucrado tendiendo como base normas oprocesos de seguridad física, lógica, deseguridadcomunicaciones, de aplicaciones, etc.

El método de estudio es el analítico puesto queevalúa de forma independiente cada componente de laseguridad de información para luego integrarlos comoconjunto de solución.

RESULTADOS

Se identificó los principales activos y/o recursos

más importantes a proteger con un nivel de importancia acriterio del Jefe de la O G I talficina eneral de nformáticacomo se muestra en la Tabla N° 1. Cabe señalar también quepara esta identificación se tomaron en cuenta los artículos 9,10, 11 del Manual de Políticas de Seguridad Informática.

Tabla N°2. Cuadrantes de iesgorCuadrante LímitesRiesgo Bajo [133 – 811]

Riesgo Medio [812 – 1490]Riesgo Alto [1491 – 2169]

Tabla N° 3. Matriz ategorizadacN° Recurso Vul. Nivel1 Servidores 2000 Alto2 Data Center 2167 Alto3 Bases de Datos 1633 Alto4 Software de aplicaciones, programas fuente 1275 Medio5 Backups 792 Bajo6 Información de configuraciones, datos en medios externos 1833 Alto7 Cableado red y telefónico (Swtichs, firewalls, modems, antenas, etc.) 1269 Medio8 Hardware ( Pc's, portátiles, impresoras, unidades de disco, etc.) 833 Medio9 Equipos de Protección de energía (UPS, baterías, etc.) 1050 Medio10 Personal Informático 842 Medio11 Documentación de programas, hardware, sistemas, manuales, etc. 600 Bajo12 Insumos (cartuchos de tinta, tóner, papel, etc.) 133 Bajo13 Datos de usuarios (Estudiantes, docentes, administrativos, etc.) 833 Medio

Tabla N° 1. Activos/ ecursos a roteger y ivel de mportanciar p n iN°Recurso Import.1 Servidores 102 Data Center 103 Bases de Datos 84 Software de aplicaciones, programas fuente 65 BackUps 5

6 Información de configuraciones, datos enmedios externos 10

7 Cableado red y telefónico (Switchs, firewalls,modems, antenas, etc.) 7

8 Hardware ( Pc's, portátiles, impresoras,unidades de disco, etc.)

5

9 Equipos de Protección de energía (UPS,baterías, etc.)

2

10 Personal Informático 411 Documentación de programas, hardware,

sistemas, manuales, etc.3

12 Insumos (cartuchos de tinta, tóner, papel,etc.)

1

13 Usuarios (Estudiantes, docentes,administrativos, etc.)

4

De acuerdo a la diferencial hallada se puedeelaborar los siguientes cuadrantes en la tabla N° 2 con losrespectivos rangos de valores.



La tabla N° 3 muestra los activos/recursos aproteger con la descripción de los cuadrantes de acuerdo alos límites establecidos en la tabla N°2.

La elaboración de indicadores tiene como basecada uno de los objetivos buscados, para poder cuantificary/o cualificar y ver de esta manera si se está desarrollando demanera adecuada los procesos.

DISCUSIÓN

En la tabla N° 5 se muestra los activos o recursosordenados según el nivel de riesgo en forma descriptiva. Porlo que podemos concluir que los recursos de TI en la UNCPse encuentran en un nivel de riesgo promedio; esto induceque actualmente no se está dando la debida importancia entemas de seguridad de las TI dentro de institución, por lo laque se ha elaborado e implementado Políticas de SeguridadInformática a medida de la Institución para su aplicación“ ”en los recursos con un nivel de riesgo alto y medioprincipalmente.

CONCLUSIONES

Con la implementación de Políticas de Seguridad

Informática en la UNCP actualmente se ha logrado unamejor gestión de TI, reduciendo los riesgos a los que seenfrenta los activos y/o recursos de TI.

La falta de inversión en recursos de TI en la OficinaGeneral de Informática para implantar medidas deseguridad, provoca que la entidad tenga una exposiciónmayor a los riesgos en TI.

La Oficina General de Informática no cuenta conuna definición bien establecida y aprobada de funciones yresponsabilidades, en términos de seguridad, para laadministración de los recursos informáticos respecto a lasnuevas áreas que se van originando según las necesidadespor las que atraviesa la UNCP.

A la fecha, la Oficina General de Informática estáaplicando la seguridad a los activos más críticos de acuerdo alas necesidades según se estén presentando y a ladisponibilidad de los recursos que permiten minimizar losriesgos.

No existe una evaluación bien establecida de losriesgos de las TI que permitan definir qué activos están máspropensos frente a las amenazas que actualmente seencuentran.

Tampoco existe personal especializado operativoen tema de seguridad de TI en la Oficina que permita llevars

Tabla N° 4. Cuadro de ndicadores COBIT 4.1iDominio Indicador 1 Indicador 2Planeación yOrganización

Antigüedad del plan estratégico % de áreas de negocio de usan TICantidad de soluciones tecnológicas que no estánalineadas con la estrategia de negocios

% de presupuesto de TI asignado a lainfraestructura de tecnología

Adquisición eImplementación

Cantidad de aplicaciones entregadas puntualmentede acuerdo al plan

Cantidad de pedidos de cambios relacionados condefecto del sistema

Cantidad de tecnologías y plataformas nocompatibles

Entrega y Soporte % de contratos de servicios actualizados% utilización del personal TI en proceso de TIque producen beneficios directos al negocios

% de proyectos que se realizaron con unpresupuesto de inversión de TI previamente

% de errores de entrada de datos % de actualizaciones reprocesadasMonitoreo Cantidad, frecuencia y cobertura de informe de

cumplimiento internoCantidad de acciones oportunas tomadas conrespecto a problemas de control interno

Recurso Nivel1 Servidores (Aplicaciones, Base de Datos, Web y correo) Alto2 Data Center Alto3 Bases de Datos Alto6 Información de configuraciones, datos en medios externos Alto4 Software de aplicaciones, programas fuente (sistema académico, caja, personal, investigación, trámite Medio7 Cableado red y telefónico (Swtichs, firewalls, modems, antenas, etc.) Medio8 Hardware (Pc's, portátiles, impresoras, unidades de disco, etc.) Medio9 Equipos de Protección de energía (UPS, baterías, etc.) Medio10 Personal Informático Medio13 Datos de usuarios físicos (Estudiantes, docentes, administrativos, etc.) Medio5 Backups Bajo11 Documentación de programas, de hardware, sistemas, manuales, etc. Bajo12 Insumos (cartuchos de tinta, tóner, papel, etc.) Bajo

Tabla N° 5. Matriz ategorizada rdenadac o

Ticse, R. , Evaluación del Desarrollo de Políticas de Seguridad de Información.et al.



a cabo de manera correcta una mejor administración de losrecursos informáticos.


Bernal Montañez, R. (1994). Auditoria de los Sistemas deInformación. España: UPV.

Borghello Cristian Fabián. (2001). Seguridad Informática.(Tesis). Argentina: Universidad TecnológicaNacional.

Bravo González, A. L. (1998). La Información y la Auditoriade Sistemas. México: Universidad Iberoamericana.

Córdova Rodríguez Norma. (2003). Plan de SeguridadInformática para una Entidad Financiera. (Tesis).Perú: UNMSM.

Chapin, D. & Akridge, S. (2005) ¿Cómo puede medirse laseguridad?. Revisado en:http://www.iso27000.es/download/HowCanSecurityBeMeasured-SP.pdf.

Dolores Cerini M. y Ignacio Prá P. (2003). Plan de Seguridad enInformática. (Tesis). Argentina: Universidad Católicade Córdova.

Echenique García, J. A. (1997). .Auditoria en Informática Ed.México: McGraw-Hill.

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Correspondencia:Richard Oswaldo Ticse Capcha: [email protected] George Maquera Quispe: [email protected]




NORMAS EDITORIALES Y GUÍA DE PRESENTACIÓN DE ARTÍCULOS CIENTÍFICOS PARA LA REVISTA CIENCIA &DESARROLLO

La Revista Científica Ciencia & Desarrollo pone a consideración de la comunidad científica y académica, sus normas editoriales y guía de presentación de losartículos científicos, con la finalidad de lograr que la publicación de la revista sea un espacio abierto para la divulgación de nuevos conocimientos.

1. CRITERIOS DE PUBLICACIÓN, CITACIÓN Y REPRODUCCIÓNLa revista Ciencia & Desarrollo es una publicación semestral de carácter científico tecnológico, orientada a promover y difundir la investigación en

campos multidisciplinarios. Su publicación es impresa y en idioma español.Para la publicación en la revista Ciencia & Desarrollo los artículos presentados deben ser inéditos y pueden ser: artículo científico original, artículo de

revisión, carta al editor, reporte de caso clínico, artículo de opinión, reseña de libro, ensayos, artículo breve. Los artículos publicados en esta revista puedenser citados en otros documentos, siempre y cuando se indique la siguiente información: Revista Científica Ciencia & Desarrollo. Tacna (Perú): UniversidadNacional Jorge Basadre Grohmann, número de la revista, página(s) y año de publicación. ISSN 2304-8891. Si la reproducción de artículos publicados en larevista, es con fines académicos y sin ánimo de lucro, puede realizarse si se incluye la información establecida en el párrafo anterior. Si su reproducciónimplica otros usos, debe solicitarse autorización escrita al Director de la Revista científica Ciencia & Desarrollo.

La revista señala que la publicación de artículos no da derecho a remuneración alguna y que la responsabilidad del contenido de los artículos es de losautores, inclusive en lo relacionado con la propiedad intelectual de otros autores y/o fuentes.

La revista científica Ciencia & Desarrollo recibe artículos de las ciencias básicas y aplicadas, tecnológicas y de ingeniería.

2. TIPOS DE ARTÍCULOS2.1. Artículo científico original: La extensión del desarrollo no debe ser más de 12 páginas o caras. La redacción es en tercera persona. Dado que la finalidadde un artículo científico es comunicar los resultados de investigaciones, ideas y debates de una manera clara, concisa y fidedigna, se tomará en cuenta losprincipios fundamentales de la redacción científica: precisión, claridad y brevedad. Además de los componentes del artículo científico deben cumplir con lassiguientes características.

Su estructura es del siguiente tipoTítulo: Debe contener en esencia el problema que está planteado, ser claro y preciso. Consta de 10 a 15 palabras, en caso de ser muy largo utilizar un

subtítulo conciso. Su redacción es en mayúscula, respetando la redacción de las denominaciones de nombres científicos.Title: Es el título traducido correctamente en idioma inglés.Autor/es: Si el trabajo ha sido realizado en equipo, debe colocarse como primer autor, el que tuvo mayor responsabilidad en la realización del trabajo.Afiliación. Institución a la cual pertenecen los autores (especificar departamento o área por cada autor)Resumen: Debe contener en forma escueta los objetivos, planteamiento del problema, materiales y métodos, y resultados. El resumen y seabstract

redactan en un promedio de 200 a 250 palabras. Se redacta en tiempo pasado. Debe ser escrito en un solo párrafo, separando las oraciones con punto seguido.Sólo las palabras clave deben ir como punto aparte.

Palabras clave. No deben ser menores a dos ni mayores a cinco, ordenadas alfabéticamente.Abstract. Es el resumen con una correcta traducción al inglés.Key Word. Palabras clave correctamente traducidas al inglés.Introducción: El autor debe procurar que todo el trabajo forme una unidad desde el inicio hasta el final, coherente y relacionado. En esta parte se

expone el problema, se informa lo que se conoce del mismo, se hará una revisión bibliográfica pertinente, se discute el objetivo general, fin principal y lahipótesis (si lo hubiera).

Material y Métodos: Descripción de los recursos humanos, materiales físicos, financieros y técnico administrativos empleados; explicación detallada delmétodo empleado, señalando las técnicas estadísticas, si se utilizaron.

Resultados: Se expondrá en forma clara siguiendo una secuencia lógica. Se exponen mediante figuras o tablas, donde se exponen la informaciónresumida que confirman o no la(s) hipótesis y objetivos específicos planteados en la investigación. Deben limitarse a describir los propios hallazgosencontrados, evitando adelantar interpretaciones o comparaciones. Se redacta en pasado.

Discusión: En esta parte el autor podrá comparar, discutir, argumentar sus resultados con el de otros autores. Tomar en cuenta que los resultados seexponen y no se recapitulan. De esta discusión se originarán puntos de partida para nuevas investigaciones. Se redacta en presente.

Conclusiones: Deberán ser redactadas en forma clara y concisa.Agradecimiento: Incluirlos solamente si los hubiera, y solo se menciona a quienes contribuyeron con un apoyo muy importante (técnico) o las

instituciones que han financiado la investigación (si fuera el caso).Referencias Bibliográficas: Deben aparecer solamente las referencias bibliográficas utilizadas por el autor en la realización de la investigación y que son

mencionadas en la redacción del artículo científico. Serán presentadas en el orden correspondiente al estilo bibliográfico. Considerar que si en el artículo hayquince citas, también debe haber quince referencias bibliográficas.2.2. Artículo de Revisión: Debe contener: Título en español e inglés; Autor(es); Resumen; Palabras Clave; Abstract; Key Word; Introducción, Métodoutilizado para localizar y seleccionar los artículos relevantes sobre el tema. Análisis y comparación de los resultados encontrados, coincidencias ydiscrepancias; conclusiones; recomendaciones; referencias bibliográficas.2.3. Reporte de Caso Clínico: Debe contener: Título en español y en inglés, Autor(es), Resumen, Palabras clave, Abstract, Key Word, Introducción,Anamnesis, Examen clínico, Exámenes auxiliares (laboratorio y gabinete), Etiología, Diagnóstico preliminar (presuntivo), Tratamiento, Evolución ycomplicaciones (si las hubiera), Diagnóstico definitivo, Histopatología (si las tuviera), Discusión, Referencias Bibliográficas, Fotografías antes y después deltratamiento. En las fotos del rostro de una persona debe cubrirse los ojos para preservar su identidad, para mostrar el rostro completo se debe contar con elconsentimiento escrito, firmado por el paciente y con impresión dactilar de su dedo índice.2.4. Artículo de Opinión: Debe contener: Título en español y en inglés; nombre y apellidos del Autor(es), Introducción, Conclusiones, ReferenciasBibliográficas.2.5. Reseña de Libro: De contenido abierto en cuanto al contenido de la reseña. Sin embargo, será obligatorio considerar: Título del libro en mayúsculas, elnombre del autor o autores (en minúsculas, excepto las primeras letras del nombre y apellido), la edición, la editorial, el año de publicación, el ISBN (situviera) y el número de páginas. Así mismo, la carátula del libro, la editorial (escaneado a colores). El contenido no debe exceder de dos páginas. Al final de lareseña se debe colocar el nombre del autor de la reseña, indicando además, la licenciatura y los grados académicos (si los tuviera), así como los principalescargos académicos o institucionales que desempeña.2.6. Ensayo Científico y Artículo Informativo: La estructura es: Título en español o inglés; nombre y apellidos del Autor(es); Resumen y Palabras Clave;



Abstract y Key Words; Introducción; Desarrollo Temático; Conclusiones; Referencias Bibliográficas.2.7. Carta al Editor: Debe contener: Título en español y en inglés, Autor y filiación institucional, Inicio mencionando la razón objetivo de la carta; si fueranecesario, sólo una tabla o una figura; Razón del planteamiento de la opinión, Discusión de resultados y/o recomendaciones, Referencias Bibliográficas, nomás de seis referencias bibliográficas. Correo electrónico.

3. ESTILO DE PRESENTACIÓNLos artículos a ser publicados, deberán cumplir los requisitos que a continuación se detalla:DE LA PRESENTACIÓN: Se presentará 01 ejemplar impreso de un aproximado de 12 páginas y un CD. Los artículos deber ser preparados en

formato MS Word utilizando la fuente Times New Romas de tamaño 10, a espacio sencillo. La primera página del artículo debe incluir; El Título (español einglés), nombre de autor (es), afiliaciones, abstract y palabras clave. Y utilizarán la misma fuente con distinto tamaño y estilo.

DEL TAMAÑO Y MÁRGENES: En tamaño A4 (210 x297 cm). Los márgenes deben ser configurados de la siguiente manera: superior e izquierdo: 2.5cm; inferior y derecho: 2cm. No se permite agregar pie de página ni encabezados. Las referencias y la bibliografía se agregarán al finalizar el texto.

DEL TÍTULO: El título será escrito en español y en inglés, en tamaño 16 y 14 respectivamente; nombre(s) de autor(es) en tamaño 12 ; la afiliación oinstitución/área a la que pertenece, dirección y correo electrónico (tamaño 12). El título y autor(es) van en negrita y deben estar centrados.

DEL RESUMEN: Resumen (Abstract) del artículo y palabras clave, español y en inglés. Cada artículo debe incluir un resumen de no más de 200palabras en la primera página, seguido por una lista de palabras clave. El resumen debe ser conciso y las palabras clave deben estar justificadas de ambos lados(izquierdo y derecho).

DEL TEXTO: Estará escrito en dos columnas.DE LAS REFERENCIAS Y CITAS: Utilizar el estilo de referencias bibliográficas acorde a su investigación. El formato de las citas y referencias

bibliográficas que se utilizará será: en las ciencias de la salud (con excepción de Psicología) la norma Vancouver; y en las ciencias sociales, ciencias humanas,ciencias naturales y Psicología, la norma APA.

DE LAS SECCIONES: El título de una sección debe estar en fuente Times New Roman, tamaño 10 y en negrita, escrito con letras mayúsculas. Debeestar alineado a la izquierda a partir de la introducción, excepto las referencias bibliográficas.

DE LAS SUBDIVISIONES: El título de las subdivisiones debe estar alineado a la izquierda. La fuente a utilizar es Times New Romas tamaño 10 y ennegrita y sólo las letras iniciales de cada palabra serán escritas en mayúscula.

DE LAS FIGURAS O TABLAS: Podrá incluirse fotografías, gráficos, tablas o imágenes, etiquetándolos únicamente como o segúnfiguras tablasconvenga.

Las figuras serán identificadas con la etiqueta , numeradas con números arábigos de manera consecutiva, la cual será ubicada al pie de laFigura N°figura. Las figuras, deberán adjuntarse adicionalmente como archivo de imagen (jpg o png).

Las tablas serán identificadas con la etiqueta , numeradas con números arábigos de manera consecutiva y ubicada en la cabecera de la tabla deTabla N°forma centrada.

Las figuras y tablas a utilizar deberán ser insertadas en el punto apropiado del texto, debe ser mencionada en el texto al menos una vez y antes de suaparición.

DEL IDIOMA, ESTILO Y CONTENIDO: Los artículos deben presentarse en español. El título y el resumen están inscritos en español e inglés. Laortografía y puntuación deben escribirse con estilo sencillo y directo. Utilice estructuras simples para las oraciones, así como vocabulario común y básico.Defina o explique el vocabulario técnico con sencillez. Explique acrónimos cuando aparezcan en el texto por primera vez. La presentación de unidades demedida y valores numéricos se realizará conforme al Sistema Internacional de Unidades, asimismo, debe utilizarse la coma “,” para la separación decimal.

IMPORTANTE: Los autores son responsables de asegurarse que su trabajo sea conducido de una manera responsable y ética. La estructura y estilo sontan importantes como el contenido. Antes de escribir su artículo, le recomendamos que lea la amplia literatura disponible para informarse respecto a cómoescribir un buen artículo técnico.

4. PROCESO DE RECIBO, SELECCIÓN Y EVALUACIÓN4.1. Recepción de los artículos

Las convocatorias para la recepción de artículos se cierran el 30 de abril y 30 de setiembre de cada año. Los artículos se entregan en formato impreso enla Oficina General de Investigación de la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann sito en Ciudad Universitaria Av. Miraflores s/n, Tacna, Perú, o sonenviados mediante correo electrónico a la cuenta [email protected]

Junto al artículo (construido en un procesador de textos y guardado en formato .doc o .docx) se envían las figuras presentadas en él, debidamenteidentificadas (en formato jpg o png con alta calidad), los datos de los autores debidamente diligenciados.

El formato impreso debe enviarse mediante carta de presentación acompañada del original impreso en papel, más un CD en formato de procesador detextos.4.2. Proceso de selección

Para que un artículo sea admitido en la revista Ciencia & Desarrollo debe cumplir con los parámetros de forma establecidos por la revista.Los autores que decidan retirar sus artículos del proceso de selección, no implica que pierdan la posibilidad de presentarlo para ediciones futuras.En los artículos que a pesar de ser aceptados, se detecte algún tipo de plagio no serán admitidos para la impresión final.Después de un tiempo prudencial, el director del comité editorial comunicará al autor sobre la aceptación de su artículo.

4.3. Proceso de EvaluaciónLa primera evaluación la realiza el Comité Editorial, sobre el cumplimiento de los requisitos formales y la adecuación al interés temático de la Revista, de

la cual se envía un mensaje a los autores donde se señala su resultado. En caso de corresponder al interés de la revista, se indican a los autores que aquellosaspectos a ajustar y la fecha límite para hacer la nueva entrega.

Comprobado el cumplimiento de los requisitos formales, el artículo es enviado a evaluación por parte de árbitros expertos, integrantes del ComitéCientífico de la revista. Este arbitraje se hace de forma confidencial (doble ciego; los árbitros desconocen los nombres de los autores y viceversa), mediante eldiligenciamiento de un formato específico, que solicita su concepto sobre la conveniencia o no de su publicación, y las recomendaciones para mejoramientodel artículo. El resultado de la evaluación se informa a los autores oportunamente mediante correo electrónico, y en caso de requerirse, se indica la fecha parala entrega de los documentos ajustados, con el fin de que los árbitros emitan su concepto definitivo sobre la condición de publicable o no.



Ciudad Universitaria - Av. Miraflores s/nTeléfono: (051)(052) 583000 Anexo 2335

[email protected] - Perú

www. unjbg.edu.pe/coin

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