CONSERVACIÓN DE LA BIODIVERSIDAD EN CÓRDOBA: PROPUESTA DE UN NUEVO SISTEMA DE ÁREAS PROTEGIDAS PÚBLICAS Y PRIVADAS

Esta iniciativa está orientada a proponer soluciones plausibles a dos problemas básicos que enfrenta la conservación de la biodiversidad en la provincia de Córdoba: 1) establecer el grado de representación del sistema existente de áreas protegidas de la provincia de Córdoba; y 2) proponer nuevas áreas que deberían protegerse para alcanzar un grado completo de representación de la diversidad de Córdoba. Este nuevo sistema incluirá tanto las áreas estatales que puedan incorporarse, como propuestas de áreas de conservación privadas. A juzgar por estudios previos de los integrantes de la Red, la provincia de Córdoba no difiere de lo reportado para sistemas de áreas protegidas de otros lugares del mundo, y se predice que el sistema actual no conserva adecuadamente la biodiversidad de la región, y que un sistema de áreas protegidas privadas permitiría completar y complementar al sistema de reservas estatales existentes. Con el propósito de establecer la representatividad de la biodiversidad de la región por parte del sistema actual de áreas protegidas, se procederá a realizar la cartografía de la vegetación de toda la provincia, listados florísticos y descripciones de las comunidades vegetales de esas áreas. A través del empleo de indicadores de la biodiversidad (tipo de hábitat y grupos taxonómicos particulares), se establecerá el grado en que el sistema actual es representativo de la diversidad florística de la provincia. Finalmente se establecerán vacíos en el sistema de conservación existente y se propondrán nuevas áreas para ser incorporadas al sistema provincial de áreas protegidas. Además, el Proyecto proveerá una base de datos florístico-corológica en la cual se incorporarán todas las especies y comunidades vegetales registradas en las áreas protegidas del territorio provincial. Además de la cartografía, las listas de especies y comunidades, las bases de datos y la propuesta de un nuevo sistema de áreas protegidas, el proyecto producirá material gráfico (2 libros) de alcance científico-técnico y de divulgación, respectivamente. A los efectos de la ejecución del proyecto, se conformará una Red integrada por científicos, docentes y técnicos de las Universidades Nacionales de Córdoba y Río Cuarto, de una Unidad Ejecutora del CONICET y de integrantes de una Organización No Gubernamental con alto impacto en localidades del interior provincial. Los miembros de la Red registran numerosos antecedentes en relación a estudios florísticos, fitogeográficos y fitosociológicos del territorio de Córdoba, lo que confiere alta factibilidad a esta iniciativa.

Estrategias de historias de vida, cuidado parental y tasas de desarrollo de pichones: su variación y determinantes ecológicos en especies paseriformes de bosques serranos de Córdoba

La biología reproductiva de aves del hemisferio sur es menos conocida que la de las del hemisferio norte. Dado que las aves del hemisferio sur comprenden gran parte de la diversidad de especies de aves, su conocimiento es indispensable para entender mejor la diversidad geográfica en biología reproductiva y estrategias de historias de vida. Este proyecto contribuirá conocimientos referidos a la variabilidad de caracteres de historias de vida –fecundidad y mortalidad especificas por edades–, cuidado parental y tasas de desarrollo de pichones como así también a procesos ecológicos y evolutivos asociados en aves paseriformes de zonas templadas del nuestro país cuyo estudio hasta el momento, salvo pequeñas excepciones, ha sido prácticamente ignorado. Por medio de observación y experimentos manipulativos a campo se medirán caracteres de la biología reproductiva, comportamientos de cuidado parental, tasas de desarrollo de pichones y tasas de supervivencia de adultos en especies paseriformes de Córdoba. Se examinará la importancia relativa de la tasa específica de predación de nidos, disponibilidad de alimentos, y mortalidad de adultos como determinantes de variabilidad en estrategias reproductivas y se explorará de qué manera dichos factores ecológicos inducen variaciones demográficas en las especies de aves seleccionadas para el estudio.

Desarrollo de la creatividad en contextos formales y no formales de aprendizaje.

El trabajo propuesto apunta a profundizar en el conocimiento de la dinámica que se establece entre ciertas características de los contextos de aprendizaje y el desempeño creativo. Los fundamentos teóricos del estudio se encuentran en los desarrollos de la Psicología Educacional, especialmente en las investigaciones ligadas al enfoque socio-constructivista, que atienden al carácter situado de los aprendizajes así como a la interacción de diferentes variables complejas en la definición del comportamiento. Por sus fundamentos metodológicos el proyecto se inscribe en la perspectiva de los estudios de diseño o investigación basada en diseños. Los objetivos generales son: (1) Avanzar en el conocimiento de las características de los contextos de aprendizaje que estimulan la creatividad; (2) mejorar la calidad de los procedimientos e instrumentos de medición de la creatividad; (3) comparar rasgos de contextos formales y no formales de aprendizaje desde la perspectiva de la creatividad (4) relevar, analizar y proponer soluciones a algunos problemas ligados a los estudios de diseño en el campo de la investigación educativa. El supuesto de partida es que una intervención instructiva diseñada para atender a ciertos rasgos característicos de los contextos creativos puede incidir favorablemente sobre la creatividad en los aprendizajes. Por su naturaleza, la investigación basada en diseños atiende al logro de metas pedagógicas y metas teóricas. Nuestra meta pedagógica es favorecer procesos y desempeños creativos en el marco de los contextos formales y no formales seleccionados para el estudio y con la meta teórica de avanzar en el conocimiento de la influencia que ejercen diferentes rasgos del contexto sobre tales desempeños. En líneas generales el plan de trabajo contempla 5 actividades principales: (1) descripción y análisis del contexto de aprendizaje que se genera (a) en cursos de educación en carreras universitarias de grado (entendidos como contextos formales); (b) museos y talleres comunitarios (entendidos como contextos no formales); (2) diseño e implementación de una intervención instructiva tendiente a conformar un contexto creativo, en cursos universitarios de grado, en museos y en talleres comunitarios; (3) diseño, uso y evaluación de instrumentos y procedimientos para valorar la creatividad; (4) Análisis de la influencia del contexto en el desempeño creativo; (5) Análisis de problemas ligados a la integración de resultados en el marco de la investigación de diseño. Asimismo y complementariamente a la realización de estas actividades se llevarán a cabo acciones tendientes a (6) formación de recursos humanos en el área de la investigación educativa y (7) implementar acciones de transferencia tendientes a mejorar la investigación y la enseñanza de la creatividad. Los principales resultados que esperamos obtener son: (1) completar la formación doctoral y postdoctoral de las becarias que participan de este proyecto; (2) producir documentos tendientes a difundir el conocimiento que se genere en el marco de congresos, jornadas y publicaciones científicas; (3) formación profesional de docentes y estudiantes involucrados en las cátedras donde se implementen los diseños instructivos; (4) transferencia de conocimientos, especialmente en cursos de posgrado.

Desarrollo de sistemas nano/micro-particulados con aplicación en la fotodegradación selectiva de contaminantes orgánicos en solución. Development of nano / micro-particles systems with application to selective photodegradation of organic pollutants in solution.

IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA DE ESTUDIO. Las sustancias orgánicas solubles en agua no biodegradables tales como ciertos herbicidas, colorantes industriales y metabolitos de fármacos de uso masivo son una de las principales fuentes de contaminación en aguas subterráneas de zonas agrícolas y en efluentes industriales y domésticos. Las reacciones fotocatalizadas por irradiación UV-visible y sensitizadores orgánicos e inorgánicos son uno de los métodos más económicos y convenientes para la descomposición de contaminantes en subproductos inocuos y/o biodegradables. En muchas aplicaciones es deseable un alto grado de especificidad, efectividad y velocidad de degradación de un dado agente contaminante que se encuentra presente en una mezcla compleja de sustancias orgánicas en solución. En particular son altamente deseables sistemas nano/micro -particulados que formen suspensiones acuosas estables debido a que estas permiten una fácil aplicación y una eficaz acción descontaminante en grandes volúmenes de fluidos. HIPÓTESIS Y PLANTEO DE LOS OBJETIVOS. El objetivo general de este proyecto es desarrollar sistemas nano/micro particulados formados por polímeros de impresión molecular (PIMs) y foto-sensibilizadores (FS). Un PIMs es un polímero especialmente sintetizado para que sea capaz de reconocer específicamente un analito (molécula plantilla) determinado. La actividad de unión específica de los PIMs en conjunto con la capacidad fotocatalizadora de los sensibilizadores pueden ser usadas para lograr la fotodescomposición específica de moléculas “plantilla” (en este caso un dado contaminante) en soluciones conteniendo mezclas complejas de sustancias orgánicas. MATERIALES Y MÉTODOS A UTILIZAR. Se utilizaran técnicas de polimerización en mini-emulsión para sintetizar los sistemas nano/micro PIM-FS para buscar la degradación de ciertos compuestos de interés. Para caracterizar eficiencias, mecanismos y especificidad de foto-degradación en dichos sistemas se utilizan diversas técnicas espectroscópicas (estacionarias y resueltas en el tiempo) y de cromatografía (HPLC y GC). Así mismo, para medir directamente distribuciones de afinidades de unión y eficiencia de foto-degradación se utilizaran técnicas de fluorescencia de molécula/partícula individual. Estas determinaciones permitirán obtener resultados importantes al momento de analizar los factores que afectan la eficiencia de foto-degradación (nano/micro escala), tales como cantidad y ubicación de foto- sensibilizadores en las matrices poliméricas y eficiencia de unión de la plantilla y los productos de degradación al PIM. RESULTADOS ESPERADOS. Los estudios propuestos apuntan a un mejor entendimiento de procesos foto-iniciados en entornos nano/micro-particulados para aplicar dichos conocimientos al diseño de sistemas optimizados para la foto-destrucción selectiva de contaminantes acuosos de relevancia social; tales como herbicidas, residuos industriales, metabolitos de fármacos de uso masivo, etc. IMPORTANCIA DEL PROYECTO. Los sistemas nano/micro-particulados PIM-FS que se propone desarrollar en este proyecto se presentan como candidatos ideales para tratamientos específicos de efluentes industriales y domésticos en los cuales se desea lograr la degradación selectiva de compuestos orgánicos. Los conocimientos adquiridos serán indispensables para construir una plataforma versátil de sistemas foto-catalíticos específicos para la degradación de diversos contaminantes orgánicos de interés social. En lo referente a la formación de recursos humanos, el proyecto propuesto contribuirá en forma directa a la formación de 3 estudiantes de postgrado y 2 estudiantes de grado. En las capacidades institucionales se contribuirá al acondicionamiento del Laboratorio para Microscopía Óptica Avanzada (LMOA) en el Dpto. de Química de la UNRC y al montaje de un sistema de microscopio de fluorescencia que permitirá la aplicación de técnicas avanzadas de espectroscopia de fluorescencia de molecula individual. Water-soluble organic molecules such as certain non-biodegradable herbicides, industrial dyes and metabolites of widespread use drugs are a major source of pollution in groundwater from agricultural areas and in industrial and domestic effluents. Photo-catalytic reactions by UV-visible irradiation and organic sensitizers are one of the most economical and convenient methods for the decomposition of pollutants into harmless byproducts. In many applications it is highly desirable a high degree of specificity, effectiveness and speed of degradation of specific pollutants present in a complex mixture. In particular nano/micro-particles systems that form stable aqueous suspensions are highly desirable because they allow for easy application and effective decontamination of large volumes of fluids. Herein we propose the development of nano/micro particles composed by molecularly imprinted polymers (MIP) and photo-sensitizers (PS). The specific binding of MIP and the photo-catalytic ability of the sensitizers are used to achieve the photo-decomposition of specific "template" molecules in complex mixtures. Mini-emulsion polymerization techniques will be used to synthesize nano/micro MIP-FS systems. Spectroscopy (steady-state and time resolved) and chromatography (GC and HPLC) will be used to characterize efficiency, mechanisms and specificity of photo-degradation in these systems. In addition single molecule/particle fluorescence spectroscopy techniques will be used to directly measure distributions of binding affinities and photo-degradation efficiency in individual particles. The proposed studies point to a more detailed understanding of the factors affecting the photo-degradation efficiency in nano/micro-particles and to apply that knowledge in the design of optimized systems for photo-selective destruction of socially relevant aqueous pollutants.

Desarrollo de sistemas nano/micro-particulados con aplicación en la fotodegradación selectiva de contaminantes orgánicos en solución

IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA DE ESTUDIO. Las sustancias orgánicas solubles en agua no biodegradables tales como ciertos herbicidas, colorantes industriales y metabolitos de fármacos de uso masivo son una de las principales fuentes de contaminación en aguas subterráneas de zonas agrícolas y en efluentes industriales y domésticos. Las reacciones fotocatalizadas por irradiación UV-visible y sensitizadores orgánicos e inorgánicos son uno de los métodos más económicos y convenientes para la descomposición de contaminantes en subproductos inocuos y/o biodegradables. En muchas aplicaciones es deseable un alto grado de especificidad, efectividad y velocidad de degradación de un dado agente contaminante que se encuentra presente en una mezcla compleja de sustancias orgánicas en solución. En particular son altamente deseables sistemas nano/micro -particulados que formen suspensiones acuosas estables debido a que estas permiten una fácil aplicación y una eficaz acción descontaminante en grandes volúmenes de fluidos. HIPÓTESIS Y PLANTEO DE LOS OBJETIVOS. El objetivo general de este proyecto es desarrollar sistemas nano/micro particulados formados por polímeros de impresión molecular (PIMs) y foto-sensibilizadores (FS). Un PIMs es un polímero especialmente sintetizado para que sea capaz de reconocer específicamente un analito (molécula plantilla) determinado. La actividad de unión específica de los PIMs en conjunto con la capacidad fotocatalizadora de los sensibilizadores pueden ser usadas para lograr la fotodescomposición específica de moléculas “plantilla” (en este caso un dado contaminante) en soluciones conteniendo mezclas complejas de sustancias orgánicas. MATERIALES Y MÉTODOS A UTILIZAR. Se utilizaran técnicas de polimerización en mini-emulsión para sintetizar los sistemas nano/micro PIM-FS para buscar la degradación de ciertos compuestos de interés. Para caracterizar eficiencias, mecanismos y especificidad de foto-degradación en dichos sistemas se utilizan diversas técnicas espectroscópicas (estacionarias y resueltas en el tiempo) y de cromatografía (HPLC y GC). Así mismo, para medir directamente distribuciones de afinidades de unión y eficiencia de foto-degradación se utilizaran técnicas de fluorescencia de molécula/partícula individual. Estas determinaciones permitirán obtener resultados importantes al momento de analizar los factores que afectan la eficiencia de foto-degradación (nano/micro escala), tales como cantidad y ubicación de foto- sensibilizadores en las matrices poliméricas y eficiencia de unión de la plantilla y los productos de degradación al PIM. RESULTADOS ESPERADOS. Los estudios propuestos apuntan a un mejor entendimiento de procesos foto-iniciados en entornos nano/micro-particulados para aplicar dichos conocimientos al diseño de sistemas optimizados para la foto-destrucción selectiva de contaminantes acuosos de relevancia social; tales como herbicidas, residuos industriales, metabolitos de fármacos de uso masivo, etc. IMPORTANCIA DEL PROYECTO. Los sistemas nano/micro-particulados PIM-FS que se propone desarrollar en este proyecto se presentan como candidatos ideales para tratamientos específicos de efluentes industriales y domésticos en los cuales se desea lograr la degradación selectiva de compuestos orgánicos. Los conocimientos adquiridos serán indispensables para construir una plataforma versátil de sistemas foto-catalíticos específicos para la degradación de diversos contaminantes orgánicos de interés social. En lo referente a la formación de recursos humanos, el proyecto propuesto contribuirá en forma directa a la formación de 3 estudiantes de postgrado y 2 estudiantes de grado. En las capacidades institucionales se contribuirá al acondicionamiento del Laboratorio para Microscopía Óptica Avanzada (LMOA) en el Dpto. de Química de la UNRC y al montaje de un sistema de microscopio de fluorescencia que permitirá la aplicación de técnicas avanzadas de espectroscopia de fluorescencia de molecula individual.

Modelización, argumentación, enunciados científicos, comunicación virtual y redes sociales a través de las Tecnologías de la Información y la Comunicación en Ciencias Naturales

El presente proyecto tiene por finalidad investigar los diferentes procesos de aprendizaje e interacciones que tienen lugar través del desarrollo y aplicaciones de estrategias innovadoras en ambientes mediados por las TIC en el ámbito de la Biología, la Física y la Química. Esta propuesta se llevará a cabo a través de cuatro componentes articuladas que se integran a través de su marco teórico y en su utilización en la práctica áulica. El primero de ellos se refiere al desarrollo, aplicación y evaluación de materiales que involucran diferentes procesos centrados en la modelización. Proponemos identificar, adaptar y aplicar una serie de recursos tecnológicos usados en la modelización. Se investigarán distintos aspectos generando dimensiones y categorías de análisis que permitan caracterizarlos. Dentro de ellos se usarán las simulaciones para la enseñanza la Física, específicamente se tratará de identificar las dificultades que presentan los estudiantes al resolver problemas aplicando las Leyes de Newton y generar una propuesta didáctica que incluya una simulación Applet Java para el aprendizaje de este contenido con su correspondiente evaluación. Otro recurso tecnológico que se estudiará tiene que ver con las animaciones llevadas a cabo por computadora. Se utilizará la estrategia Stopmotion para el aprendizaje de diferentes aspectos de la división celular en Biología, con alumnos de escuelas secundaria, investigando los aprendizajes y las producciones realizadas por estudiantes que trabajan de manera no tradicional. También se propone el uso de dos laboratorios virtuales con alumnos del profesorado en Biología, lo que permite comprender conceptos que habitualmente requieren experimentación fáctica, uno para la identificación de ADN a través de electroforesis en gel y el otro para la contaminación del agua. Se propone generar las guías de laboratorio basada en resolución de problemas a investigar la innovación a través de encuestas y entrevistas. Se investigarán el impacto de este recurso, las actitudes de los estudiantes frente a esta estrategia y sus aprendizajes. También se investigará la aplicación de un video juego educativo Kokori en 3D, de distribución gratuita, libre cuyo objetivo es poner en evidencia la comprensión de los procesos metabólicos de las células. Se aplicará a docentes de formación inicial analizando la interacción con los saberes de los estudiantes a través de situaciones en un escenario lúdico. Toda la investigación de esta componente estará centrada en la caracterización de los materiales, su evaluación, los aprendizajes con procesos de modelización. La segunda componente investiga las características que presentan las argumentaciones que se abordan en los procesos de lectura y escritura que se promueven cuando se trabaja con las TIC. Se analizarán las producciones escritas realizadas por docentes y estudiantes en las redes sociales y otros materiales desarrollados y aplicados en la componente anterior. El tercer componente se refiere al estudio de la interacción y comunicación que se promueva entre los participantes de los trabajos virtuales y de las redes sociales que intervienen, tales como Facebook y Twiter. Se considerará las dimensiones, categorías e indicadores que dan cuanta de los proceso de comunicación en estos entornos. El último componente, es el análisis de los procesos y negociaciones respecto de los enunciados, como las premisas que representan el conocimiento, que se ponen en juego en distintas propuestas elaboradas por los futuros profesores de biología en recursos como la Webquest. El enfoque metodológico usado integra técnicas y procedimientos cuantitativos y cualitativos. La contribución teórica permitirá caracterizar diferentes aspectos de la enseñanza de las ciencias naturales introduciendo TIC y como aporte novedoso se espera consolidar una red de comunicaciones entre los docentes, los estudiantes y los investigadores involucrados en el proyecto.