Biomatemática: métodos e limitações

Este trabalho trata de uma visão panorâmica dos principais métodos utilizados, atualmente, na modelagem matemática de processos biológicos. Esses métodos são muito variados, com enfoques que, às vezes, são determinísticos, utilizando a teoria dos sistemas dinâmicos e, às vezes, são probabilísticos, lançando mão das equações diferenciais estocásticas. Em todos eles, entretanto, três fatores inerentes aos processos biológicos não podem deixar de ser considerados: a complexidade, a imprevisibilidade e a diversidade de escalas temporais.

On the analysis of travelling waves to a nonlinear flux limited reaction-diffusion equation

In this paper we study the existence and qualitative properties of travelling waves associated to a nonlinear flux limited partial differential equation coupled to a Fisher-Kolmogorov-Petrovskii-Piskunov type reaction term. We prove the existence and uniqueness of finite speed moving fronts of C2 classical regularity, but also the existence of discontinuous entropy travelling wave solutions.

The Role of the Delay Time in the Modeling of Biological Range Expansions

The time interval between successive migrations of biological species causes a delay time in the reaction-diffusion equations describing their space-time dynamics. This lowers the predicted speed of the waves of advance, as compared to classical models. It has been shown that this delay-time effect improves the modeling of human range expansions. Here, we demonstrate that it can also be important for other species. We present two new examples where the predictions of the time-delayed and the classical (Fisher) approaches are compared to experimental data. No free or adjustable parameters are used. We show that the importance of the delay effect depends on the dimensionless product of the initial growth rate and the delay time. We argue that the delay effect should be taken into account in the modeling of range expansions for biological species

Global stabilizing feedback law for a problem of biological control of mosquito-borne diseases

The control of the spread of dengue fever by introduction of the intracellular parasitic bacterium Wolbachia in populations of the vector Aedes aegypti, is presently one of the most promising tools for eliminating dengue, in the absence of an efficient vaccine. The success of this operation requires locally careful planning to determine the adequate number of mosquitoes carrying the Wolbachia parasite that need to be introduced into the natural population. The latter are expected to eventually replace the Wolbachia-free population and guarantee permanent protection against the transmission of dengue to human. In this paper, we propose and analyze a model describing the fundamental aspects of the competition between mosquitoes carrying Wolbachia and mosquitoes free of the parasite. We then introduce a simple feedback control law to synthesize an introduction protocol, and prove that the population is guaranteed to converge to a stable equilibrium where the totality of mosquitoes carry Wolbachia. The techniques are based on the theory of monotone control systems, as developed after Angeli and Sontag. Due to bistability, the considered input-output system has multivalued static characteristics, but the existing results are unable to prove almost-global stabilization, and ad hoc analysis has to be conducted.

A prelude to the fractional calculus applied to tumor dynamic

In order to refine the solution given by the classical logistic equation and extend its range of applications in the study of tumor dynamics, we propose and solve a generalization of this equation, using the so-called Fractional Calculus, i.e., we replace the ordinary derivative of order 1, in one version of the usual equation, by a non-integer derivative of order 0 < α < 1, and recover the classical solution as a particular case. Finally, we analyze the applicability of this model to describe the growth of cancer tumors.

Desarrollo de malezas en cultivos regados con efluentes domésticos tratados : Mendoza (Argentina)

La incidencia en el crecimiento de malezas por la utilización de efluentes domésticos para riego es uno de los aspectos económicos negativos del aprovechamiento de este tipo de aguas. El objetivo de este trabajo es comparar el crecimiento de malezas en cultivos regados con: a. efluentes domésticos tratados b. agua de perforación y agregado de fertilizante nitrogenado c. agua de perforación sin fertilizante La información se obtuvo de un ensayo de riego con cinco bloques al azar, realizado en Mendoza, Argentina, utilizando los efluentes de una planta depuradora con zanja de oxidación y se determinó el número y el peso de malezas (peso seco al aire). Se concluyó que el crecimiento de malezas (peso seco) es mayor cuando se utilizan efluentes que cuando se usa agua de perforación sin agregado de fertilizante: 1 200 % y también -pero en menor grado: 180 %- cuando se utiliza agua de perforación fertilizada En cuanto al número de malezas, no se encontraron diferencias significativas entre las medias de los tratamientos. Se interpretó que el aporte de nitrógeno y fósforo fue responsable del mayor crecimiento de malezas en parcelas regadas con efluentes.

Evaluación de desempeño docente : valoración de la situación funcional

El sistema de evaluación de desempeño docente está reglamentado desde 1993 en la Universidad Nacional de Cuyo, año en que se puso en vigencia en la Facultad de Ciencias Agrarias. La normativa que lo rige menciona la situación funcional como elemento a evaluar, sin embargo no aporta criterios para ello. El objetivo de este trabajo fue relevar variables que, solas o en la forma de indicadores, permitieran detectar causas de actividad diferenciada por categoría, dedicación y ubicación curricular de los docentes. Se utilizó una encuesta autogestionada, asignada a los docentes mediante muestreo aleatorio estratificado. Los datos se procesaron mediante técnicas uni, bi y multivariadas. Con relación a las cuatro categorías establecidas en el Estatuto no se advirtieron diferencias notables en los tipos de actividades realizadas. Se hallaron diferencias para la dedicación docente y los ciclos curriculares (básico, instrumental y profesional). Se concluyó que: a) las categorías trabajan en forma pareja, pero los Profesores Titulares tienen mayor participación en posgrado; b) sólo los docentes de dedicación exclusiva cuentan con tiempo para realizar tareas de investigación, servicios y extensión; c) los docentes de los ciclos básico e instrumental desarrollan actividad más intensa en todas las áreas que los del ciclo profesional.

Diagramas de flujo para el diseño de un sistema de control de calidad : proceso de elaboración de vino blanco

Para la implementación de un sistema de control de calidad es necesario tener una clara visión de los procesos involucrados, las responsabilidades, organización, registros de la calidad, acciones preventivas y correctivas. En la actualidad se exige un enfoque integrador, donde se estructuran actividades y recursos físicos. Es por ello que los diagramas de flujo tienen una importancia fundamental en las decisiones de dirección. Entre los distintos diagramas de flujo posibles, en este trabajo se propone utilizar los de procesos que permiten ordenar secuencialmente una serie de actividades y recursos físicos. Se presenta un diagrama de flujo en la elaboración de vino blanco en una bodega experimental. A través de él se puede conocer la lógica del proceso de elaboración, realizar un diagnóstico del proceso, detectar los puntos críticos de control que puedan provocar deterioro en la calidad del producto o del ambiente. También es un punto de partida para armar y poner en funcionamiento un plan de inspección y ensayos, para la documentación necesaria en las auditorías y una técnica para detectar puntos de contaminación ambiental.

Caracteres físico-químicos de efluentes de fábricas de aceite de oliva : Mendoza (Argentina)

La producción de aceite de oliva genera distintos subproductos entre los cuales el efluente o alpechín representa un serio problema mediambiental. En los países productores el alpechín es un residuo muy contaminante debido a su elevada composición orgánica, sus efectos inhibitorios y la tendencia de sus componentes a sufrir oxidación biológica. Estas características y la estacionalidad de su producción dificultan su eliminación. La industria del aceite de oliva está actualmente en expansión en Argentina. En Mendoza, dicha actividad tiene una gran tradición y un impacto ambiental considerable. El objetivo de este trabajo fue analizar los caracteres físico- químicos de los efluentes de fábricas de aceite oliva en Mendoza (Argentina) para conocer la realidad de la industria local y rever las especificaciones legales para efluentes. Los efluentes de dos fábricas fueron evaluados en tres puntos de muestreo: agua de entrada al proceso, salida de la fábrica y pileta de deposición final de los efluentes. Se analizó el contenido de iones, pH, conductividad eléctrica, DBO y DQO. Los resultados obtenidos permiten concluir que las características del efluente dependen del método de extracción utilizado y la eventual dilución con agua de lavado. La calidad del agua subterránea utilizada en el proceso no es un factor determinante para lograr un efluente fácilmente tratable. El problema medioambiental que se plantea es la producción de un efluente con alto contenido orgánico, salino y bajo pH, caracteres que impiden su vuelco en cursos de agua superficial o red de cloacas, por no cumplir con los requisitos indicados en la normativa vigente. Por lo tanto, las fábricas elaboradoras de aceite de oliva serán las encargadas de que dichos efluentes reciban un adecuado proceso de depuración que permita su eliminación o reutilización.

Aceite esencial de tomillo como antioxidante y conservador de hamburguesas funcionales

Para determinar el poder antioxidante y conservante del aceite esencial de tomillo mendocino (Acantholippia seriphioides) en hamburguesas funcionales, conservadas a 4 ± 0.5 °C, se elaboraron medallones utilizando: 83 % carne vacuna 5 % grasa vacuna 5 % salvado de avena 5 % texturizado de soja 2 % sustituto graso 0.08 g NaCl/kg aceite esencial de tomillo (AET) 106 ufc/g Se estudió: • tipo de envasado: bolsas de poliamidapolietileno; atmósfera modificada: 70 % N 2 y 30 % CO2, y vacío; • tiempo de almacenamiento: 0, 1, 2, 3 y 4 semanas; • dosis de tomillo: 0 y 150 mg AET/kg Los datos se analizaron de acuerdo con un arreglo factorial 2 (tipo de envasado) x 5 (tiempos de almacenamiento) x 2 (dosis de AET) en un diseño de parcelas subdivididas, con 4 repeticiones. Se evaluaron TBA, pH, NBV, color, olor y carga microbiana. Las tres primeras variables se estudiaron mediante el ANOVA. Para color y olor se recurrió a un análisis sensorial descriptivo. La carga microbiana se representó gráficamente. El AET disminuyó el TBA, independientemente del tipo de envasado utilizado. El pH disminuyó en el tiempo siguiendo un modelo polinomial de 2° grado. El NBV resultó significativo para: envasamiento al vacío y 0 mg/kg AET. El AET mantiene los atributos sensoriales durante las dos primeras semanas pero no disminuye la carga microbiana. Conclusión: el AET tiene efecto antioxidante pero no conservante en hamburguesas funcionales de carne vacuna bajo las condiciones del ensayo.

Monitoreo de parásitos patógenos en afluentes agroindustriales

Las aguas residuales son potenciales portadoras de enteroparásitos patógenos para el hombre cuya dosis infectiva puede ser mínima y prolongado el tiempo de sobrevivencia de huevos y quistes en el ambiente. La reglamentación limita la presencia de huevos de helmintos y, hasta el año 2000, no proponía una técnica para su detección. Este trabajo se realizó para caracterizar parasitológicamente los efluentes procedentes de agroindustrias. La capacitación en la identificación microscópica demandó la confección de fichas que describen las características de huevos de helmintos. Se efectuaron ensayos con muestras de bodegas y aceiteras en los puntos detectados de contaminación. Los métodos fueron adaptados a las particularidades de los efluentes. Los resultados no señalaron presencia de helmintos; no obstante, se hallaron Cyclospora e Isospora, protozoarios que, por su alto poder infectivo, también constituyen un riesgo para el hombre. Sin embargo, no están contemplados por la legislación. Respecto a helmintos, es necesario un estudio comparativo de las técnicas de detección para efluentes agroindustriales, con el fin de establecer las que optimicen su recuperación. En cuanto a otras especies es preciso continuar investigando su presencia para evaluar la conveniencia de incorporarlas a la reglamentación.

Características físico-químicas y aptitud agronómica de aguas subterráneas período 1997-2001 (Mendoza-Argentina)

El objetivo del presente estudio fue establecer las características físico-químicas y la aptitud agronómica de aguas subterráneas de la Provincia de Mendoza, correspondientes a perforaciones realizadas en el período 1997/ 2001. Se analizaron 206 muestras de aguas subterráneas provenientes de 15 departamentos de la provincia, para determinar -analíticamente o por cálculo- diversos parámetros fisicoquímicos y de aptitud agronómica. El 90 % de las aguas estudiadas resultó apto para el riego de todo tipo de cultivos y fue considerado de buena calidad de acuerdo con los criterios utilizados. En el Este de la provincia, debido a la contaminación de los acuíferos superficiales, se determinó que se requiere mayor profundidad para acceder a calidades aceptables. Los departamentos de Tupungato, Tunuyán y San Carlos, del Valle de Uco, poseen las aguas de mejor calidad, sobresaliendo Tunuyán. Excluida dicha zona, la mayor aptitud agronómica del agua se detectó en Maipú, mientras que la peor la detentan los departamentos de La Paz y General Alvear.

Contaminación ambiental en bodegas : percepción en el sitio de trabajo

En el marco de una investigación cualitativa se entrevistó a personal de bodegas de Luján y Maipú (Mendoza, Argentina) para conocer su opinión sobre la contaminación ambiental producida por dichos establecimientos. Se estudiaron cuatro dimensiones de la contaminación: ruidos, olores, residuos sólidos y residuos líquidos. Por muestreo aleatorio se seleccionaron 18 bodegas. En cada una se entrevistó un empleado de nivel gerencial y a un operario de planta utilizando un formulario semiestructurado con preguntas abiertas. La tarea de reducción de la información cualitativa consistió en una categorización y agrupamiento de respuestas. Mediante inducción analítica se generalizó para el área de estudio. Se concluyó que la contaminación ambiental en el lugar de trabajo de las bodegas es percibida por su personal como de mediana magnitud. Con respecto a los residuos líquidos, se consideran de bajo impacto ambiental externo . No se perciben impactos externos causados por las otras dimensiones. El grado de conciencia empresarial es muy variable. En algunas empresas existe conducta favorable al cuidado del medio ambiente, pero esto no es generalizable a todas las bodegas. Hay descuido por parte de los operarios en el uso de protectores para ruidos y olores.

Evaluación sensorial de mermeladas de tomate de color no tradicional

Nuevas cultivares de tomate, de colores distintos al tradicional rojo, se adaptan a la elaboración de productos alternativos, como las confituras. Se estudió la aceptabilidad por parte del consumidor de mermeladas elaboradas con las variedades Victoria FCA, Don Armando FCA y Santa Rosa FCA. Sus frutos: amarillos, anaranjados y rojos, respectivamente, fueron caracterizados por color, peso, acidez: titulable y potencial, y sólidos solubles. Las mermeladas, aromatizadas con clavo de olor, se elaboraron en una planta experimental hasta concentración 67-69 % de sólidos solubles. Un panel de 39 consumidores -clasificados en menores y mayores de 30 años- evaluó aspecto, color, aroma, textura y sabor, aplicando escalas no estructuradas. Las evaluaciones de ambos grupos fueron distintas. Para todas las características sensoriales la prueba de Friedman indicó diferencias entre los tres productos (a = 0,001). En una escala para cinco categorías, más del 50 % de los jueces consideraron las tres mermeladas en las categorías más altas: me gusta y me gusta mucho. El análisis de los datos categóricos de preferencia otorgó el primer lugar a la variedad roja, seguida por la anaranjada y la amarilla. Podría existir un segmento de consumidores interesados en el desarrollo de confituras de tomate amarillo, pero en el caso específico de la mermelada, tuvo mayor aceptabilidad el producto de color igual o parecido al tradicional.

Estrategia de manejo para el control de Thrips tabaci Lind. en ajo colorado

En cultivos de ajo colorado de Luján de Cuyo (Mendoza, Argentina) realizados en 1996/97/98 se compararon tres alternativas de manejo para el control del trips del ajo y la cebolla: a) control químico en tiempos calendarios sin considerar la dinámica poblacional, modalidad del productor b) control químico teniendo en cuenta la dinámica poblacional c) sin tratamientos químicos Los resultados obtenidos no muestran diferencias estadísticamente significativas en los rendimientos del cultivo (p > 0,05) para las condiciones del ensayo y no se recomienda el empleo de tratamientos químicos.