Proyectos

Diseñar e implementar un >Laboratorio de Ecosistema de Humedales para el desarrollo y transferencia de herramientas biotecnológicas sustentables para la Regíon e O´Higgins, mediante monitoreo, extensión y educación

Diseñar e implementar un >Laboratorio de Ecosistema de Humedales para el desarrollo y transferencia de herramientas biotecnológicas sustentables para la Regíon e O´Higgins, mediante monitoreo, extensión y educación

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I+D+i para la gestión y manejo de los recursos hídricos, mejora de la calidad del agua, optimización y reutilización del agua de riego y su tecnificación

Las pérdidas de calidad de la fruta durante la post cosecha, es un problema global para la industria de la cereza. Estas son principalmente: perdida de firmeza, daños mecánicos, desórdenes fisiológicos, pudriciones por hongos y una mala apariencia del pedicelo. Estás pérdidas pueden ir de 15 a 30%. La deshidratación y el pardeamiento de la fruta durante el tránsito y comercialización afecta la apariencia, sobre todo la del pedicelo lo que disminuye la aceptación del consumidor. Adicionalmente, la pérdida de agua acelera la degradación de la clorofila perdiendo el pedicelo su color verde característico. Prolongar el periodo donde la fruta se encuentra en una calidad comercializable luego del tránsito a destino es muy importante para países que, como Chile, necesitan de largos períodos de tránsito para llegar a sus mercados. Estos períodos se han alargado por problemas logísticos de transporte como los asociados al COVID-19, en 2022, que en el caso Chileno pasaron de 35 a 50 días, causando pérdidas por más de USD 1.000 millones. Actualmente, la industria exportadora de la cereza utiliza una metodología estándar basada en la sanitización y aplicación de fungicida en la línea de procesamiento y en el control de la cadena de frío y humedad y de la razón CO2/O2 durante su transporte. Pese a toda la tecnología existente, aún se pierde 20 a 30% de fruta de alta calidad, estimado en unos USD 850 millones por temporada. Esta cifra aumenta al existir problemas logísticos en los puertos y aduanas de destino, arriesgando la rentabilidad anual de esta industria. Dar a la cereza una mejor vida en poscosecha, es un desafío mayor que requiere nuevas tecnologías de bajo costo. Basado en nuestra experiencia con inductores de NO para: la reducción de abscisión de frutos, el rompimiento de dormancia (1); la inducción de clorofila (2) y en resultados no publicados sobre el efecto del NO en la calidad de la cereza, se propone una formulación y un método de aplicación de inductores de NO en etapas claves del proceso y transporte de la cereza. En ensayos preliminares hemos observadoque tratamientos con el generador de NO, Sodio Nitroprusiato, se alcanza a aumentar el tiempo de la cereza de calidad hasta 40 días. Por lo que en esta propuesta nuestra hipótesis es que: La aplicación de Óxido Nítrico en la línea de procesamiento y/o transporte de la cereza de exportación a través de una formulación a base a Nitroprusiato de Sodio mejora su postcosecha prolongando el periodo de calidad comercializable de la fruta. Esperamos que cuando esta tecnología alcance un nivel de TRL9 tendrá como función crítica asegurar la calidad de las cerezas en periodos de transporte superiores a 40 días. En la 1° etapa se llegará a TRL6, optimizando dosis y formas de aplicación y comprobando resultados en destino. Esto se hará en especial durante el vaciado y desinfección de frutos en agua para que el NO difunda en la pulpa, active sus antioxidantes y permita la mantención del pedicelo verde, la reducción de pudriciones y otros parámetros como el pardeamiento en variedades bicolores.

Actualmente el control de Xac se basa en el manejo agronómico más el uso de cobre. Sin embargo, al igual que lo observado en otras bacterias como Pseudomonas syringae pv. syringae (en cerezo y otros vegetales) y X. a. pv. juglandis (en nogal), la pérdida de susceptibilidad a productos cúpricos es muy frecuente, obligando a aumentar dosis, con daño al ecosistema y exacerbando la selección de aislados bacterianos resistentes a este metal. Cabe destacar que ya se ha descrito cepas nacionales de Xac resistentes a cobre. Por lo tanto, para la producción del avellano es necesario fortalecer el Manejo Integrado Fitosanitario, que se basa en la eficiencia del diagnóstico, y en el desarrollo de nuevas herramientas de control. El proyecto implementará una estrategia de detección de la bacteria a través de LAMP en campo. Esta técnica es rápida, específica, sensible y se puede realizar en el huerto. Sumado, a la detección de genes asociados a resistencia a cobre. Adicionalmente, se implementará el uso de bacteriófagos como control biológico complementario al manejo tradicional. A través de la detección temprana con LAMP y el uso de bacteriófagos, se quiere promover una estrategia de control preventivo para evitar los problemas ya observados en otros cultivos como el nogal y el cerezo, donde la resistencia al cobre de las bacterias se ha transformado en un problema creciente, y con escasas soluciones viables que se sostengan en el tiempo. Los resultados que se obtendrán gracias al desarrollo de este proyecto, favorecerán una mayor calidad fitosanitaria del avellano en el país y una más alta y sostenida rentabilidad del cultivo a beneficio de viveristas y productores. Formulamos dos hipótesis: 1. La técnica LAMP permite la identificación específica de Xac y de cepas potencialmente resistentes a cobre, directamente en material vegetal en campo. 2. El uso de mezclas de bacteriófagos permite el control preventivo del tizón bacteriano del avellano europeo causado por Xac. El objetivo general de la propuesta es el paragua que permitirá validar o menos las hipótesis: Desarrollar la técnica LAMP para la detección en campo de Xac en avellano europeo y una estrategia de control biológico del Tizón Bacteriano por medio de una mezcla de bacteriófagos. Actualmente, no se cuenta con la técnica LAMP para la detección de Xac y menos para pesquisar resistencia a cobre de los aislados. Tampoco un desarrollo de estrategias de control de Xac basada en bacteriófagos, por lo que las perspectivas científicas y económicas de esta propuesta son relevantes.

In modern agriculture the production of fresh vegetables requires the use of pesticides to control pest and diseases during the vegetation period as pre- or post-harvest treatment. However, the improper use of pesticides due to overuse, harvesting before the Pre-Harvest Interval (PHI), can lead a high number of pesticides residues increasing the exposure and impacts on human health. Different scientific evidences and official data from the national surveillance shown that pesticides in Chile are not enough regulated and monitored for their import, registration, agricultural and domestic use. In addition, scientific papers have shown serious concerns due to presence of Highly Hazardous Pesticides (HHPs) in highly consumed fresh vegetables in Chile from farmers, food street markets and supermarkets mainly in the Metropolitan Region. Currently pesticide residues represent a national concern due to serious transgression of Chilean Maximum Residue Levels (MRLs) and number and concentrations of HHPs. The HHPs are acknowledged to present high levels of acute or chronic hazards to human health and environment under the criteria of the World Health Organization (WHO), the Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), the Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemical (GHS), and the international agreements or conventions (Rotterdam, Stockholm or Paris). There is a relevant need to support and provide to official authorities with novel and high-quality information of mitigation strategies for reducing the presence of HHPs residues in food. Also, the methodologies to obtain processing factors and to evaluate risk assessment are necessary for modify the current regulation to restrict or ban the authorization of HHPs in Chile. On another hand, non-thermal technologies for reducing pesticide residues appears as a suitable strategy to reduce the presence of pesticide residues in fresh food. Therefore, the main objective is to study the effect of nonthermal technologies on highly hazardous pesticides residues on fresh vegetables including their associated processing factors and risk assessment according the Maximum Residue Levels of pesticides in Chile. Two specific aims have been proposed; to determine the effects of non-thermal technologies on highly hazardous pesticides in fresh vegetables and their corresponding processing factors and maximum residue levels; to evaluate health risk assessment of highly hazardous pesticides according the processing factors and maximum residue levels. The method of extraction will be "quick, easy, cheap, effective, rugged and safe" QuEChERS for HHPs multiresidues according to the guideline SANTE 2017 provided by European Commission. The quantification for HHPs residues in leafy vegetables (lettuce and chard) and solanaceous vegetables (tomatoes and peppers) will be using Liquid and Gas Chromatography (HPLC-MS/MS and GC-MS/MS) based on the guideline SANTE 2017 provided by European Commission. Different parameters will be validated such as %RSD, uncertainty, limit of detection and quantification (LOD, LOQ). During the fourth year of project each season vegetables will be cultivated under good agricultural practices (GAP) in the Experimental Field Talagante at Universidad de Las Americas (UDLA). Twenty HHPs will be used for their high presence and transgression of the Maximum Residue Levels (MRLs) of Chile at the National Surveillance of Agricultural and Livestock Services (SAG) reported in the last five years. The applications will be set up at the field rate (FR) proposed in the labelling of the products and doble field rate (2FR) to emulate the overuse of pesticides by farmers with the purpose to have high levels of HHPs for the non-thermal technologies. The vegetables will be transported under refrigerated conditions (-4ºC) to the Laboratory of Chemistry at UDLA. The non-thermal technologies were selected for their novelty and promising results for reducing pesticides residues: Cold Plasma, UV light, ultrasound and ozone (O3) will be used at two concentrations each one by three replicates for each treatment/vegetable. Controls with or without HHPs will be used to compare. After use non-thermal technologies, the processing factors will be determinate for each vegetable/HHPs/non-thermal technology. The risk assessment will be evaluated through the estimated daily intake (EDI), the Hazard quotient (HQ) and the chronic hazard index (cHI) for each HHPs. The pesticide residue intake models will be setup using data by the average body of Chileans, age, gender, and a mixture of data from the model PRIMo V 3.1 which is used by the European Food safety Authority (EFSA). The results of this project should be used to increase the knowledge of non-thermal technologies to decrease the serious levels of HHps in the most consumed fresh vegetables of Chile, reduce the number of transgressions of the Chilean MRLs, and decrease the hazard of HHPs to human health. Likewise, to support the decision-making process of national authorities for the restriction or ban of Highly Hazardous Pesticides.

La agricultura es una de las principales actividades económicas de la Región de O’Higgins, con un PIB que alcanza al año 2021 el 12,8% de representación a nivel nacional. El éxito productivo regional depende en gran medida de las condiciones edafoclimáticas que preponderan en las zonas cultivables y/o aptas para la agricultura. Sin embargo, el actual escenario de cambio climático genera una alteración de estas variables climáticas, con cambios evidentes en la variabilidad de las precipitaciones, frecuencia e intensidad de los días cálidos y fríos, y eventos climáticos extremos (heladas, granizo, entre otros). Consecuentemente, el impacto del cambio climático ha modificado y seguirá transformando los sistemas de producción de diversos cultivos a nivel nacional y local, incluyendo el cambio de las zonas productivas. Esta nueva realidad climática requiere de la pronta generación de conocimiento y la capacidad de innovar y desarrollar tecnologías inteligentes para adaptar y asegurar la producción de alimentos. Aunque existe conocimiento de los posibles efectos del cambio climático sobre la agricultura, la literatura indica que la diversidad geográfica y climática de la producción agrícola no permite predecir con precisión los impactos locales del cambio climático en los diferentes cultivos. Por lo tanto, la mejor forma de reducir esta incertidumbre climática es a través del desarrollo de tecnología, el conocimiento y la innovación aplicada para adaptar y asegurar la producción de alimentos. De hecho, la Conferencia de las Partes de la Convención de Cambio Climático realizada en París (COP21), enfatiza la necesidad de avanzar hacia una “agricultura climáticamente inteligente”, es decir, una actividad que entre en sintonía con los cambios globales, con mínima huella ambiental, altamente eficiente en el uso de insumos, resiliente, productiva y sostenible. Este proyecto plantea la construcción de infraestructura climáticamente inteligente como la primera cámara de simulación climática regional, la cual permitirá determinar el impacto de diferentes escenarios de cambio climático en cultivos y variedades de importancia para los agricultores de la Región de O’Higgins de manera anticipada. Se busca responder las interrogantes asociadas a qué cultivos son más idóneos para las distintas zonas geográficas de la Región de O’Higgins, bajo condiciones extremas de temperatura, humedad ambiental y disponibilidad de agua, entre otros aspectos. Con la información generada se desarrollarán directrices tecnológicas y sistemas de bajo costo para la medición de parámetros ambientales, con el fin de brindar a los agricultores soporte para la toma de decisiones a nivel local, y consecuentemente fortalecer la competitividad del sector agrícola de la Región de O’Higgins.

La fabricación digital es un concepto que está revolucionando el modo en que se producen piezas y objetos. Hace referencia a procesos de manufactura en los que se usan máquinas controladas por una computadora para fabricar un objeto, previamente diseñado en algún software. La fabricación digital incluye tecnologías como impresión y escaneo 3D, corte láser y mecanizado CNC (control numérico computarizado); que junto al diseño CAD (diseño asistido por computadora) y programación permiten procesar archivos digitales para construir objetos tangibles. También se relaciona con el modelo educativo STEAM (ciencia, tecnología, ingeniería, arte y matemática) y con tecnologías que definen la próxima revolución industrial, la industria 4.0. La fabricación digital puede ser considerada un medio para desarrollar competencias como la creatividad, la colaboración y el trabajo en equipo, la proactividad y el emprendimiento. Numerosas experiencias internacionales y nacionales en fabricación digital han demostrado ser eficaces en fomentar competencias transversales en estudiantes, a diferencia del simple uso de dispositivos electrónicos (por ejemplo, smartphones). La eficacia de la fabricación digital radica en que, si bien también implica el uso de dispositivos electrónicos, pone el foco en conceptualizar, desarrollar y construir un producto físico. En consecuencia, esta nueva filosofía basada en el “aprender haciendo” aumenta la motivación, otorga autonomía y brinda competencias laborales fundamentales para el siglo XXI. La pandemia Covid-19 ha traído pérdidas irreparables, pero también grandes aprendizajes y desafíos tecnológicos. Se ha acelerado la transformación digital y se ha manifestado un gran potencial de desarrollo tecnológico local. Por otra parte, también se han visualizado brechas digitales y de género en la educación chilena. Desde el punto de vista del impacto en aprendizaje en contexto de pandemia, se ha determinado que la Región de O’Higgins podría ser una de las más perjudicadas por el cierre prolongado de los establecimientos educacionales (MINEDUC, 2020). Sumado a ello, es particularmente preocupante la diferencia, en detrimento de las niñas y las adolescentes, que ocurre con el desempeño en áreas STEAM, por lo crucial que estas resultan en las futuras oportunidades, nivel de ingresos y calidad de vida a la que podrán acceder (UNESCO, 2019). La Estrategia Regional de Innovación identifica la baja formación e incorporación de nuevas tecnologías 4.0 como una brecha que limita la puesta en marcha de proyectos innovadores y la asociatividad entre los actores regionales. Indicadores comunes para medir la efectividad de la innovación empresarial y emprendimiento tecnológico son instrumentos de propiedad industrial, como patentes, y surgimiento de empresas de base tecnológica. Las estadísticas de la Región de O’Higgins no son buenas. Según los últimos datos de INAPI, apenas el 1,33% de las patentes solicitadas en Chile provienen de la Región de O’Higgins. Por otro lado, no existen registros de emprendimientos regionales de base tecnológica. La incorporación de las tecnologías de fabricación digital en la formación de jóvenes makers puede fortalecer la educación STEAM, reducir la brecha digital y de género y potenciar los procesos de innovación empresarial y emprendimiento tecnológico en la Región de O’Higgins.