Los nematodos entomopatógenos (NEP) son organismos que habitan en el suelo y que se han utilizado como agentes de control biológico de insectos en las últimas cuatro décadas . Estos organismos han ganado mucha atención debido a su capacidad para buscar y matar a su huésped. El único estadio capaz de matar insectos es el llamado juvenil infectivo (IJ). Una vez que los IJ han ingresado al hospedador, se libera un simbionte bacteriano y la muerte ocurre por septicemia entre las 48 a 96h. Los NEP son seguros para los organismos no-diana, amigables con el ambiente y pueden producirse en masa en grandes fermentadores. A pesar de todas las ventajas mencionadas, en ocasiones, el performance de estos nematodos no es tan bueno como se espera. Uno de los principales problemas relacionados con dichas fallas es la existencia de grandes vacíos en su caracterización biológica y ecológica. Por ejemplo, la distribución de NEP en el suelo (como una matriz tridimensional) después de su aplicación en el campo no se conoce totalmente porque la determinación de su presencia depende de pruebas indirectas usando insectos trampas. Otra opción es el uso de RT-PCR para correlacionar la cantidad de ADN de una especie de NEP con una cantidad de individuos en una muestra de suelo, requiriendo mucho tiempo y esfuerzo. Aún existen muchas preguntas que resolver, incluida la distribución y persistencia en el suelo de los NEO, y la competencia entre las “poblaciones naturales” y las “aplicadas comercialmente”, que siguen sin respuesta debido a la complejidad de la matriz del suelo.
La opción más precisa para comprender cómo se comportan los NEP en el suelo sería, marcarlos individualmente y en grandes cantidades para rastrearlas en tiempo real. El marcaje NEP nos permitirá extraerlos directamente del suelo y contarlos bajo cualquier diseño óptico. Desafortunadamente, el único método disponible para marcar nematodos hasta el momento se basa en la inserción de proteínas fluorescentes, que son costosas, consumen mucho tiempo e imposibles de aplicar a grandes lotes de nematodos (decenas de millones). Esta situación puede ser revertida con el uso de puntos cuánticos de carbono (C-dots),ya que son baratos de producir, fluorescentes, no tóxicos y listos para usar en grandes lotes de NEP. El objetivo de este proyecto es desarrollar tecnologías de marcaje de NEP con c-dots para poder mejorar su actividad en condiciones de campo.

En Chile, la relación entre suelo y clima es crítica por su diversidad edafoclimática. El cambio climático intensifica variaciones de temperatura y precipitaciones, afectando la estructura, fertilidad y capacidad de retención hídrica de los suelos. En la zona centro-norte, se observan procesos como desertificación, salinización y pérdida de materia orgánica, comprometiendo la productividad agrícola. Los suelos salinos del norte, clasificados como Aridisoles, contienen alta salinidad, baja materia orgánica y textura arenosa, lo que exige soluciones regenerativas que promuevan la salud y funcionalidad de estos suelos. Una alternativa es el uso de biodigestores urbanos, sistemas que transforman residuos orgánicos en biogás y biofertilizante, mejorando las propiedades fisicoquímicas del suelo, estimulando la actividad microbiana en línea con la economía circular. Sin embargo, es necesaria la gestión del déficit hídrico para tal estimulación. En este contexto, Een el Mercado Urbano Tobalaba, opera un biodigestor que procesa biomasa de locales gastronómicos, gestionado por la empresa Schwager. Este modelo de estudio se utilizará para evaluar la recuperación de suelos degradados en la estación Atacama UC, así como su impacto social, ambiental y económico. En dicha estación, el agua de niebla se capta pasivamente como fuente hídrica alternativa, utilizándose para el riego de suelos tratados, cerrando un ciclo sostenible. Además, la energía solar, abundante en zonas áridas, permitirá operar con autonomía energética. El objetivo es restaurar la capacidad productiva del suelo sin comprometer el equilibrio ecológico, contribuyendo a la regeneración territorial y al cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible.
Los resultados de este modelo de estudio constituirán una solución integral, que permite transformar residuos gastronómicos urbanos en biofertilizantes aplicables a suelos degradados. Su impacto nacional radica en la capacidad de escalar un modelo replicable, sustentable y tecnológicamente viable, que contribuye simultáneamente a la restauración de suelos, la gestión eficiente de residuos orgánicos, la adaptación al cambio climático y el fortalecimiento de la agricultura liderada por mujeres

El constante aumento de la población humana exige una producción de alimentos que sea rápida y sostenible. Debido a esto, los fertilizantes químicos se han utilizado extensamente, a menudo en exceso, lo que genera múltiples problemas. Esto hace que la sostenibilidad agrícola a mediano y largo plazo dependa de la implementación de alternativas más accesibles y ecológicamente seguras. La productividad agrícola mundial se enfrenta a dificultades debido a tensiones humanas, abióticas y ambientales causadas por el cambio climático. Este proyecto busca resolver estos desafíos mediante el estudio de estrategias sostenibles para mejorar la eficiencia en la producción de maíz en el centro-sur de Chile. El proyecto propone evaluar el impacto de estas estrategias en la absorción y removilización de nutrientes, la sanidad vegetal, así como en el rendimiento y calidad del maíz. En Chile, el maíz desempeña un papel vital en la agricultura, tanto en la alimentación humana como animal. Se prevé que los resultados de esta investigación impulsen una producción de maíz más sostenible y resistente ante los retos ambientales y económicos actuales en la región centro-sur de Chile.

Proyecto de colaboración internacional entre España, Chile, Argentina y Ecuador. El proyecto aborda la recuperación de suelos degradados a través del uso de enmiendas orgánicas.

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.