EL BIOSENSOR MUESTRA SI HAY PRESENCIA DE CONTIENE …
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EL BIOSENSOR MUESTRA SI HAY PRESENCIA DE MERCURIO, MIENTRAS LA ESTRUCTURA QUE LO CONTIENE MANTIENE LA BIOSEGURIDAD.
(Sandoval, 2011)
RESUMEN Diferentes comunidades aledañas a los sectores de extracción minera, in-cluyendo comunidades de mineros artesanales auríferos se encuentran afectados por la presencia de metales tóxicos como el mercurio en aguas de consumo humano. Frecuentemente, estas comunidades consumen aguas contaminadas sin conocer las consecuencias que esto puede causar en la salud humana, aunque ven re�ejados en su salud los síntomas característi-cos de la presencia del mercurio, éstos no son tomados en cuenta la may-oría de las veces. Buscando hacer uso de nuevas tecnologías que nacen de la biología sintética, se propone un diseño teórico de un biosensor de mer-curio que permitiría la detección rápida de este metal. Sin embargo, para poder hacer seguro el uso del biosensor en la comunidad se ha creado un contenedor capaz de mantener al microorganismo biosensor parcialmente aislado del medio ambiente. Esto permitiría la entrada del contaminante para ser determinado sin permitir la salida del microorganismo al ambiente.
1. Introducción.Objetivos.Descripción del proyecto.
2. El mercurio.
3. Diseño del biosensor. Referentes Visuales de biosensores.Biosensor de mercurio.
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202330
3537475460
4. Diseño de la estructura.Referentes de Funcionabilidad.Materiales de interés.Prototipos. Estructura.
5. La comunidad.Actores.Análisis.Conceptos. Interacciones.
6. Cronograma.
7. Bibliografía.
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INTRODUCCION.La contaminación de fuentes hídricas por e�uentes industriales es una gran problemática ambiental generada por diferentes actividades entre las cuales se encuentran la minería tanto industrial como artesanal. Las comunidades que subsisten gracias a los ingresos obte-nidos por labores mineras están generalmente expuestos a la presencia del mercurio, un metal considerado contaminante ambiental persistente el cual es distribuido por vía atmos-férica.(Miller et al, 2011; De Andrade et al, 2008)
La minería ilegal se ha considerado un problema complejo para diferentes regiones de Colombia por cuestiones ambientales. Especí�camente, en la región del Cauca se ha en-contrado, en los municipios de Suárez y Buenos Aires, una gran problemática en las cuencas del Patía y sus e�uentes, Guachicono y Mazamorras. La razón de esto es el uso del mercurio y retroexcavadoras según Francisco Vidal, Subdirector de Gestión Ambiental CRC (Diario Occidente,2013). Por otro lado, la minería artesanal abarca problemáticas adicionales a las ambientales. En términos de salud pública, las familias y grupos mineros tradicionales se ven afectados por los riesgos que supone el proceso de extracción durante el cual, se puede presentar la inhalación e ingestión de mercurio cuando se encuentra depositado en aguas,
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o tambien cuando el mercurio se encuentra bio-acumulado en animales utilizados para el consumo humano. Además de esto, existen tam-bién componentes de índole cultural, social y eco-nómico.
La tradición de las comunidades juega un papel importante a la hora de entender el proble-ma. Los mineros continúan realizando prácticas poco seguras en aras de conseguir sustento para sus familias y continuar con su legado, Comuni-
cación personal, Navarro, 2013. Es común para estas comunidades ignorar las buenas prácticas de se-guridad o desecharlas por completo al creer que las consecuencias de los riesgos tienen causas dis-tintas a la contaminación del agua. Esto está arrai-gado �rmemente en las creencias, y por ende, en las costumbres. Por otro lado, lo mineros artesa-nales se ven amenazados económicamente por
9(Sandoval, 2011)
las compañías multinacionales que obtienen títulos mine-ros para explotar territorios que hacían parte del sustento de estas comunidades, haciendo que éstas se vean obliga-das al desplazamiento en busca de nuevas zonas de ex-tracción y sustento.
Finalmente, la contaminación de aguas por la mine-ría afecta social y económicamente a estas comunidades, que se ven obligadas a consumir aguas contaminadas con mercurio debido a la actividad antropogénica y a la bús-queda y al desplazamiento a nuevos espacios de extrac-ción, que a su ves puede generar más contaminación.
El uso de nuevas herramientas obtenidas desde la biología sintética hace posible que la contaminación con mercurio en fuentes hídricas ya sea debido a minería industrial, minería artesanal, entre otras, pueda ser medida gracias a la creación de partes biológicas modulares que pueden ser ensambladas en dispositivos fáciles de usar. La implementación de los mismos ayudaría a hacer evidente lectiva 10
(Ayala, 2012)
la realidad sobre la contaminación de las aguas ante las comunidades que las consumen, generando una alerta colectiva, a�anzando las relaciones que existen entre las comunidades afectadas por la actividad minera.
Un tema de gran importancia al considerar la im-plementación exitosa de dispositivos biológicos es el riesgo potencial que suponen la liberación de un organis-mo al medio ambiente y la manipulación del mismo, ha-ciendo imprescindible el uso de buenas prácticas de bio-seguridad. Es importante, para el propósito del proyecto, garantizar que no se generen más riesgos biológicos a los que se pretende remediar.
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(Vargas, 2012)
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OBJETIVOS.
Proponer un proyecto de diseño que aporte a la problemática de la detección de aguas contaminadas con metales tóxicos en fuentes de agua contaminadas por la acción de laminería aurifera, mediante el uso de la microbiología (Diseño de sistemas de detección biológicos ).
General
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OBJETIVOS.
Realizar el diseño molecular teorico del bio-sensor de mercurio.
Articular el proyecto con la investigación en curso (Rio Mío) (Navarro, 2013) sobre
las comunidades.
Diseñar una estructura para contener un bio-sensor que pueda detectar
mercurio manteniendo la bioseguridad, teniendo en cuenta que será usado
por una comunidad de mineros artesanales.
Especí�cos
Realizar el manual de uso del biosensor.
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DESCRIPCION.El proyecto busca generar una forma alternativa para alertar a una comunidad de mineros artesanales sobre los niveles de contaminación por mercurio en las aguas de consumo, teniendo en cuenta que el mercurio es un metal tóxico importante en la minería artesanal de oro. El producto se basa en el constructo de un bio-sensor (microorganismo que detecta concentraciones de una molécula) generado gracias a la biología sintética, junto con el diseño de una estructura y una condición de uso que permite mantener al microorganismo parcialmente aislado del medio ambiente.
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TOXICIDAD. “La toxicidad del mercurio, radica principalmente en la avidez por grupos sulfhídrilos en tanto se une a las
proteínas modi�cándolas estructuralmente, sin embargo hay otros factores de riesgo para la célula, entre
ellos que es altamente lipofílico, por lo que se adhiere a las membranas celulares”.
(Comunicación personal, Dussán, 2010)
Todas las especies Hg son tóxicas
Elemental, vapor poco soluble en agua (0.08mg/l a 25°C) no precipita con la lluvia.
Mercurioso, CalomelSoluble
Mercúrico
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MINERIA E INDUSTRIA.
Consumo global de mercurio por minería artesanal y de pequeña escala. Modi�cado de la �gura 6.2 de Pirrone & Manson 2009.
“1. Medidas directas – usando una balanza para pesar las cantidades de mercurio utilizadas.2. Aplicar una relación de mercurio/oro, basado en el estilo de operación (concentrado por gravedad o toda la amalga-ma del oro) para estimar la producción de oro.3. Para obtener el número 2, se estima ela cantidad de mine-ros activos en minas y su promedio de producción.4. Entrevistar a los mineros y a los mercaderes de oro que comercian con mercurio.5.Datos o�ciales de comercio” (Pirrone & Manson 2009).
Cantidades de mercurio consumidas en ASGM Minería de Oro Artesanal y Pequeña Escala (Artisanal and Small Scale Gold Mining) puede ser determinado principalmente en cinco aspectos:
Consumo de mercurio por ASMG en el mundo
(Sandoval, 2011)
o tambien cuando el mercurio se encuentra bio-acumulado en animales utilizados para el consumo humano. Además de esto, existen tam-bién componentes de índole cultural, social y eco-nómico.
La tradición de las comunidades juega un papel importante a la hora de entender el proble-ma. Los mineros continúan realizando prácticas poco seguras en aras de conseguir sustento para sus familias y continuar con su legado, Comuni-
cación personal, Navarro, 2013. Es común para estas comunidades ignorar las buenas prácticas de se-guridad o desecharlas por completo al creer que las consecuencias de los riesgos tienen causas dis-tintas a la contaminación del agua. Esto está arrai-gado �rmemente en las creencias, y por ende, en las costumbres. Por otro lado, lo mineros artesa-nales se ven amenazados económicamente por
(Kocman et al. 2013)
Distribución global de sitios contaminados: minería
de oro artesanal y a pequeña escala. (ASGM) (adopted
from Telmer and Veiga(2009))(e).
Minería de oro artesanal y pequeña escala
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las compañías multinacionales que obtienen títulos mine-ros para explotar territorios que hacían parte del sustento de estas comunidades, haciendo que éstas se vean obliga-das al desplazamiento en busca de nuevas zonas de ex-tracción y sustento.
Finalmente, la contaminación de aguas por la mine-ría afecta social y económicamente a estas comunidades, que se ven obligadas a consumir aguas contaminadas con mercurio debido a la actividad antropogénica y a la bús-queda y al desplazamiento a nuevos espacios de extrac-ción, que a su ves puede generar más contaminación.
El uso de nuevas herramientas obtenidas desde la biología sintética hace posible que la contaminación con mercurio en fuentes hídricas ya sea debido a minería industrial, minería artesanal, entre otras, pueda ser medida gracias a la creación de partes biológicas modulares que pueden ser ensambladas en dispositivos fáciles de usar. La implementación de los mismos ayudaría a hacer evidente lectiva
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MINERIA ARTESANAL.
El mercurio en el aire tiene principalmente dos formas
químicas, la forma elemental y la forma divalente, las
cuales están en forma gaseosa y se unen a partículas en la
atmosfera. El mercurio es depositado en diferentes ambi-
entes como fuentes de agua por humedad o por
deposición seca. Química y disposición húmeda del mercu-
rio (reproducido de Lindqvist et al., 1991 tomado de
pirrone & Manson 2009)
La extracción aurífera artesanal de pequeña
escala contamina con mercurio ríos en alrede-
dor de 70 países en el mundo. Un resumen de
esta actividad es proporcionado por Telmer y
Veiga (2009) en donde se puede observar que
las actividades de extracción de oro artesanal,
en las que se utiliza mercurio en el proceso de
fusión, se encuentra en su mayoría en países en
desarrollo y países con economías en transición
(Sur América, especialmente en Amazonas,
China, sureste de Asia y algunos países de
África). También se hace alusión a que los min-
eros no son consientes de los riesgos sanitarios
conectado a estas actividades.
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DEFINICION.
Biosensores.Un bio sensor es un Microorganismo/molécula manipulado por sus
características especí�cas para producir una señal cuanti�cable como respuesta
al contacto con un agente físico o químico especí�co existente en el medio
Ventajas:Usos:
Desventajas:
BiotecnologíaMonitoreo ambientes Monitoreo de suelosBiomédicaFarmacología
Alta sensibilidadAlta SelectivosRespuesta rápidaBajo costo
Riesgos:En la creación, no tener en cuenta partes o dispositivos que puedan ser nocivos para el medio ambiente.
Vida corta de las célulasDi�cultad de transporte
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Resistencia a antibióticos
ori
P/O
arsR
vioA
colE1 ori
Sensor de arsénico
AmpR
CmR
ESTRUCTURA de un Biosensor.
Región promotoraoperadora, Sitio de unión al ribosoma, Gen regulador, Gen Reportero,Terminador.
Ejemplo sensor de arsénico
(Vargas, 2012)
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BIOSENSOR Salicilato y Naftaleno.
La �gura muestra el mapa físico del plásmido MCS: región múltiple
de clonaje TI: secuencias terminadoras de transcripción. gfp:
proteína verde �uorescente kmr: determinante de resistencia a
Kanamicina. B: Mapa detallano de la región MCS. Se muestran los
sitios de restricción y la orientación del mismo. Adaptado de(Miller
et al. 2000) tomado de Caicedo. 2007.
Diseño de un biosensor bacteriano por fusión génica para la detección de salicilato y naftaleno (Caicedo. 2007).
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IGEM.
iGEM (International Genetically Engineered Machine competition) es una competencia internacional de biología sintética, en la que estudiantes universitarios de
todo el mundo diseñan, construyen y operan un sistema biológico en un microorganismo genéticamente modi�cado. Con esto, pueden lograr funciones que no
se encuentran en la naturaleza como detectar contaminación o preparar alimentos más nutritivos. Con esto, se promueve el avance de la ciencia y la educación.
Competencia Internacional de Biología Sintética
(IGEM, 2012)
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IGEM de la universidad de Cambridge 2009
El grupo de IGEM de Cambridge 2009 ha creado un kit de partes que buscan facilitar el
diseño y construcción de biosensores para el futuro. Ellos caracterizaron exitosamente un
set de sistemas transcripcionales para calibrar el output de sintonizadores de sensibilidad .
Ellos también expresaron exitosamente un espectro de pigmentos en E. coli, diseñando un
set de generadores de color (IGEM Cambridge, 2009).
IGEM Cambridge, 2009)
IGEM Cambridge, 2009)
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IGEM COLOMBIA 2012.
Un grupo interdisciplinario de estudiantes
universitarios que juntos conformamos el único
equipo que representa a Colombia en iGEM 2012.
Desde el 2011 iGEM Colombia ha demostrado el nivel
cientí�co colombiano y ha dejado en alto el nombre
de nuestro país internacionalmente. El año pasado
fuimos los ganadores de Latinoamérica!!!.
(IGEM Colombia, 2012) (IGEM Colombia, 2012)
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IGEM BUENOS AIRES 2013.
El proyecto se enfocó en desarrollar un biosensor
especí�co para aguas, pero con un acercamiento
escalable y modular. Este enfoque quería facilitar la
adaptación de la respuesta para la detección de
diversas sustancias. El proyecto se centra en la
detección de un contaminante primario: arsénico.
Sin embargo por su diseño modular y escalable
podría proporcionar un manera fácil de medir
otros contaminantes como el plomo, hidrocarbu-
ros entre otros. Consientes que la mayor parte de la
población afectada no tiene formación cientí�ca
buscan que su diseño sea aplicable siendo barato
y de fácil distribución (IGEM Buenos Aires, 2013). (IGEM Buenos Aires, 2013)
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IGEM COLOMBIA 2013.
Chimi es una levadura especial con el con la
capacidad de saber si un animal está
estresado o no. Cuando el animal está
tranquilo, Chimi toma su forma amarilla y
calmada, pero si siente que un animal está
estresado, ¡cambia su color a un rojo intenso
para alertar a las personas!
El objetivo de este proyecto fue crear un sensor de
estrés que pueda detectar si una mascota está
estresada. Para esto, se utilizó una levadura, un
microorganismo inocuo comúnmente usado para
hacer pan y cerveza, al cual se le brindó carac-
terísticas de otros organismos que en conjunto
podrán detectar hormonas relacionadas con el
estrés en animales.
Los animales estresados se comportan muy diferente a
los animales que llevan una vida tranquila, pues pueden
ser más propensos a ser agresivos, desarrollar una enfer-
medad, ser infértiles y perder el cabello o el apetito.
Asimismo, en los animales de granja puede disminuir la
calidad de la carne y la cantidad de leche debido al estrés.
Es importante saber si algo está estresando a una masco-
ta o un animal de granja para asegurarse que viva una
vida plena y sana. (IGEM colombia, 2013)
(IGEM Colombia, 2013)
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PLASMIDO.Material genético extracromosomal con o sin regulación independiente de hos-pedero. Puede tener una o varias copias con sitio de replicación propio.
Mapa genético de el plásmido pUM505 de P. aeruginosa. Tomado de Ramirez Diaz, et al. 2011.
(Ramírez-Diaz et al 2011)
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OPERON.Sistema de regulación molecular de la expresión génica, el cual esta formado por un grupo de genes que pueden regular su propia expresión por una dosis génica, gracias a la interacción entre las proteínas codi�cadas por sus genes y un sustrato del medio.
Genes reguladores
Genes inductores posi-tivos y negativos
Secuencias de reconoci-miento
Genes estructurales Elementos de control del operón lactosa y su expresión dependiendo de la disponibilidad del sustrato (wikimedia, 2004).
Genes operon de mercurio.
GEN.Unidad mínima codi�cante para una macromolécula (proteína, ARNm, SRN y ARNt) con una función.
Regulación
Transporte merA: CitoplasmaCodica, reductasa del ion Mercurio
merB:Citoplasma.Codi�ca, organomercurial liasa
merG: Priplasma.Proteína de resistencia a fenil mercurio
merE:Proteína internaproteina de transporte de metil mercurio
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merR: Citoplasma Regulador positivo y negativo de los genes estructurales.Regulador negativo de si misma. Codi�ca, proteína reguladora
merD (gram(-)):Citoplasma Codi�ca, proteína reguladora
merT: Integral de membrana (interna). Esencial para la resisten-cia.Codi�ca, proteína de transporte del ion mercurio
merP:Periplasma. Esencial para la resistencia. Codi�ca, proteína de unión al ion mercurio
merC: Membrana internaCodi�ca, proteína tranasportadorea del ion mercurio
merF:PeriplasmaCodi�ca, proteína de transporte del ion mercurio
Genes operon de mercurio.
Resistencia a antibióticos
oripUC
P/OmerRmerP
merT
merE
merC
merG
vioA
colE1 ori
Sensor de Mercurio
KanR
CmR
Biosensor de mercurio.
Gen de proteína reguladora
Región promotora/operadora
Gen de proteína de unión de iones mercurio periplásmatico
Gen de proteína transpor-tadora de iones mercurio
Gen de proteína transportadora de iones mercurio
Gen de proteína transportadora de Metilmercurio
Gen de proteína de resistencia a Fenilmercurio
Marcador de selección; Gen de resis-tencia a kanamicina
Marcador de selección; Gen deresistenciaa Cloranfenicol
Gen reportero violaceina (color visible al ojo humano violeta) Origen de replicación (pUC)
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MerC
MerT
MerE
MerP
MerG
merRO/P
merTmerP merC merE merG vioA
Mercurioen el agua
Mecanismo de acción.
MerR
Activación
Color violeta
Periplasma
Citoplasma
Célula(bacteria)
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35
Función de la estructura.
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Bacteria bio-sensor
Estructura/contenedor
Mercurio
Medio ambiente
El mercurio puede entrar
Genera
La bacteria no puede salir
Color violeta
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Funcionabilidad
Public Lab.
Es una comunidad donde se puede aprender a
investigar los problemas ambientales. Utilizando
técnicas de Do It Yourself (DIY) de bajo costo, se
busca cambiar la forma de ver el mundo en
términos ambientales, sociales y políticos.
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¡Para la investigación del ambiente
con bajos costos!
(Public lab, s.f.)
¡Con objetos de uso
sencillo y fáciles de
entender!
39(Public lab, s.f.)
¡Con instrucciones sencillas con explicaciones gra�cas !
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(Public lab, s.f.) (Public lab, s.f.)
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Encapsulación e inmovilización de la proteína capa-S de Lysinibacillus sphaericus CBAM5 en una matriz de alginato para la adsorción de cromo.
Se ha encontrado que tanto la proteína de capa S como la biomasa de
Lysiniacillus sp. tienen la capacidad de acumular diferentes metales pesados.
Uno de los metales pesados, cromo(VI), es reconocido como una especie
altamente tóxica. En este estudio, se determinó la adsorción de Cr en la
proteína capa-S de Lysinibacillus sphaericus CBAM5. Para mejorar la estabili-
dad y la e�ciencia, la proteína capa-S se inmovilizó por atrapamiento en una
matriz de alginato, con la intención de comparar la e�ciencia de la proteína
inmovilizada contra la biomasa viva. La proteína capa-S inmovilizada mostró
un porcentaje de adsorción del 44.33% del total de cromo (200ppm) en la
muestra, mientras que los demás tratamientos sin inmovilizar tuvieron una
adsorción menor al 30%. En conclusión la proteína capa-S puede consider-
arse como uno de los mecanismos mas importantes en la acumulación de
metales pesados y su actividad biológica puede ser mejorada mediante la
inmovilización en matrices de alginato (vargas & Dussán, 2012).
Cromo removido
Alginato CBAM5 CBAM5IMMO
S-layerCBAM5
S-layerCBAM5IMMO
S-layerCBAM5
Recristalizada
Lysinibacillus sin
S-layer
% A
dsor
ción
cro
mo
Tratamientos
La �gura muestra el porcentaje de adsorción
(remoción de cromo) en los diferentes
tratamientos representados por colores, rojo:
proteína capa-S con tratamientos de proteí-
na capa-S libre (S-layer CBAM5), inmovi-
lización de proteína capa-S (S-layer CBAM5
IMMO), y proteína capa-S recristalizada libre
(S-layer CBAM5 Recrystallized); en azul:
Lysinibacillus con tratamientos de células
libre de Lysinibacillus sphaericus CBAM5
(CBAM5), células inmovilizadas de Lysinibacil-
lus sphaericus CBAM5 (CBAM5 IMMO) y
células libres de Lysinibacillus que no tienen
capa-S (Lysinibacillus without S-layer); en
negro: solo alginato (Vargas & Dussán, 2012).
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Lattice Ball
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¡Permite la fácil entrada del con-
taminante o sustrato a analizar!
Núcleo
Fibra de vidrioPLA
PLA
Membrana Membrana
Lattice Ball es un producto descontaminante creado para funcionar como una novedosa
matriz de inmovilización de microorganismos que puedan descontaminar aguas con
diferentes metales pesados, fenol entre otros. Su nombre se debe a su forma y estructura la
cual consiste en una rejilla cuadrada que emula a la forma de la proteína capa S, la cual es una
estructura a la que se le ha encontrado propiedades adsorbentes en el proceso de
bioremediación.
Vista Frente
Vista superior
vista lateral IZQ
4 cm
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¡Que la comunidad adapte
el contenedor a su diario
vivir!
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Oro Verde.
“Oro Verde es una iniciativa creada por
y para las familias mineras de Chocó,
Colombia que heredaron las técnicas
artesanales de minería artesanal que
aseguran el uso sostenible de los recur-
sos naturales de su casa, la selva
tropical de Chocó, uno de los ecosiste-
mas más exuberantes y biodiversos del
planeta”. (OroVerde, s.f.)
10
(OroVerde, s.f.)
46
11
(Lineros, s.f.)
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Alginato de calcio.
A B
DC
Fotografías de SEM. a) & b)
cápsula de inmovilización con
Lysinibacillus sphaericus CBAM5,
c) & d) cápsula de inmovilización
con proteína capa-S. (Vargas &
Dussán 2012)
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Partícula de madera.
Inmovilización de un consorcio de
bacterias nitri�cadoras en partícu-
las de madera para bio aumentar la
nitri�cación en sistemas de cultivo
de camarón. La imagen muestra
una Micrografía electrónica de
barrido de partículas de madera
desligni�cadas.(Manju , et al. 2009)
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Caldo, agar bacteriano.
Sustratos nutritivos en los que
pueden crecer algunas bacteri-
as. El caldo es un medio líquido
con una carga nutritiva que
permite el apropiado
crecimiento bacteriano. Así
mismo, el Agar es una gelatina
vegetal o una matriz sólida que
puede ser usada para el
crecimiento bacteriano.
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(Anónimo2, s.f.)(Anónimo1, s.f.)
Es una membrana con un tamaño de poro
especial que selecciona por tamaño
moléculas relativamente grandes respecto
a moléculas pequeñas. Dependiendo del
tamaño de poro podemos hablar de
micro-poros, aquellos que seleccionan las
moléculas por su tamaño en micras y nano
poros que seleccionan la molécula por
nanómetros como lo hace la membrana
celular.
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Bolsa de diálisis.
(Anónimo3, s.f.)
PETG (polietilentereftalato glicol) es un
copoliéster, que se usa para diversos fnes,
como aplicaciones publicitarias, envases
para utensilios médicos, pantallas protec-
toras, entre muchos otros. Una de las
características importantes es la capacidad
de ser termo-formado respecto a un molde
inicial.
PETG.
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(Anónimo4, s.f.)
Materiales seleccionados -
Medio: caldo nutritivo, con la bacteria E. coli con el plásmido
Biosensor electroporado.
Membrana de diálisis, por su porosidad permite seleccionar diferentes moléculas
por tamaño, en este caso el Mercurio es un metal, molécula muy pequeña que puede
atravesar la membrana mientas que las bacterias tienen un tamaño superior
que no le permite salir del contenedor.
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PETG co poliéster resistente, termo-formable y económico.
Materiales del contenedor copoliéster de polie-tilentereftalato glicol
Medio Caldo nutritivo, con la bacte-ria E. coli con el plásmido Biosensor
de mercurio electroporado.
Membrana de diálisis, por su porosidad permite seleccionar diferentes moléculas
por tamaño, en este caso el Mercurio es un metal; molécula muy pequeña que puede
atravesar la membrana mientas que las bacterias tienen un tamaño muy superior
que no le permite salir del contenedor.
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Caucho-tapón
para inyectar el
agua contaminada
Plástico
transparente
Bolsa de diálisis
55
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Pozos en donde va la bacte-
ria con le biosensor en
medio de cultivo
Membrana de diálisis
para sellar los pozos y
aislar las bacterias.
Pozos
6
5
4
3
2
1
Brazo para poder sostener la placa y
sumergir los pozos en el agua para
realizar la medición
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Cada pozo tendrá una concentraciones de
bacteria diferentes que va en gradiente. La
diferencia en color se encontraría por el
gradiente de concentración bacteriana
disminuyendo en concentración del pozo
1 al 6 en donde el pozo 1 podrá detectar
cantidades ín�mas de mercurio por la
gran cantidad de bacterias biosensoras
mientras el pozo 6 al tener menor
cantidad de bacterias necesitara una gran
concentración de mercurio para reaccio-
nar. El número de pozos puede variar
dependiendo de la curva de calibración
que se debe realizar en el laboratorio
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59
60
Contenedor del biosensor
Vista lateral derechaVista frontal
Vista superior
220 mm
120 mm
65 mm
15 mm
Biosensor
Contenedor del biosensor Contenedor del biosensor
Vista lateral derechaVista frontal
Vista superior
220 mm
120 mm
65 mm
10 mm
Biosensor
61
20 mm
Medio: caldo nutritivo, con la bacteria E. coli con el plásmido
Biosensor electroporado.
Materiales del contenedor copoliéster de polie-
-
tilentereftalato glico
-
Membrana de diálisis, por su porosidad permite seleccionar diferentes
moléculas por tamaño
Materiales del contenedor copoliéster de polie-tilentereftalato glicol
Medio Caldo nutritivo, con la bacte-ria E. coli con el plásmido Biosensor
de mercurio electroporado.
Membrana de diálisis, por su porosidad permite seleccionar diferentes moléculas
por tamaño, en este caso el Mercurio es un metal; molécula muy pequeña que puede
atravesar la membrana mientas que las bacterias tienen un tamaño muy superior
que no le permite salir del contenedor.
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MANUAL: Modo de uso
Observe atentamente las instrucciones
Deje esperando aproximada-mente por 10 minutos.
Los pozos cambian a color violeta. Entre mas intenso sea el color mayor concentración de mercurio habrá en el agua. Vea la tabla de calibración al respaldo.
Llene un vaso de agua que sospecha esta contaminada con mercurio
Coloque el detector de mercurio dentro del agua
1 2 3
4 5
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Mayor concentración de
mercurio
Entre mayor sea el número de pozos que
se tornen a color morado mayor será la concentración de
mercurio.
MANUAL: Modo de uso
La escala de medición se realiza haciendo una
curva de calibración, con la cual se puede
conocer cuanto mercurio hay a cierta
intensidad de color violeta respecto a una
concentración bacteriana. Siguiendo esta idea,
es posible colocar diferentes concentraciones de
bacteria para estimar concentraciones bajas y
altas de mercurio. Para la disposición, recicle y
devuelva al proveedor. Por la forma en que se ha
construido la estructura para el biosensor, si por
alguna razón el biosensor con su estructura es
desechado de forma no eco amigable, al tener
una cantidad de sustrato limitada la bacteria
biosensora no podría sobrevivir.
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Instrucciones
1 2 3Coloque el detector
en Agua.Espere 10 minutos Si hay cambio a color violeta, el color le indi-
cara que hay mercurio en el agua.
Instrucciones
65
La
66
67
(Sandoval, 2011) (Sandoval, 2011)
(Sandoval, 2011)(Sandoval, 2011)
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ActoresLos actores no tienen una relación directa
entre ellos ni tampoco una organización
formal o estructura para comunicarse. La
mayoría de esos actores se comportan como
entes independientes y tienen sus propias
jerarquías de trabajo. Uno de los puntos de
interés de todos los actores es la búsqueda o
generación de una mejor calidad de vida y
obtener mayores oportunidades de progreso
(Del Corral, 2003). Sin embargo los grandes
mineros y el gobierno generan relaciones
intimas para obtener terrenos de extracción
(comunicación personal Cárdenas, 2013).
ACTORES /ANALISIS.
Academia
Fuerzas armadas
Federaciones o agremiaciones de mineros
Iglesia
Grupos políticos
Corporaciones autónomas
ONGs
Fundaciones mineras
Comunidad
Estado Sector privado
PROBLEMAS:
OPORTUNIDADES:
Los mineros artesanales tienen poco reconocimiento, visibilidad y participación social.
Las industrias multinacionales son una gran competencia que hacen uso de terrenos que antes eran usados para minería artesanal.
Los mineros artesanales desconocen la contaminación de mercurio en las aguas que tienen para consumo humano.
El estado no promueve las prácticas de minería artesanal.
La información de la contaminación real, generada por diferentes industrias en las aguas de con-sumo para la comunidad minera, es inasequible.
La información que se reporta se obtiene gracias a las investigaciones del Corral. 2003
Aprovechar el conocimiento tradicional que tienen los mineros para generar nuevas formas de extracción aurífera.
Evidenciar cómo la minería artesanal puede convertirse en una oportunidad de desarrollo sos-tenible para una comunidad.
Generar visibilidad a la comunidad para el estado, la sociedad y los extranjeros.
Aprovechar que la comunidad tiene un tamaño relativamente pequeño para poder fomentar los componentes culturales y sociales.
Dar a conocer si la comunidad consume o no aguas contaminadas con mercurio, para generar un llamado de atención al estado, organizaciones interesadas y a la comunidad misma.
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Principal referencia: del Corral. 2003
IDEAS (INSIGHTS):
NECESIDADES:
TEMAS :
Comunidad excluida socialmente, incluso marginada por su labor y el imaginario de generar gran cantidad de contaminación
Conocimiento tradicional a divulgar
Minería informal sin políticas claras
Estado interesado en la contaminación por mercurio
Contaminación ambiental
Biosensores
Minería artesanal
Educación
Mostrar que la contaminación con mercurio no es un mito.
Reconocimiento a las prácticas tradicionales de minería
Desarrollo y apoyo local
Acceso a sistemas modernos de comunicación
70
71
AGUA METALIZADA
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"Agua Metalizada" se re�ere a la belleza y
riqueza encontrada en los ríos colombianos,
sin dejar de lado la cruda realidad, donde el a
agua, un recurso natural fundamental se
convierte en un recurso no consumible,
opacado por la extracción aurífera que tiene
como consecuencia la liberación de mercurio
el cual es un metal tóxico en el agua.
(Sandoval, 2011)
BIOSEGURIDAD POPULAR
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Por agua "Bioseguridad Popular" se entiende
la interacción de los mineros artesanales y las
comunidades aledañas con los diferentes
contaminantes consecuencia de las labores
de extracción minera. Teniendo en cuenta
que los problemas y los contaminantes no
están solo en la fuente próxima mas obvia,
sino, también, en la búsqueda de soluciones
a los problemas de contaminación, ya que
muchas veces intentos de descontaminación
dejan residuos secundarios aun mas
peligrosos o como se dice coloquialmente “la
cura es peor que la enfermedad”
ARTETRADICIONAL
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La minería artesanal es un o�cio que se lleva
generación tras generación, en donde la
forma de trabajo y las técnicas de extracción
se heredan en un legado familiar que se ha
mantenido vivo a través de los años. El
concepto de "Arte Tradicional", tiene en
cuenta este proceso ancestral como una de
las riquezas culturales existentes en la
comunidad de mineros, una forma de
trabajo que debe ser conservada y
protegida sin dejar de lado que también
tiene que ser aliada a las nuevas tecnologías
para lograr una minería más eco-amigable.
(Sandoval, 2011)
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con la
COMUNIDAD DE MINEROS ARTESANALES
Academia
Mineros
Empresas estatales
Iglesia
Grupos políticos
Corporaciones autónomas
ONGs
Fundaciones mineras Comunidad
Estado Sector
privado
Dar a conocer si la comunidad consume o no aguas contamina-das con mercurio, para generar un llamado de atención al estado, organizaciones interesadas y a la comunidad misma.
Mostrar que la contaminación con mercurio no es un mito.
Los mineros artesanales desconocen la contaminación de mercurio en las aguas que tienen para consumo humano.
con la
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Comunidad
Fundación: Entidad
imparcial
Estructura/Contenedor
EntidadTransporte
Bio-sensor
Recuperar el residuo solido plástico de los
empaques para pastillas de diferen-
tes industrias farma-céuticas, para fabri-
car el contenedor del bio sensor.
Entrega y concienti-za a la comunidad, para el uso del biosensor.
Rio Mío
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Disposición del biosensor
Se busca generar lugares en donde
sea posible desechar la estructura para poder reciclarla.
30 6 13 20 27
4 11 18 25
8 15 22 29
1
CRONOGRAMA. AGOSTOSEPTIEMBRE
OCTUBRE
NOVIEMBRE
Presentación del documento inicial: Idea-Objetivos-
Desarrollo de la investigación (cronograma - Presupuesto)
Estado del avance – recomendaciones:
De�nir bioseguridad del Biosensor usos Comunidad.
Desarrollo:Modo de uso seguro de un
biosensor en una comunidad.
Septiembre18Entrega – De�nición de
entregables:
Modo de uso, producto de manipulación para la
comunidad.
Proyecto �nal: Desarrollo – Materiales de construcción. .
Estado del Avance: Manual de uso del producto.
Entrega del Documento:Entrega de jurados al comité
académico Octubre 22
Prueba piloto de un biosensor en una comunidad similar, si
posible realizarla.
Sustentación: Entrega de materiales para
exhibición
Noviembre 18 al 30, sustentaciones revisión �nal
Desarrollo:Modo de uso seguro de un
biosensor en una comunidad.
Finalización del proyecto.Noviembre 5 avance del
proyecto
Entrega �nal.Noviembre 12 entrega material
volaran
78
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Agradecimientos especiales: Andrés Burbano
Miguel Navarro
David de los Reyes
Juan Cárdenas
Fernando Sandoval
Agradecimientos:Agradezco a mi familia, a los que me acompañaron en este proceso, a mis amigos y compañeros que siempre fueron una fuerza de apoyo.
Bogota - 21 de Noviembre del 2013
Diseño por Javier Vargas (VARG)
