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Bio sensor bio seguridad popular

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EL BIOSENSOR MUESTRA SI HAY PRESENCIA DE

MERCURIO, MIENTRAS LA ESTRUCTURA QUE LO

CONTIENE MANTIENE LA BIOSEGURIDAD.

(4)
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(6)

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 reflejados 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.

(7)

1. Introducción.

Objetivos.

Descripción del proyecto.

2. El mercurio.

3. Diseño del biosensor.

Referentes Visuales de biosensores.

Biosensor de mercurio.

8

12

14

15

20

23

30

35

37

47

54

60

4. Diseño de la estructura.

Referentes de Funcionabilidad.

Materiales de interés.

Prototipos.

Estructura.

(8)

5. La comunidad.

Actores.

Análisis.

Conceptos.

Interacciones.

6. Cronograma.

7. Bibliografía.

66

68

69

71

75

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79

(9)

INTRODUCCION.

La contaminación de fuentes hídricas por efluentes 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. Específicamente, 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 efluentes, 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,

(10)

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 firmemente en las creencias, y por ende, en

las costumbres. Por otro lado, lo mineros

artesa-nales se ven amenazados económicamente por

(11)

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

(12)

la realidad sobre la contaminación de las aguas ante las

comunidades que las consumen, generando una alerta

colectiva, afianzando 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 misorganis-mo,

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.

(13)

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 ).

(14)

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.

Específicos

(15)

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.

(16)
(17)

TOXICIDAD.

“La toxicidad del mercurio, radica principalmente en la avidez por grupos sulfhídrilos en tanto se une a las

proteínas modificándolas 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, Calomel

Soluble

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MINERIA E INDUSTRIA.

Consumo global de mercurio por minería artesanal y de pequeña

escala. Modificado de la figura 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 estiamalga-mar 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 oficiales 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

(19)

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 firmemente 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).

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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

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 fuambi-entes 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.

(21)
(22)

DEFINICION.

Biosensores.

Un bio sensor es un Microorganismo/molécula manipulado por sus

características específicas para producir una señal cuantificable como respuesta

al contacto con un agente físico o químico específico existente en el medio

Ventajas:

Usos:

Desventajas:

Biotecnología

Monitoreo ambientes

Monitoreo de suelos

Biomédica

Farmacología

Alta sensibilidad

Alta Selectivos

Respuesta rápida

Bajo costo

Riesgos:

En la creación, no tener en cuenta

partes o dispositivos que puedan ser

nocivos para el medio ambiente.

Vida corta de las células

(23)

Resistencia

a antibióticos

ori

P/O

arsR

vioA

colE1 ori

Sensor de

arsénico

AmpR

CmR

ESTRUCTURA

de un Biosensor.

Región promotora

operadora,

Sitio de unión al ribosoma,

Gen regulador,

Gen Reportero,

Terminador.

Ejemplo sensor de arsénico

(24)
(25)

BIOSENSOR

Salicilato y Naftaleno.

La figura muestra el mapa físico del plásmido MCS: región múltiple de clonaje TI: secuencias terminadoras de transcripción. gfp: proteína verde fluorescente 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

(26)

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 modificado. 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

(27)

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).

(28)

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 científico colombiano y ha dejado en alto el nombre de nuestro país internacionalmente. El año pasado fuimos los ganadores de Latinoamérica!!!.

(IGEM Colombia, 2012)

(29)

IGEM BUENOS AIRES 2013.

El proyecto se enfocó en desarrollar un biosensor específico 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 othidrocarbu-ros. Consientes que la mayor parte de la población afectada no tiene formación científica buscan que su diseño sea aplicable siendo barato

(30)

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)

(31)
(32)

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.

(33)

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 codificadas por sus genes y un sustrato

del medio.

Genes reguladores

Genes inductores

posi-tivos y negaposi-tivos

Secuencias de

reconoci-miento

Genes estructurales

Elementos de control del operón lactosa y su

expresión dependiendo de la disponibilidad del

(34)

Genes operon de mercurio.

GEN.

Unidad mínima codificante para una macromolécula (proteína, ARNm, SRN y

ARNt) con una función.

Regulación

Transporte

merA

:

Citoplasma

Codica, reductasa del ion Mercurio

merB:

Citoplasma.

Codifica, organomercurial liasa

merG:

Priplasma.

Proteína de resistencia a fenil mercurio

merE:

Proteína interna

proteina de transporte de metil mercurio

merR

:

Citoplasma

Regulador positivo y negativo de los genes estructurales.

Regulador negativo de si misma. Codifica, proteína reguladora

merD

(gram(-)):

Citoplasma

Codifica, proteína reguladora

merT:

Integral de membrana (interna). Esencial para la

resisten-cia.Codifica, proteína de transporte del ion mercurio

merP:

Periplasma. Esencial para la resistencia. Codifica, proteína

de unión al ion mercurio

merC:

Membrana interna

Codifica, proteína tranasportadorea del ion mercurio

merF:

Periplasma

(35)

Genes operon de mercurio.

Resistencia

a antibióticos

ori

pUC

P/O

merR

merP

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 deresistencia

a Cloranfenicol

Gen reportero

violaceina (color visible

al ojo humano violeta)

Origen de replicación (pUC)

(36)

MerC

MerT

MerE

MerP

MerG

merR

O/P

merP

merT

merC merE merG vioA

Mercurio

en el

agua

Mecanismo de acción.

MerR

Activación

Color violeta

Periplasma

Citoplasma

Célula(bacteria)

(37)
(38)

Función de la estructura.

Bacteria bio-sensor

Estructura/contenedor

Mercurio

Medio

ambiente

El mercurio

puede entrar

Genera

La bacteria no

puede salir

Color

violeta

(39)
(40)

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.

¡Para la investigación del ambiente

con bajos costos!

(41)

¡Con objetos de uso

sencillo y fáciles de

entender!

(42)

¡Con instrucciones sencillas con explicaciones graficas !

(43)

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 eficiencia, la proteína capa-S se inmovilizó por atrapamiento en una matriz de alginato, con la intención de comparar la eficiencia 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

(44)

Cromo removido

Alginato CBAM5 CBAM5

IMMO CBAM5S-layer CBAM5S-layer IMMO S-layer CBAM5 Recristalizada Lysinibacillus sin S-layer

% Adsorción cromo

Tratamientos

La figura 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).

(45)

Lattice

(46)

¡Permite la fácil entrada del

con-taminante o sustrato a analizar!

Núcleo

Fibra de vidrio PLA

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

(47)

¡Que la comunidad adapte

el contenedor a su diario

vivir!

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

(48)

11

(49)
(50)

Alginato de calcio.

A

B

D

C

Fotografías de SEM. a) & b) cápsula de inmovilización con

Lysinibacillus sphaericus CBAM5, c) & d) cápsula de inmovilización con proteína capa-S. (Vargas & Dussán 2012)

(51)

Partícula de madera.

Inmovilización de un consorcio de bacterias nitrificadoras en partícu-las de madera para bio aumentar la nitrificación en sistemas de cultivo de camarón. La imagen muestra una Micrografía electrónica de barrido de partículas de madera deslignificadas.(Manju , et al. 2009)

(52)

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.

(Anónimo2, s.f.)

(53)

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.

Bolsa de diálisis.

(54)

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.

(55)

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.

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.

(56)
(57)

Caucho-tapón

para inyectar el

agua contaminada

Plástico

transparente

Bolsa de diálisis

(58)
(59)

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

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 ínfimas 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

(60)
(61)
(62)
(63)

Contenedor del biosensor

Vista lateral derecha

Vista frontal

Vista superior

220 mm

120 mm 65 mm

15 mm

Biosensor

Contenedor del biosensor

Contenedor del biosensor

Vista superior

220 mm

120 mm

65 mm

10 mm

Biosensor

(64)

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.

(65)

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

(66)

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.

(67)

Instrucciones

1

2

3

Coloque el detector

en Agua.

Espere 10 minutos

Si hay cambio a color violeta, el color le

indi-cara que hay mercurio en el agua.

(68)
(69)

(Sandoval, 2011) (Sandoval, 2011)

(Sandoval, 2011) (Sandoval, 2011)

(70)

Actores

Los 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

(71)

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.

(72)

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

(73)
(74)

AGUA

METALIZADA

"Agua Metalizada" se refiere 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.

(75)

BIOSEGURIDAD

POPULAR

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”

(76)

ARTE

TRADICIONAL

La minería artesanal es un oficio 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.

(77)
(78)

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.

(79)

Comunidad

Fundación:

Entidad

imparcial

Estructura/

Contenedor

Entidad

Transporte

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

Disposición

del biosensor

Se busca generar

lugares en donde

sea posible desechar

la estructura para

poder reciclarla.

(80)

30

6

13

20

27

4

11

18

25

8

15

22

29

1

CRONOGRAMA.

AGOSTO

SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE

Presentación del documento inicial: Idea-Objetivos- Desarrollo de la investigación

(cronograma - Presupuesto)

Estado del avance – recomendaciones: Definir bioseguridad del Biosensor usos Comunidad.

Desarrollo:

Modo de uso seguro de un biosensor en una comunidad.

Septiembre18

Entrega – Definición de entregables:

Modo de uso, producto de manipulación para la

comunidad.

Proyecto final: Desarrollo –

Materiales de construcción. . Estado del Avance: Manual de uso del producto. Entrega de jurados al comité Entrega del Documento: 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 final

Desarrollo:

Modo de uso seguro de un biosensor en una comunidad.

Finalización del proyecto.

Noviembre 5 avance del proyecto

Entrega final.

Noviembre 12 entrega material volaran

(81)

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(82)

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.

(83)

Referencias

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