Proyectos

Los microplásticos son partículas de plástico con un tamaño entre 0.1 μm y 5 mm, los cuales han recibido una amplia atención debido a sus posibles efectos sobre los organismos vivos, la contaminación de los ecosistemas, la baja tasa de reciclaje, su fácil transporte y su interacción con contaminantes orgánicos e inorgánicos. Los microplásticos son considerados contaminantes emergentes, pues, sus efectos sobre los organismos aún no han sido totalmente descritos. Sin embargo, se ha demostrado que los diversos aditivos que poseen los plásticos (por ejemplo, bisfenoles, ftalatos, irganox) afectan negativamente a diversos organismos, con potenciales efectos adversos para la salud humana. Por otra parte, a medida que los microplásticos sufren el proceso de envejecimiento o degradación por efecto de las condiciones ambientales, estos poseen una mayor área superficial y reactividad, lo que promueve su interacción con otros contaminantes inorgánicos (por ejemplo, metales pesados) y orgánicos (por ejemplo, hidrocarburos policíclicos aromáticos). Por lo tanto, los microplásticos poseen diversos riesgos para los organismos que no se conocen a profundidad, lo que requiere un mayor esfuerzo investigativo a nivel mundial. Si bien la problemática de la contaminación por microplásticos es de conocimiento público, su estudio se ha enfocado en los ecosistemas marinos, específicamente en el agua, arena de playa en la línea costera y diversos organismos, con poco esfuerzo de muestreo en otras matrices ambientales como los suelos, aguas continentales y la atmósfera. Esta última es de gran importancia ya que, debido al bajo tamaño y densidad del microplástico, este puede ser resuspendido en la columna de aire, siendo fácilmente transportado desde el suelo a la atmósfera y siendo expuestos a los organismos vivos. Es por esto que el material particulado proveniente de eventos de deposición húmeda y seca es considerado como un gran aporte de microplásticos en sistemas terrestres y acuáticos, lo que es de gran relevancia cuando se considera la interacción del microplástico con elementos potencialmente tóxicos como metales u otras moléculas orgánicas. Por lo tanto, la literatura reciente en el área de los microplásticos muestra un incremento en las investigaciones del microplástico atmosférico, pues, es este el que finalmente es inhalado directamente por los seres vivos. En Chile, a pesar de ser el país en América Latina que más genera plásticos de un solo uso, y que además posee comunas ubicadas entre las 10 ciudades más contaminadas de dicha región, los estudios sobre microplásticos son escasos. Cabe destacar que esta categorización está asociada a la calidad del aire, por lo que la presencia del material particulado es un problema significativo. En este contexto, no existen estudios publicados a nivel nacional que evalúen el microplástico atmosférico, por lo que tampoco existe evidencia sobre la interacción entre dicho plástico y otros contaminantes. Esto aplica para la Región de O’Higgins, la cual, al ser una región minera y agrícola, es esperable que presente microplásticos en el material particulado, con la posible interacción con elementos potencialmente tóxicos, especialmente en los asentamientos con mayor densidad poblacional y desarrollo. Por lo tanto, la presente propuesta busca evaluar la ocurrencia y características de microplásticos presentes en el material particulado en una zona urbana y periurbana de la Región de O’Higgins, considerando su interacción con elementos potencialmente tóxicos, la estacionalidad y los eventos de deposición húmeda y seca. Para esto se integrarán disciplinas cómo el estudio de la meteorología, la química analítica y la contaminación ambiental. Se colectará y analizará el material particulado de forma mensual cada dos meses durante un año, esto para detectar, cuantificar e identificar los microplásticos presentes debido a eventos de deposición húmeda y seca. Se instalarán colectores pasivos de material particulado en las inmediaciones de la Universidad de O’Higgins (Campus Rancagua, Campus Colchagua, Estación Experimental Choapinos, Chapetón). Las partículas de microplásticos serán analizadas mediante espectroscopia FT-IR/ATR y/o con detector FPA. Posterior a la identificación de los tipos de polímeros, las partículas se analizarán con el microscopio de barrido para evaluar la presencia de metales en la superficie del microplástico. Además, se realizará una extracción con solventes para el análisis de hidrocarburos policíclicos aromáticos y bisfenoles policlorados presentes en el microplástico mediante un GC-MS. Finalmente, se realizarán diversos modelos para detectar los mejores predictores meteorológicos y poblacionales para predecir la deposición del microplástico en el material particulado por efecto de la deposición húmeda y seca. Se espera someter un artículo científico con los resultados de este proyecto para el último año de ejecución, y además se busca que este proyecto fortalezca el estudio de los microplásticos en la Universidad de O’Higgins, siendo soporte significativo para futuras postulaciones en equipamiento especializado e investigaciones de gran novedad internacional. Por último, este proyecto sentará las bases para una futura investigación que evalúe de forma directa e indirecta los efectos del microplástico en la salud humana de las comunidades de la Región de O’Higgins.

Calidad de agua en una cuenca de alta montaña afectada por la degradación de la criosfera

Estudio de las variables mas relevantes que generan diferencias productivas en lechones desde el nacimiento al destete en sistemas de producción intensiva

la presente propuesta tiene como objetivo crear una red internacional entre la Universidad de O’Higgins, la Universidad de Chile y la Universidad de Maryland, con un enfoque interdisciplinar, es decir integrando las disciplinas de las ciencias agronómicas, ciencias naturales y las ciencias sociales para abordar desafíos relacionados con la adaptación de los sistemas agrícolas costeros y servicios ecosistémicos de suelos a los efectos de la intrusión marina. La red de colaboración, a desplegar en Pichilemu y Maullín, permitirá robustecer y abordar esta temática en Chile, y así contribuir al desarrollo de soluciones en la materia con alcances a nivel nacional.

La presente propuesta busca generar un proceso de evaluación rápida de los efectos post-incendio a diferentes escalas, para la toma de decisiones informadas entre la academia y actores involucrados en la gestión preventiva, mitigación y de recuperación desde el suelo hasta paisajes funcionales. Considerando que (i) no se cuenta con una sistematización de los impactos de los incendios en los ecosistemas forestales a corto plazo, (ii) existe una falta de conocimiento sobre el papel que desempeña el suelo en la respuesta de la vegetación frente a incendios de diversas intensidades y severidades, y (iii) se ha experimentado un aumento significativo en la investigación basada en sensores remotos debido a su alcance espacial y temporal, la presente propuesta consiste en la creación de un prototipo de evaluación multiescala para la toma de decisiones interdisciplinarias post-incendios forestales: recuperando los servicios ecosistémicos desde el suelo a paisajes multifuncionales. El producto obtenido como prototipo de solución será un proceso de levantamiento y validación de información que permita integrar el conocimiento científico-técnico a la toma de decisiones post-incendios. El proceso de construcción del prototipo busca generar las bases para impactar de manera positiva la planificación colaborativa, proactiva e informada de las acciones de evaluación temprana de los efectos de los incendios en los ecosistemas, para la prevención o mitigación de los riesgos asociados a la ocurrencia de incendios y prácticas de recuperación atendiendo dichas condiciones climáticas se hacen cada vez más evidentes.

La presente propuesta busca generar un proceso de evaluación rápida de los efectos post-incendio a diferentes escalas, para la toma de decisiones informadas entre la academia y actores involucrados en la gestión preventiva, mitigación y de recuperación desde el suelo hasta paisajes funcionales. Considerando que (i) no se cuenta con una sistematización de los impactos de los incendios en los ecosistemas forestales a corto plazo, (ii) existe una falta de conocimiento sobre el papel que desempeña el suelo en la respuesta de la vegetación frente a incendios de diversas intensidades y severidades, y (iii) se ha experimentado un aumento significativo en la investigación basada en sensores remotos debido a su alcance espacial y temporal, la presente propuesta consiste en la creación de un prototipo de evaluación multiescala para la toma de decisiones interdisciplinarias post-incendios forestales: recuperando los servicios ecosistémicos desde el suelo a paisajes multifuncionales. El producto obtenido como prototipo de solución será un proceso de levantamiento y validación de información que permita integrar el conocimiento científico-técnico a la toma de decisiones post-incendios. El proceso de construcción del prototipo busca generar las bases para impactar de manera positiva la planificación colaborativa, proactiva e informada de las acciones de evaluación temprana de los efectos de los incendios en los ecosistemas, para la prevención o mitigación de los riesgos asociados a la ocurrencia de incendios y prácticas de recuperación atendiendo dichas condiciones climáticas se hacen cada vez más evidentes.

Los ecosistemas costeros son ambientes altamente susceptibles a los efectos del cambio climático, para los cuales se proyecta a escala global un aumento en el nivel del mar de entre 0,5 y 1 m hacia el 2100. Una consecuencia importante del aumento del nivel del mar es la intrusión de agua salada, que se produce por el movimiento del agua de mar hacia los continentes. En Chile, el Ministerio del Medio Ambiente ha identificado las zonas más expuestas (por debajo de los 10 m s.n.m) a fenómenos asociados al aumento del nivel del mar y cambios en la cota de inundación en comunas de zonas costeras. Sin embargo, estos estudios no asocian la vulnerabilidad de dichos ecosistemas con fenómenos de intrusión salina. El aumento del nivel del mar y la entrada de agua salada a los continentes han demostrado afectar comunidades costeras, sistemas productivos como la agricultura, así como servicios ecosistémicos relacionados con estos. Dentro de estos últimos, se encuentra la capacidad de los suelos de proveer alimentos y de funcionar como un sumidero de carbono, y así mitigar los efectos del cambio climático. Contrario de los avances de conocimiento en la materia a nivel internacional, en Chile se desconocen estudios sistemáticos que evalúen los riesgos de intrusión marina y su relación con la agricultura y el desarrollo sostenible de zonas costeras en Chile. No obstante, estudios locales recientes destacan a las comunas de Pichilemu (región de O'Higgins) y Maullín (región de Los Lagos), como zonas vulnerables a inundaciones por el aumento del nivel del mar y que actualmente evidencian intrusión salina y afectación de suelos agrícolas. En este contexto, para abordar de manera integral el impacto de la intrusión marina en los territorios a nivel nacional, se requiere del desarrollo de la ciencia de resiliencia costera en Chile, así como de nuevas técnicas para identificar con éxito la vulnerabilidad de los paisajes costeros y sistemas agrícolas a la intrusión de agua salada, todo lo cual requiere la interacción de la academia y las comunidades locales, los agricultores y tomadores de decisiones. Consecuentemente, la presente propuesta tiene como objetivo crear una red internacional entre la Universidad de O’Higgins, la Universidad de Chile y la Universidad de Maryland, con un enfoque interdisciplinar, es decir integrando las disciplinas de las ciencias agronómicas, ciencias naturales y las ciencias sociales para abordar desafíos relacionados con la adaptación de los sistemas agrícolas costeros y servicios ecosistémicos de suelos a los efectos de la intrusión marina. La red de colaboración, a desplegar en Pichilemu y Maullín, permitirá robustecer y abordar esta temática en Chile, y así contribuir al desarrollo de soluciones en la materia con alcances a nivel nacional.

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Las micotoxinas son metabolitos producidos por algunos hongos del tipo Aspergillus, Penicillum o Fusarium, contaminantes habituales de alimentos que necesitan secado como granos, frutos secos y condimentos. Las micotoxinas son extremadamente tóxicas y afectan tanto a animales como humanos; las de mayor significancia son la ocratoxina A, aflatoxina, fumonisina, tricotecenos y zearalenona. En términos generales, las micotoxinas al ser ingeridas son absorbidas en el tracto gastrointestinal, metabolizadas en el hígado a través de reacciones de Fase I (oxidación) y Fase II (conjugación), y finalmente excretadas por orina y heces. El principal órgano afectado por la exposición a micotoxinas es el hígado, órgano central del metabolismo, incrementando el tamaño hepático, el estrés oxidativo y modificando los niveles de lisofosfatidilcolina, que puede aumentar la apoptosis a través de la producción de especies reactivas de oxígeno. Además, se ha descrito que algunas de las micotoxinas pueden tener efectos endocrinos, principalmente de tipo estrogénico. La zearalenona (ZEN) es una de las micotoxinas más importantes producidas por Fusarium spp. Los hongos del tipo Fusarium son uno de los más frecuentes encontrados en Chile, y se ve aumentada en condiciones de estrés hídrico. La ZEN es termoestable y no se degrada por el procesamiento. La ZEN es una fusariotoxina estrogénica, es decir se clasifica como un fitoestrógeno o como un micoestrógeno, ya que su estructura química es análoga a la de los estrógenos naturales. Esto permite su unión con los sitios receptores estrogénicos, lo que conduce a una estrogenicidad amplificada. Como resultado, la intoxicación por ZEN conduce con mayor frecuencia a disrupción endocrina y trastornos del sistema reproductivo. Los metabolitos hepáticos pueden tener aun mayor afinidad con los receptores estrogénicos; por ejemplo, el alfa-zearalenol (α-ZEL) es 60 veces más estrogénico que ZEN. Si bien en Chile se han realizado estudios de biomonitoreo de micotoxinas, no existe en la actualidad información sobre la exposición a ZEN y sus metabolitos especialmente en mujeres y sus posibles efectos como disruptores hormonales. En este contexto, existe una condición endocrinometabólica muy prevalente en la población chilena denominada “Síndrome de ovario poliquístico” (SOP), la cual se caracteriza por la presencia de un exceso de hormonas andrógenicas, irregularidad menstrual y morfología de ovarios poliquísticos. Además, las mujeres con SOP poseen un mayor riesgo de desarrollar alteraciones metabólicas como resistencia a la insulina, diabetes tipo 2, síndrome metabólico y enfermedad cardiovascular, impactando su calidad de vida. El estudio de la fisiopatología del SOP es desafiante ya que es una condición muy heterogénea, sin embargo, se ha descrito que el hiperandrogenismo, la disfunción ovulatoria, alteraciones en la pulsatilidad de la hormona liberadora de gonadotrofinas (GnRH) y la resistencia a la insulina, tienen un rol clave en el desarrollo de esta condición. Por otra parte, el exceso de andrógenos incrementa los niveles de insulina y reduce la producción de la globulina transportadora de hormonas sexuales (SHBG) en el hígado, lo que aumenta la circulación de testosterona bioactiva libre. Además, la hiperinsulinemia estimula la síntesis de andrógenos activando la vía de la esteroidogénesis e incrementa estados de inflamación y estrés oxidativo, debido a la disfunción mitocondrial, promoviendo el desarrollo de un círculo vicioso. Sin embargo, la contribución individual de estos factores puede variar entre las pacientes, dando cuenta de la heterogeneidad clínica que se observa en la clínica. Aunque en su etiología se han implicado factores genéticos y de estilo de vida, cada vez hay más pruebas de que la exposición a contaminantes ambientales, incluyendo los disruptores endocrinos, también pueden contribuir significativamente al desarrollo y la fisiopatología del SOP. En este contexto, el rol de las micotoxinas como disruptores endocrinos no ha sido estudiado extensamente en el contexto del SOP, y debido a posibles efectos acumulativos e interacciones sinérgicas entre estos contaminantes, se requiere evaluar su potencial impacto en la fisiopatología del SOP. En particular, se ha considerado que las micotoxinas con actividad estrogénica, como la zearalenona, podrían influir en el equilibrio hormonal de las mujeres y potencialmente contribuir al desarrollo o exacerbación del SOP. De esta manera, el objetivo general de esta propuesta es evaluar los niveles circulantes de ZEN y sus metabolitos como posibles factores de riesgo dietarios, y determinar su posible asociación con alteraciones endocrinometabólicas en mujeres chilenas con SOP. Este objetivo será abordado mediante un estudio clínico en mujeres chilenas y un estudio in vitro. La investigación propuesta aportará información valiosa y novedosa sobre cómo factores dietarios contribuyen al desarrollo y severidad del SOP, abriendo nuevas vías para la comprensión y manejo de esta condición. Finalmente, esta propuesta se enmarca dentro del objetivo de vincular el ICA3 y el Instituto de Ciencias de la Salud, contribuyendo al objetivo estratégico de la Universidad de consolidar los Institutos de Investigación mediante la colaboración estrecha e interdisciplinaria. Más aún, el estudio aportará con formación de estudiantes de ambos institutos, la divulgación y difusión de los resultados del proyecto.

The use of antimicrobials (AMU) in the salmon farming industry in Chile is concentrated in the sea fattening phase of the production cycle. In 2022, 91% of the AMU in fattening farms was for treatment of Piscirickettsia salmonis (Sernapesca, 2023), the main disease-causing pathogen affecting farmed salmon in Chile (Rozas and Enriquez, 2014). To control P. salmonis, a series of preventive strategies have been adopted. Nevertheless, the incidence of P. salmonis remains high; resulting in high mortality rates (Jakob et al., 2014) and extensive AMU. The use of antimicrobials is exacerbated by current management practices in salmon farms as well as a lack of standardization in treatment guidelines and practices between veterinarians and companies (e.g. treatment of all or selected cages, dosage, etc.), but also because of limited consolidation, communication and use of available AMU data. The aim of this project is to reduce antimicrobial consumption in salmon farming in Los Lagos and Aysen regions where P. salmonis is a challenge and improve science-based governance of AMU in the salmon farming sector through a surveillance, alert and response system (SVARS). The project will be implemented in two phases. Phase one will focus on increasing the knowledge of AMU drivers by developing a catalog of practices and factors that impact the use of antimicrobials and conduct a cost-effectiveness analysis to assess the more cost efficient alternative methods to AMU practices. The catalog will be compiled in a format that can be used to implement improvements on high AMU farms. Different AMU metrics will be reviewed and selected to differentiate farms with low, medium and high AMU. In addition, the legislative requirements to develop and sustain a surveillance, alert and response system (SVARS) to reduce AMU in Chilean salmon farming will be reviewed. Finally, the infrastructural and operational requirements for the platform will be assessed and the design of the platform will be completed, integrating geospatial and health information. In phase two, the SVARS will categorize the farms based on their AMU levels. The high use farms will be recruited to a Randomized Controlled Trial where intervention farms will implement practices and methods from the catalog created in phase one to reduce AMU. The outcomes and the effectiveness of the SVARS will be quantitatively and qualitatively assessed. Finally, results and outcomes of establishing and implementing the SVARS will be shared with relevant stakeholders in Chile, to low-and middle-income countries in the region and beyond, e.g. through workshops and education training programs in order to disseminate the results.