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Zavala-Alvarez et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 35-48, 2019 delimitación territorial estricta, que muestra una De manera conclusiva, importa destacar dos datos: la disminución poblacional por encima de 13 puntos magnitud demográfica de la región, que es del orden porcentuales, la migración intrarregional de los cien mil habitantes, y el crecimiento determinada por la actividad agrícola podría explicar poblacional cuyo ritmo promedio anual se sitúa en el este fenómeno y los diferenciales de las tasas de 2.4%. Un tercer dato que resulta de interés para crecimiento demográfico de las demás localidades de documentar empíricamente es la movilidad la región. demográfica intrarregional que puede modificar Tabla 4. Núcleos agrarios en región de servicios ecosistémicos de la Sierra de san Pedro Mártir Ejidos: Valle de la Trinidad, Tribu Kiliwas, Francisco R. Serrano, San Isidoro, Leandro Valle, Tepi, Alfredo V. Bonfil, Ing. Emilio López Zamora, Generalísimo Morelos, Benito Juárez, 27 de Enero, Punta Colonet, Villa Morelos, Gustavo Díaz Ordaz, Héroes de Chapultepec, Rubén Jaramillo, Mesa de San Jacinto, Capricornio, Luis Echeverría, Zarahemla, Bramadero, Padre Kino, Gral. Leandro Valle, Gral. Graciano Sánchez, Chapala, Nuevo Mexicali, Nuevo Baja California, Raúl Sánchez Díaz, Papalote, Venustiano Carranza, Jose Ma. Morelos y Pavón, Francisco Villa, Nueva Odisea, Reforma Agraria Integral, Nuevo Uruapan. Colonias: Lázaro Cárdenas, Cuitláhuac, Benito Juárez, Michoacán, Militar Agrícola, Camalú, Vicente Guerrero, Gral. Lázaro Cárdenas, San Pedro Mártir, Morelia, y otras de menor tamaño. Fuente: Obtenido de Mapa Agrario del Estado de B.C. (SRA-GobBC, 1989). Tabla 5. Corredor Colonet-San Quintín-El Rosario. Población 2010 y proyecciones de población 2018 Localidad 2010 2018 Crecimiento (%) Ejido México (Punta Colonet) 3,352 4,239 26.5 Lic. Gustavo Díaz Ordaz 1,426 2,049 43.7 Camalú 8,816 12,669 43.7 Vicente Guerrero 11,714 12,361 5.5 Santa Fe 2,692 3,868 43.7 San Quintín 4,885 4,225 -13.5 Lázaro Cárdenas 16,663 18,243 9.4 La Providencia 1,281 1,841 43.7 Emiliano Zapata 5,886 7,671 30.3 Ejido Papalote 3,490 4,268 22.3 Colonia Nueva Era 3,330 3,506 5.3 Colonia Gómez Morín 1,393 2,002 43.7 Ejido Profesor Graciano Sánchez 1,898 2,613 37.7 Colonia Lomas de San Ramón (Triquis) 3,891 4,296 10.4 Luis Rodríguez (El Vergel) 2,333 3,352 43.7 Santa María (Los Pinos) 1,283 1,783 39.0 El Rosario *3,086 *3,086 - Suma 77,419 92,072 18.9 Valle de la Trinidad (Lázaro Cárdenas) 3,442 4,947 43.7 Fuente: Modificado de COPLADE-SEIS (2017). *2010 45

Zavala-Alvarez et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 35-48, 2019 tamaños poblacionales de manera significativa, en hasta El Rosario; en el Norte al Valle de la Trinidad localidades pequeñas esta migración interna podría y recorriendo la cara Este de la Sierra en ruta hacia el ser determinante para su existencia, la cual también Sur, hasta los potenciales valles agrícolas de las podría tener un componente de temporalidad. colonias San Pedro Mártir y Valle Chico, cuyos acuíferos se ven generosamente abastecidos por los SPM: una región de servicios ecosistémicos escurrimientos de la sierra, ello define una región de La utilización de términos y de conceptos tales como servicios ecosistémicos que alcanza espacialmente el Parque y su Zona de Influencia, la Zona Funcional las zonas productivas agrícolas con sus respectivos del Parque, Reserva de la Biósfera (CONANP- asentamientos poblacionales. Para efecto práctico de SEMARNAT, 2007), para referirse al Parque la definición clara de los límites de la RSESPM se Nacional y a la propia sierra, son indicadores de la recurre a la empatía que significa la definición percepción sobre la dimensión de lo regional que se territorial de acuíferos de la región, un acuífero es requiere. La regionalización más comprehensiva se “cualquier formación geológica o conjunto de ha hecho con criterios basados en la hidrología de la formaciones geológicas hidráulicamente conectados zona a través de considerar tanto escurrimientos entre sí, por las que circulan o se almacenan aguas superficiales como corrientes subterráneas, es decir, del subsuelo que pueden ser extraídas para su el abastecimiento de agua, el servicio ecosistémico explotación, uso o aprovechamiento y cuyos límites esencial de la región, como articulador físico del laterales y verticales se definen convencionalmente espacio regional. Desde el punto de vista funcional para fines de evaluación, manejo y administración de de la unidad regional es conveniente sumar otros las aguas nacionales del subsuelo” (SEMARNAT- criterios, los concernientes a los usuarios o CONAGUA, 2013), en tal determinación la beneficiarios, esto hace necesario la incorporación a RSESPM está integrada por los territorios de diez los criterios de regionalización la presencia y acuíferos establecidos por la CONAGUA, la SPM y actividad de los usuarios o beneficiarios de los SE de su vertiente occidental los acuíferos de San Rafael, la SPM, cuando menos en dos dimensiones: una de San Telmo, Camalú, Colonia Vicente Guerrero, San orden económico y otra de orden social; la Quintín, San Simón, El Socorro y el Rosario; en el económica son las distintas actividades productivas límite norte parcialmente el acuífero del valle de La que utilizan como insumos los SE de la sierra por Trinidad; y en la vertiente oriental de la sierra el medio de los grupos de interés, mientras que el social acuífero de Valle Chico-San Pedro Mártir (Figura 2). corresponde al consumo básico de los asentamientos humanos localizados en la región. Figura 2. Región de Servicios Ecosistémicos de la Sierra de Lo anterior permitirá entenderla más San Pedro Mártir. comprensivamente porque convergen visiones ecosistémicas, económicas y sociales, lo que resulta de alta utilidad para el diseño de estrategias que apoyen su sostenibilidad. Según Espejel et al. (2005), se trata de dos formas de conceptualizar el espacio físico: la percepción ambiental, en la que predominan los factores ecológicos, y la percepción del espacio que se crea socialmente, en los términos de Hoffman y Salmerón (citados por Espejel et al., 2005) para administrar su patrimonio natural, organizarse en sociedad, identificarse culturalmente o desarrollarse en lo económico. En tal sentido, se propone una Región de Servicios Ecosistémicos de la Sierra de San Pedro Mártir (RSESPM), un territorio que comprenda como punto Noroeste el inicio del Corredor del Pacífico u occidental a Colonet, que continúe al sur sobre Camalú, Colonia Vicente Guerrero-Santo Domingo, San Quintín, Colonia Lázaro Cárdenas, San Simón y 46

Zavala-Alvarez et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 35-48, 2019 La utilización de los límites de los acuíferos de la los servicios ecosistémicos o ambientales de la sierra SPM en la configuración de la RSESPM tiene como fuente de agua debe ser la actitud de quienes también la intención de subrayar la situación tienen vínculos directos, urge replantear el desarrollo insostenible de sobreextración de sus volúmenes y regional y medirlo en función de la disponibilidad que exige de manera imperativa la atención y control real del recurso agua que provee la SPM, esto solo por parte de los usuarios o beneficiarios de este puede conseguirse aplicando rigurosamente criterios recurso. de sostenibilidad en el uso de lo SE, particularmente Según los últimos datos de SEMARNAT de 2018, la en el manejo de acuíferos y cuencas. disponibilidad anual de agua del total de los diez En la medida en que se preserve, y eventualmente acuíferos es deficitaria en 92.2 millones de m3 (Tabla restaure, la capacidad de la Sierra como fábrica de 2), con excepción de los acuíferos de El Socorro, El agua, se cuente con infraestructura para el Rosario y Valle Chico-SPM que se les registra en aprovechamiento sostenible de los escurrimientos equilibrio (recarga igual a extracción), los siete superficiales y se evite la sobre extracción de los acuíferos restantes registran graves déficits. acuíferos, los ecosistemas mantendrán o recuperarán su capacidad para captar precipitaciones y el corredor Conclusiones Colonet-San Quintín-El Rosario- tendrá un capital natural sostenible para el desarrollo y las actividades El agua generada por la SPM es el servicio productivas como la agricultura que ahí se practica, ecosistémico crítico para el desarrollo de una extensa así como las actividades económicas y de consumo región que rebasa fácilmente el espacio propio, sus básico, que se multiplican y diversifican derivadas de escurrimientos son los conectores con valles bajos, los crecientes asentamientos humanos. principalmente hacia la parte occidental donde se Finalmente, es necesario insistir que desde la localizan extensas zonas de producción agrícola Declaración de Río de Janeiro en 1992 se intensiva irrigada por la sobreextración de sus establecieron los retos y los objetivos en la materia acuíferos provocando salinización de suelos y “mantener un suministro suficiente de agua de buena afectaciones graves a sus ecosistemas. El agua calidad para toda la población que contribuya a la también sostiene a numerosos asentamientos protección de la calidad de vida; y preservar, al humanos crecientes que se aproximan a los cien mil mismo tiempo, las funciones hidrológicas, biológicas habitantes. y químicas de los ecosistemas, adaptando las No existe un entendimiento social de la vital actividades humanas a los límites de la capacidad de dependencia que la región tiene de la capacidad de la la naturaleza” (CNUMAD, 1992). SPM para producir agua, mucho menos compromiso de acción para atender la sostenibilidad de los Referencias ecosistemas. Configurar una Región de Servicios Ecosistémicos como la que en este documento se Armenteras, D., González, T., Vergara, L., Luque, F., Rodríguez, propone, significa el entendimiento de pertenecer a N. y Bonilla, M. 2016. Revisión del concepto de ecosistema una amplia región articulada por los servicios que sus como “unidad de la naturaleza” 80 años después de su ecosistemas proveen, debe servir como base para formulación. Ecosistemas, 25 (1): 83-89. que, en este caso, la Sierra de San Pedro Mártir https://www.revistaecosistemas.net/index.php/ecosistemas/ar recupere atención de quienes usan y se ven ticle/viewFile/1110/935 beneficiados por sus recursos, comprendidos como servicios, más allá de la ocupación simple del CNUMAD. 1992. Capítulo 18, Protección de la calidad y el espacio. Se trata también de comprometer a suministro de agua dulce. Conferencia de las Naciones Unidas miembros de comunidades académicas para sobre el Medio Ambiente y Desarrollo. Río de Janeiro, Brasil, desarrollar una estrategia de concientización social 3-14 de junio. local y generar mecanismos de retribución directa e indirecta para tareas continuas de estudio, vigilancia, Colmenares, A.M. 2012. Investigación-acción participativa: una preservación y eventual restauración de sus metodología integradora del conocimiento y la acción. Voces ecosistemas. y Silencios: Revista Latinoamericana de Educación, 3(1): El conocimiento social y la valoración económica de 102-115. Contreras, O.R. 2002. La Investigación Acción Participativa (IAP): revisando sus metodologías y sus potencialidades. En: CEPAL (2002). Experiencias y metodología de la investigación participativa. Durston, John y Francisca Miranda (Comp). Serie Políticas Sociales, núm 58, División de Desarrollo Social. Comisión Económica para América 47

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García-García et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 49-58, 2019 Deforestación y degradación de ecosistemas boreales, causas y efectos Dora-Alicia García-García1, Genaro-Esteban García-Mosqueda2*, David-Castillo Quiroz1, Francisco Castillo-Reyes1, José-Trinidad Sáenz-Reyes3, Hipólito-Jesús Muñoz-Flores3 1INIFAP CIRNE CE Saltillo. Carretera Saltillo-Zacatecas km 342+119, 9515 Hacienda de Buena Vista C.P. 25315, Saltillo, Coahuila. 2Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro. Calada. Antonio Narro 1923, Buenavista, 25315 Saltillo, Coahuila. 3Campo Experimental Uruapan. INIFAP. Av. Latinoamericana No.1110 Col. Revolución C.P. 60150 Uruapan, Michoacán Artículo recibido el 01 de octubre de 2019 y aceptado el 9 de diciembre de 2019 Deforestation and degradation of boreal ecosystems, causes and effects Abstract Boreal forests are located in the northern part of the earth's axis, mainly in countries such as the United States, Canada, Sweden, Norway and Finland; they are characterized by low temperatures, precipitation in the form of snow. The present state of the art review identified forest fires and land-use change as the causes and effects of these changes as reflected in the loss of biodiversity in the boreal forest. It is important to mention that these activities are largely due to anthropogenic influence, while in very few cases their cause is natural. Key words: Boreal forests, fires, biodiversity. Resumen Los bosques boreales se encuentran en la zona septentrional del eje de la tierra, en países como Estados Unidos, Canadá, Suecia, Noruega y Finlandia, principalmente; se caracterizan por presentar bajas temperaturas, precipitaciones en forma de nieve. En la presente revisión del estado del arte se determinaron que las causas son los incendios forestales y el cambio de uso de suelo y sus efectos se reflejaron en pérdida de biodiversidad del bosque boreal. Es importante mencionar que estas actividades se deben en gran medida a la influencia antropogénica, mientras que en muy reducidas ocasiones su causa es natural. Palabras claves: Bosques boreales, incendios, biodiversidad Introducción Aunque, se deben considerar, las perturbaciones naturales, como los huracanes, fuertes vientos, Los ecosistemas se encuentran sometidos a caída de árboles, incendios. El concepto de cambios constantes, los cuales se producen a degradación se enuncia cuando hay factores diferentes escalas espaciales y temporales (Coppin antrópicos que indirecta o directamente participan et al., 2004). Uno de los principales cambios que en este proceso. A su vez la reducción de los los afectan actualmente es la deforestación y la bosques y el cambio de uso del suelo tienen un degradación, la cual tiene como principal causa la papel clave en la deforestación y degradación de intervención antrópica (Echeverría et al., 2006). los bosques. En este mismo contexto, se ha Autor de correspondencia: [email protected] ISSN 2594-0384 (Electrónica) 49

García-García et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 49-58, 2019 reportado que la deforestación afecta el ciclo veces por la intervención humana. hidrológico, reduciendo la evapotranspiración y Para Sumit et al. (2012), la deforestación es la produciendo un aumento de los caudales (Sun et conversión del bosque a un uso alternativo no al., 2005; D’Almeyda et al., 2006). forestal, como la agricultura, el pastoreo o el Los bosques boreales abastecen el 37% de la desarrollo urbano, también menciona que una de madera mundial y producen el 45% de madera de las preocupaciones mayores es que al reducirse la coníferas. Este aprovechamiento se ha realizado superficie de los bosques traerá consigo la pérdida desde el siglo XVIII. Al inicio la extracción fue de la biodiversidad. desmedida, puesto que estaban lejos de aplicar un Así como la reducción de los bosques y el cambio tratamiento silvícola. Posteriormente, a mediados de uso de suelo tienen un papel importante en el del siglo XIX se reconoce la función de la calentamiento global, algunos autores reportan que silvicultura; implementando los sistemas de corta afecta de igual manera el ciclo hidrológico, selectiva, que aplicaron con éxito en los bosques reduciendo la evapotranspiración y aumentando el más meridionales del continente; al principio se caudal. Similar sucede con el suelo, los nutrientes, creía que era la mejor idea, puesto que no se relaciona directamente con la cobertura forestal realizaban inversión de planificación, sin embargo antrópica (Echeverría et al., 2006). el futuro fue diferente ya que estas actividades en La deforestación es la disminución de la cubierta algunos lugares provocaron catástrofes biológicas, de bosque. En latinoamérica, es el resultado de la algunas zonas quedaban cubiertas por vegetación expansión de la frontera agrícola, la tala ilegal, los arbustiva agresiva y dominante, donde solamente incendios forestales y agropecuarios, los proyectos sobrevivían los arboles tolerantes a la sombra que de infraestructuras y la extracción de minerales habían alcanzado un equilibrio ecológico (como Sumit et al. (2012). Se considera que la Abies, Picea, Tsuga, Pinus, Larix) (Hagner 1995). deforestación es un proceso de conversión de El bosque boreal representa alrededor de 0.25 ha cobertura boscosa a no boscosa, a diferencia de la por persona (per capita). Así mismo más de la degradación que ocurre mientras se mantiene la mitad de los bosques bajo un plan de manejo en el cobertura y resulta una pérdida de algunas mundo se encuentran en la zona boreal (FAO funciones de los bosques que puede llegar a ser 2016). irreversible (Lund, 2009). Sasaki y Putz (2009); La deforestación se ha incrementado de manera Simula (2009) y Sumit et al. (2012), coinciden con acelerada siendo otra de las causas principales de esta definición, al mencionar que una degradación ésta, la agricultura, seguida de la homogenización del bosque ocurre cuando las funciones de los de los paisajes agrícolas, lo cual trae consigo ecosistemas del bosque se ven disminuidas. reducción de la superficie ocupada por hábitats En términos globales las áreas cubiertas por seminaturales, repercutiendo en la biodiversidad y bosques han disminuido alrededor el 3% de 1990 provocando pérdida de numerosas especies (41.28 millones de km2) al 2015, considerándose (Donald, 2004). para este año de alrededor de 39.99 millones de Si se pudieran clasificar las causas de la kilómetros cuadrados. El cambio en las áreas deforestación y degradación de bosques en directas boreales y templadas del planeta ha sido gradual, e indirectas, se menciona que las causas directas, no siendo así para las zonas tropicales ya que el van relacionadas con factores de tipo económico, área de bosques per capita para el trópico ha institucional, políticas nacionales que promueven disminuido prácticamente a la mitad durante los el cambio de uso de suelo, así como mayor últimos 25 años (FAO 2016). extensión de agricultura y ganadería; mientras que, Budiharta et al. (2014), consideran que la tasa de dentro de las causas indirectas, entran los temas deforestación en algunos países es baja, sin como, cambio climático, fragmentación o la embargo, la degradación en los bosques ha propagación de especies invasoras (Lund, 2009; aumentado. Simula, 2009; Bustamante et al., 2015). En este tema, para Canadá se reporta una disminución en sus áreas forestales del 0.3% de Deforestación 1990 a 2015 pasando de 3.483 millones de km2 a Según Altamirano (2010), la deforestación es una 3.471 millones de kilómetros cuadrados (Statistics de las principales causas que produce cambios Canada, 2018). Mostrando un cambio gradual constantes en los ecosistemas, en la mayoría de las como lo indica la FAO. 50

García-García et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 49-58, 2019 Estos dos términos: la deforestación y la  considerar los diferentes tipos de cambios degradación de bosques representan estados, naturales o inducidos por el hombre en los procesos y conceptos diferentes. bosques; Degradación  contener términos claros apoyados por Algunos investigadores apoyan una definición variables e indicadores aplicables, unificada de degradación para contribuir a dar mensurables y detectables; lineamientos prácticos para proteger la biodiversidad, fomentar el uso sostenible de los  considerar diversas escalas temporales y bosques, implementar los proyectos como el de espaciales; reducción de emisiones causadas por la deforestación y degradación (REDD) y promover  disponer de herramientas para su la sostenibilidad del bosque Sasaki y Putz (2009). medición y evaluación, y Esta definición debería considerar toda la gama de  contar con puntos de referencia, valores de umbral relevantes y diferentes niveles de resiliencia a través de indicadores. condiciones biofísicas y sociales de los bosques, la En la degradación Sasaki y Putz (2009), consideran variedad de formas en que pueden ser degradados, que los bosques pierden o reducen su capacidad y considerar los servicios ecosistémicos que para proveer servicios ecosistémicos o sufren prestan dichos bosques (Sasaki y Putz, 2009). cambios mayores en su composición de especies, Ciertas actividades realizadas por el hombre provocando afectaciones a nivel social, cultural y producen cambios en la estructura de los bosques y ecológico. Tarrasón et al. (2010), y Souza et al. sus funciones (Armenteras et al., 2016). (2013), coinciden en que existe una relación La degradación forestal según Lund (2009), la estrecha entre la deforestación y la degradación en define como un proceso de reducción de la calidad los bosques. En muchos casos la degradación es un de los bosques. Simula (2009) la refiere como uno promotor de deforestación, aunque los bosques de los procesos que reduce la capacidad de un pueden permanecer degradados durante mucho bosque para suministrar servicios ecosistémicos tiempo sin llegar al estado de deforestación clave, como es el caso del almacenamiento de (Armenteras et al., 2016). carbono (FAO 2016; Thompson et al., 2013; Bustamante et al., 2015). Bosque Para la Convención marco de las Naciones Unidas Para hablar de degradación en los bosques, es sobre el Cambio Climático (CMNUCC) y La importante revisar la definición de bosque que se Reducción de Emisiones de gases de efecto utiliza, ya que ésta condiciona enormemente su invernadero causadas por la Deforestación y aplicación posterior. Normalmente, las Degradación de los bosques (REDD), la definiciones de bosque incluyen parámetros de degradación forestal es una pérdida de las reservas umbrales, una superficie mínima, altura mínima de de carbono dentro de áreas boscosas que siguen árboles y nivel mínimo de cubierta de copas. Según siendo boscosas; es un impacto negativo causado Angelsen et al. (2009), las definiciones más por el hombre y puede afectar los procesos comúnmente utilizadas de bosque son las de la ecológicos de los ecosistemas (Herold et al., 2011). Organización de las Naciones Unidas para Para Sasaki y Putz (2009), degradación forestal es Agricultura y Alimentos (FAO, 2001), y los la pérdida de árboles y sus reservas de carbono Acuerdos Marrakesh del Protocolo de Kioto. hasta el punto de no poder ser calificada como área La FAO (2001), define un bosque como un área boscosa. Lanly (2003), la define como un proceso con árboles de más de 5 metros de altura y con una que se caracteriza por la disminución de la calidad cobertura del dosel superior al 10%, en áreas de de la superficie forestal en uno o más elementos (ej. más de 0,5 hectáreas. Lo anterior, no incluye las estrato vegetal, fauna, suelo), y las interacciones áreas que son de uso agrícola o urbano, pero sí entre estos componentes y su funcionamiento. incluye las plantaciones utilizadas para actividades Simula (2009), propone algunos criterios que forestales o de protección, espacios protegidos, de deberán contener una definición común de interés científico, histórico o cultural. degradación: La Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático o (CMNUCC), define  ser detallada en términos de considerar todos los bienes y servicios forestales; 51

García-García et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 49-58, 2019 bosque como una superficie mínima de tierra de En la subzona boreal marítima la variación de 0.05-1.0 hectáreas con cubierta de árboles con temperaturas a lo largo del año es relativamente copas de 10% al 30%, altura mínima de 2-5 metros suave y el invierno es generalmente templado y el (Armenteras et al., 2016). Por otro lado, Sasaki y verano fresco; la temperatura media del mes más Putz (2009) definen bosque como un área con una cálido varía de 10 a 15 °C, y la del mes más frío de extensión superior a 0.05 hectáreas con árboles con 2 a -3 °C. La precipitación anual, nieve en su copas >20% y con altura superior a los 3 metros; a mayoría, oscila entre 400 y 800 mm, pero alcanza diferencia de la definición de la FAO (2001), no se 1000 mm y aún más en la parte occidental de excluyen formaciones vegetales abiertas o jóvenes. Noruega y en Terranova (López-Colón et al., Dentro del mecanismo de REDD ha sido propuesta 2011). una definición de bosque consensuada, como una La subzona boreal continental tiene inviernos necesidad para integrar distintos tipos de datos e prolongados y fríos, con nieve abundante durante 5 información, por lo cual Simula (2009) sugiere a 7 meses; la temperatura media mensual varía algunos criterios con los que debe contar una mucho, especialmente en el invierno; en la parte definición de bosque. septentrional, el viento seco y las temperaturas de - 20 °C a -40 °C pueden llegar a ser letales para los  ser una definición clara, concisa, y árboles; la temperatura media del mes más caluroso contextualizada, varía entre 10 y 20 °C. La precipitación anual media varía entre 400 y 600 mm, la mayor parte de  útil y eficaz para el uso previsto, los cuales se registran en los meses de verano (López-Colón et al., 2011).  multipropósito,  coherente con el tiempo y armonizada en el espacio,  no debe interferir con otras definiciones relacionadas con los bosques,  fácilmente aplicable para facilitar la recopilación de datos, la presentación de informes y la verificación. El bosque boreal Figura 1. Distribución natural del bosque boreal localizado El bosque boreal es un conjunto de ecosistemas de en el hemisferio norte (IBFRA, 2019). bosques de coníferas (piceas, abetos, pinos, alerces), que pueden sobrevivir en el norte, La subzona boreal norcontinental comprende los específicamente en regiones del subártico. Se territorios de Siberia oriental y el extremo oriente. concentran en el eje septentrional de la tierra, la Tiene un invierno muy prolongado, mayor parte se extiende entre los 50° y 60º de extremadamente frío y seco; la primavera se latitud norte. Aunque solamente se presentan en el presenta súbitamente y el verano es corto y hemisferio norte (Figura 1), el bosque boreal, aun relativamente cálido, aunque puede helar por las así, es uno de los más extensos de la tierra, se noches, incluso en verano. La temperatura media calcula que asciende a 920 millones de hectáreas anual comprende entre los -7° y -10 °C; la (Kuusela, 1992), es decir el 29 por ciento de los temperatura media mensual varía en más de 40 °C bosques de todo el mundo y el 73 por ciento de los y la mínima de -50° a -60 °C, mientras que la de coníferas. temperatura media del mes más frío llega a ser Se extiende en el continente norteamericano; inferior a -25 °C. La precipitación anual es más Canadá y norte de Estados Unidos y en el continente euroasiático en los países escandinavos (Suecia, Noruega y Finlandia), norte de Kazajstán y norte de Rusia (Siberia). La zona del bosque boreal abarca alrededor del 15% de la superficie terrestre y las zonas del bosque boreal son el bioma más grande del mundo (Hari y Kulmala (2009). La zona boreal se divide en tres regiones, marítima, continental y norcontinental (López et al., 2011). 52

García-García et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 49-58, 2019 baja que en las otras subzonas, (300-400 mm); la procesos y su dependencia de los factores mayor parte se registra en la temporada vegetativa, ambientales están generando regulaciones en los a pesar de lo cual la razón de la precipitación sobre flujos de material y energía. Hari y Kulmala (2009) la evaporación es inferior a la unidad en los meses en su capítulo 10 mencionan que es importante cálidos de verano (López-Colón et al., 2011). entender los cambios en los ciclos biogeoquímicos El bosque boreal contribuye de manera de los bosques boreales, porque sus suelos significativa a determinar el clima global de la contienen grandes lagunas de carbono y pueden tierra y el porcentaje de CO2 de la atmosfera. liberarse en el medio ambiente. Mientras que en el Constituye el mayor depósito de carbono en forma capítulo 5 resalta que el paisaje boreal se orgánica, almacenado en suelo y hojarasca. Forman caracteriza por la alternancia de lagos, humedales un cinturón verde homogéneo en el que la y tierras altas que forman un mosaico de temperatura es el factor ambiental que más condiciones de crecimiento del sitio. Sus rodales, contribuye a determinar los límites geográficos cuya estructura se distingue por composición de (López-Colón et al., 2011). especies y distribución del tamaño de los árboles, La mayor parte del año se encuentra cubierto de lo cual se debe a las condiciones edáficas (Hari y nieve, su aspecto suele ser homogéneo, están Kulmala, 2009). dominados por pocas especies y características Para el caso del territorio mexicano, existe la similares: árboles de fuste recto, forma cónica, presencia de elementos holárticos, de tal forma que hojas pequeñas y estrechas (aciculares). Las Leopold (1950), en su artículo “Vegetation Zones coníferas, son dominantes en los bosques boreales of Mexico”, indicó en 1950, que los bosques de y en las zonas montañosas de las regiones Abies son componentes del bosque boreal. Los templadas, formando el límite tanto latitudinal bosques de oyamel (Abies), son comunidades como altitudinal de la vegetación arbórea. Este tipo vegetales densas y altas (hasta de 30 m), se de árboles (cuyas semillas se encuentran distribuyen en las zonas de mayor humedad y frío, encerradas en conos o piñas) estuvieron más entre los 2000 y 3400 m de altitud. Se concentran extendidos en anteriores épocas geológicas, en el Eje Neovolcánico y la Sierra Madre del Sur, mientras que, actualmente, son las angiospermas, donde forman masas forestales de gran tamaño, y más evolucionadas y diversificadas, las que de manera más aislada en otras serranías. Los dominan la mayoría de los biomas terrestres. Se bosques de ayarín o pinabete (dominados por diferencian del resto de los ecosistemas por las árboles de los géneros Picea y Pseudotsuga), se condiciones ambientales de clima riguroso, encuentran en condiciones muy similares a las de terrenos helados gran parte del año y suelos pobres los bosques de oyamel, pero son más comunes en en nutrientes (Kuusela, 1992). el norte del país, sobre todo en la Sierra Madre El bosque boreal es muy importante puesto que es Oriental, aunque también se encuentran en el Eje un gran depósito de carbono, sus árboles Neovolcánico, la Sierra Madre Occidental y almacenan más carbono que todos los bosques algunos otros sitios restringidos. Sin embargo, a tropicales. Es un gran pulmón para el planeta, no pesar de la similitud con elementos de flora y fauna sólo por el oxígeno que producen los árboles, sino de estos bosques mexicanos con los ecosistemas porque regula el cambio climático. En éstos boreales, las condiciones climáticas tienen bosques habitan más de 20,000 especies de flora y marcadas diferencias, que han llegado a otorgar a fauna, el 25% de los árboles del mundo se las especies mexicanas condiciones de crecimiento encuentran ahí, así como especies de fauna, por e incrementos mayores que las que se presentan en mencionar algunos: osos, halcones, tigres la zona boreal (Challenger y Soberon, 2008). siberianos, lobos, búhos, etc. Así como el 35% de Es importante denotar que los ecosistemas boreales las aves y 50% de los mamíferos. También habitan albergan la mayor cantidad de áreas destinadas a pueblos indígenas que dependen del bosque tales protección de suelos, agua y provisión de servicios como Sami del norte de Escandinavia y los Nenet ecosistémicos y socioculturales, con respecto de de Rusia (López-Colón et al., 2011). los diferentes dominios climáticos (FAO 2016), tal Los bosques boreales son ecosistemas versátiles, como se muestra en la figura 2. no obstante, presentan una similitud entre ellos, como el proceso de la fotosíntesis, la absorción de Causas de la deforestación y degradación nutrientes, crecer y morir; sin embargo, los mismos La pérdida de biodiversidad, el incremento de 53

García-García et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 49-58, 2019 emisiones de carbono y de otros gases de efecto cambio climático en Suecia; contemplan la invernadero (GEI), es causada principalmente por reducción de las emisiones derivadas de la la deforestación y la degradación de los bosques deforestación y conservación, así como el (Simula 2009; Lanly, 2003). incremento de las existencias de carbono mediante la ordenación forestal sostenible, también Figura 2. Cambio en las áreas forestales destinadas a mencionan que es importante planear protección de suelo, agua y provisión de servicios cuidadosamente las acciones de mitigación como la ecosistémicos y socioculturales por dominancia climática, forestación o las medidas para frenar la 1990-2015 (FAO 2016). deforestación y sobre todo involucrar a las políticas locales de adaptación en los sectores de interés, Después de haber analizado algunas definiciones para la mejora de vida de la población y proveer los de degradación de bosque, donde los autores medios para resistir a los efectos del cambio coinciden con una disminución de biomasa forestal climático (Bernier y Schoene, 2009). y algunos otros factores antropogénicos, éstos no La causa principal de la deforestación es la mencionan un punto importante, tal como las agricultura, seguida de la homogenización de los perturbaciones naturales, huracanes, fuertes paisajes agrícolas, lo cual trae consigo reducción de vientos, caída de árboles, incendios forestales; la superficie ocupada por hábitats seminaturales; normalmente manejan degradación cuando hay repercutiendo en la biodiversidad y provocando factores antrópicos que indirecta o directamente pérdida de especies a los agrosistemas participan en este proceso (Kuusela, 1992). tradicionales. Así mismo, la transición de Las causas de la deforestación y degradación de agrosistemas extensivos a intensivos presenta bosques van directamente relacionadas con mayores impactos sobre la biodiversidad, que la factores de tipo económico, institucional, políticas conversión de hábitats originales en agrosistemas que promueven el cambio de uso de suelo, mayor extensivos (Donald, 2004). extensión de agricultura y ganadería. Sin embargo, A su vez el fuego es una actividad que se ha venido se relacionan indirectamente cuando nos referimos utilizando, e importante para mantener la salud de a: cambio climático, fragmentación o la ciertos ecosistemas, (por ejemplo, la del propagación de especies invasoras (Lund, 2009; Eucalyptus sp. que rebrotaron tras un incendio Simula 2009; Bustamante et al., 2015). natural en Senegal); pero el uso humano de los El grado de afectación de una degradación va a incendios son ahora una amenaza para muchos depender de su frecuencia e intensidad, calidad, bosques y su biodiversidad. Los incendios extensión y su origen (Simula, 2009). Algunos forestales, sobre todo de gran intensidad, es la autores incluyen las características biofísicas del principal causa natural que afecta los bosques área, donde ocurren las perturbaciones y la gestión boreales, en ocasiones se presentan con una de los bosques en la zona (Bustamante et al., 2015). frecuencia de 40 años, mientras que en un área de Todo esto es importante en el proceso de Canadá pasan hasta 300 años y en Suecia el 1% de degradación y en la diferenciación de diversos terrenos forestales se incendia cada año (Ball et al., grados de degradación (Lund, 2009). 2002). En la adaptación de los bosques y su ordenación al Se reporta por ejemplo que en 1950 el bosque boreal presentó un incendio de gran importancia en el norte de British Columbia y Alberta, Canadá cuya superficie es de aproximadamente 1.4 millones de hectáreas; el incendio abarcó, más de 100,000 ha y al parecer eventos como ese, suceden cada 100 años (Jhonson, 1992). El comportamiento de los incendios en los bosques boreales, tienen cuatro características, que son importantes para comprender la dinámica de sus poblaciones: incendio de copa, superficie incendiada, frecuencia con la que se presenta este evento y la cantidad de bosque destruido (Jhonson, 1992). 54

García-García et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 49-58, 2019 Los bosques boreales tienen suelos profundos, alto de madera, producen el 45% de madera de contenido de humedad y densidad aparente que lo coníferas extraída. Este aprovechamiento se ha hace muy inflamable, por lo que se exponen venido realizando desde el siglo XVIII, al principio grandes cantidades de minerales. Las semillas la extracción era desmedida, puesto que estaban viables no son una estrategia de regeneración lejos de aplicar un tratamiento silvícola, fue hasta importante después de la perturbación, debido a la decenios después, a mediados del siglo XIX gran cantidad de desperdicios consumidos; la cuando llegaron a la zona de transición se reconoce dinámica de la población arbórea refleja la la función de la silvicultura; sin embargo, estas mortalidad y su regeneración (Kuusela, 1992). actividades trajeron consigo los claros de bosque existen o la ausencia del mismo (Hagner, 1995). Efectos de la deforestación y degradación Otro efecto importante es el paisaje agrícola, La deforestación tiene efectos negativos para el ocupado por el 38% del total de la tierra. Entre medio ambiente. El impacto más dramático es la 1972 y 1992 la agricultura tuvo un crecimiento del pérdida del hábitat de especies. Setenta por ciento 8% y con ello la intensificación de los de los animales y plantas habitan los bosques de la aprovechamientos ha hecho que la productividad tierra y ciertas especies no pueden sobrevivir la global se incremente de forma exponencial. deforestación (Kuusela, 1992). Gurrutxaga y Valencia (2010) mencionan que para Sumit et al. (2012), en su estudio de causas-efectos el 2050 en los países en vías de desarrollo y estrategias de control, reportan que una fuerte específicamente en Sudamérica y África, la deforestación en el mundo, se presentó en bosques agricultura puede crecer 30% más, mientras que tropicales en el periodo de 1990 a 2010 (1990-2000 para los países desarrollados se espera un descenso. una tasa de deforestación de 16 millones de ha/año El cambio de sistemas tradicionales, como cortinas y 13 millones de ha/año del año 2000 al 2010). rompevientos para dividir parcelas, la tala de También menciona que del periodo de 1980 a 1990 aglomeraciones de árboles dispersos; así como la se presentó una tasa de deforestación de 9.2 ampliación de las tierras cultivadas, alteran los millones de hectáreas por año. Se puede notar un patrones del paisaje agrícola tradicional. Por acto de conciencia con esa disminución en la última ejemplo, la pérdida de setos vivos en Inglaterra década (2000-2010). Sin embargo, algunos países entre 1984 y 1993 fue de 158,000 km, con ello se tienen pérdidas muy altas por año y están en riesgo pierde el hábitat de especies asociadas a los de perder todos sus bosques en la próxima década agrosistemas; la eliminación de vegetación si se mantienen las tasas actuales de deforestación. espontánea repercute en numerosas especies que Los bosques y el clima están intrínsecamente utilizaban los setos, o agrupación de árboles, como vinculados: pérdida de bosque y la degradación es refugio, alimento, lugar de desplazamiento. a la vez una causa y un efecto de nuestro clima También menciona que la sustitución de plantas cambiante. El objetivo del programa REDD que ya están adaptadas por otras de mayor valor (WWF, 2011) es hacer que los bosques tropicales comercial pero la uniformidad de tierras de labor. sean más valiosos como ecosistemas, Aparte de esto, se vuelve un paisaje homogéneo, la proporcionando incentivos financieros a los países utilización de monocultivos en extensas áreas en desarrollo para que conserven sus bosques. repercute en la pérdida de heterogeneidad del Cinco actividades integradas que se acordaron en mosaico paisajístico (Gurrutxaga y Valencia, la reunión de la CMNUCC en Cancún (Sasaki et 2010). al., 2001): El fuego, es una perturbación natural en los bosques boreales, que se regeneran fácilmente 1. Reducción de emisiones por deforestación después de un incendio, sin embargo, dependiendo 2. Reducción de emisiones por degradación de la intensidad y frecuencia, estos pueden alterar el equilibrio. A causa de los incendios devastadores forestal que se produjeron en 1998, más de 2 millones de 3. Conservación de las reservas de carbono hectáreas de bosque de Rusia perdieron la mayor parte de sus principales funciones ecológicas. Los forestal incendios intensos tienen efectos negativos sobre la 4. Manejo sostenible de los bosques diversidad vegetal. Las especies meridionales son 5. Aumento de las reservas de carbono vulnerables ya que se encuentran en el límite Se puede considerar como un efecto principal la ausencia de bosque donde existía. Los bosques boreales abastecen el 37% de la demanda mundial 55

García-García et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 49-58, 2019 septentrional de su área de distribución geográfica. captura de carbono atmosférico. Por ejemplo, en Rusia, los incendios de origen humano han contribuido a una reducción drástica Conclusiones de las poblaciones de 60 especies de plantas vasculares, 10 especies de hongos, ocho de De acuerdo a los expuesto y analizado en este líquenes y seis de musgo durante los dos o tres documento, se vislumbra que una de las principales últimos decenios (Ball et al., 2002). causas de la deforestación y degradación en el En las zonas boreales de Canadá, la permanencia bosque boreal es el fuego, ya que a pesar de que de bosques longevos, dependen del clima en las puede existir una relación favorable de este con los diferentes áreas, así como de los regímenes del ecosistemas, al alterarse los patrones naturales del fuego (Statistics Canada, 2018). mismo, se modifican su frecuencia e intensidad. Estudios realizados en bosques boreales de Canadá El cambio de uso de suelo significa otra causa (Bergeron et al., 2004), concluyen que por medio importante en la deforestación y degradación, sea del manejo forestal se puede lograr recrear paisajes este por ampliación de la frontera agrícola o por pre-industriales, controlados por el fuego a lo largo asentamientos humanos o actividades industriales, de ese país. Los mismos autores indican que dicha siendo mayor la degradación por estos últimos, lo situación no se refleja en bosques de Rusia, por lo que conlleva a una mayor dificultad para lograr la que la incertidumbre acerca de los efectos del reversibilidad del proceso. cambio climático, podría modificar los pronósticos Un efecto importante desde punto de vista existentes. De tal forma que es necesario enfatizar económico, considerando que los bosques boreales que los incendios determinan los modelos de satisfacen el 37% de la madera mundial, al no sucesión que originan el mosaico de clases de edad existir éstos, podría significar un gran impacto y de comunidades en los ecosistemas; ya que en económico para la actividad forestal de aquellos algunas partes del bosque existen refugios frente al países que contribuyen actualmente a esta fuego en lugares húmedos, a los que el fuego no producción. llega en ocasiones durante cientos de años. Esos Por otra parte, además del efecto directo de perder refugios son esenciales para el ecosistema forestal estos importantes ecosistemas, se perdería su de la región boreal porque existen especies que sólo valiosa contribución de los servicios ecosistémicos. pueden sobrevivir en estos lugares y constituyen El efecto indirecto de la pérdida de los bosques una fuente de semillas para recolonizar las zonas boreales, se podría ver reflejado en una mayor que fueron devastadas por los incendios forestales presión sobre otro tipo de bosques, ya que sobre (Ball et al., 2002). estos recaería el suplir la demanda de madera y En cuanto a la afectación por la pérdida de los otros productos, que actualmente satisfacen los bosques en términos socioeconómicos para el caso bosques boreales. Pudiendo de esta manera de América y en específico de Canadá, serían acrecentarse los procesos de deforestación y significativos, ya que para ese país el sector forestal degradación de ecosistemas en otras regiones del proveyó en el 2016 alrededor de 205,660 empleos, planeta. así mismo el valor de las importaciones por Los bosques boreales han presentado un cambio concepto de productos forestales se estimó en gradual a lo largo de los últimos 25 años, sin $29.5 billones de dólares para ese mismo año embargo, a pesar de que en Norteamérica y Europa (Statistics, 2018). Considerando además que los se aplican programas de manejo enfocados al bosques proveen de diferentes servicios aumento tanto del área forestal como de la ambientales tales como filtración de agua, protección de estos ecosistemas, es necesario el purificación del aire, secuestro de carbono, considerar la respuesta de los mismos ante un servicios recreativos y espirituales. mundo cambiante, con la finalidad de garantizar la Si bien, los efectos del cambio climático global han permanencia de dichos ecosistemas y los resaltado a los ecosistemas forestales como un beneficios que se obtienen de ellos. elemento clave en la reducción de la concentración de carbono atmosférico por medio de la fotosíntesis Referencias (Fragoso-López et al., 2017); un efecto importante de la degradación y deforestación de los mismos, Altamirano, A. 2010. Deforestación en ecosistemas templados sería la eminente pérdida de este elemento de de la precordillera andina del centro-sur de Chile. 56

García-García et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 49-58, 2019 BOSQUE. 31(1):53-64. Protected Areas: A Case Study of an Abies religiosa Angelsen, A., S. Brown, C. Loisel, L. Peskett. 2009. Reducción (H.B.K.) Schlecht. et Cham Forest. Forests, 8(11): 429; doi:10.3390/f8110429. de Emisiones de la deforestación y la degradación de Gurrutxaga, M. y P. J. L. Valencia. (2010). Causas de los bosques (REDD): Reporte de Evaluación de Opciones. procesos territoriales de fragmentación de hábitats. Meridian Institute. Lurralde: Inves. Espac, 33, 147-158. Armenteras, D., M. González, J. Retana, M. Espelta. 2016. Hagner, S. 1995. Silvicultura en los bosques boreales. Degradación de bosques en Latinoamérica: Síntesis Corporativo: Organización de las Naciones Unidas para conceptual, metodologías de evaluación y casos de la Agricultura y la Alimentación., Roma, Italia. estudio nacionales.Publicado por IBERO-REDD+ Unasylva. 46(181):18-25. Ball, J., I. Bourke, S. Braatz, D. 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García-García et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 49-58, 2019 its response to potential deforestation across the southeastern United States. Journal of Hydrology 308:258-268. Tarrasón, D., T. Urrutia, F. Ravera. 2010. Conservation status of tropical dry forest remnants in Nicaragua: Do ecological indicators and social perception tally? Biodivers Conserv 19:813–827. http://dx.doi.org/10.1007/s10531-009-9736-x Thompson, D., R. Guariguata, K. Okabe. 2013. An Operational Framework for Defining and Monitoring Forest Degradation. Ecol Soc 18:art 20. http://dx.doi.org/10.5751/ES-05443-180220 World Wildlife Fund (WWF). 2011. Bosques y clima: REDD+ en un punto decisivo. Informe bosques vivos de wwf: capítulo 3. 58

Bernadac-Villegas et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 59-70, 2019 Identificación y cuantificación de diclofenaco en aguas residuales de Ciudad Juárez Luis-Gerardo Bernadac-Villegas1*, Mónica Puente-Tavares1, Jorge-Deciderio Carrillo-Méndez1, Marisela-Yadira Soto-Padilla1, Edith Flores-Tavizón1, Sergio Saúl-Solís1, Miguel Domínguez- Acosta1, Felipe-Adrián Vázquez-Gálvez1, Claudia-Carolina Hernández-Peña2. 1Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental, Instituto de Ingeniería y Tecnología, Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, Cd. Juárez, Chihuahua. 2Departamento de Ciencias Químico Biológicas, Instituto de Ciencias Biomédicas, Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, Cd. Juárez Chihuahua. Artículo recibido el 19 de agosto de 2019 y aceptado el 1 de octubre de 2019 Identification and quantification of diclofenac in wastewater from Ciudad Juárez Abstract In Mexico, there are few studies about the presence of drugs in the environment and the potential impact. In Ciudad Juárez there are no records of any type of analysis, therefore, it was sought to start with an overview by analyzing two samples from the influent and effluent of the southern wastewater treatment plant in Ciudad Juárez. Analyzes of different physicochemical parameters were performed, as well as a selective extraction use for the recovery of diclofenac and a spectrophotometric analysis for the detection and quantification of this analyte. Concentrations of 160 parts per billion (ppb) for the influent was detected; In the case of the effluent, it was not possible to detect its presence. This study confirmed the presence of the drug in a notorious concentration for the environmental matrix studied. It is to be considered in the future, the establishment of monitoring mechanisms in the different treatment plants of the city, as well as the analysis of more compounds of this category of drugs. Key words: drugs, non-steroid anti-inflammatory, treatment, wastewater Resumen Los estudios para la detección de fármacos anti-inflamatorios no esteroideos en cuerpos de agua son escasos en México. Particularmente en Ciudad Juárez no se cuenta con registros de esta clase de análisis, por ello, se buscó iniciar con una visión general analizando dos muestras provenientes del efluente y afluente de la planta de tratamiento de aguas residuales localizada en el sur de la ciudad. Se realizaron análisis de distintos parámetros fisicoquímicos, una extracción selectiva para la recuperación de diclofenaco y un análisis espectrofotométrico para la detección de este analito de interés. Se lograron detectar concentraciones de 160 partes por billón para el afluente; para el caso del efluente no se logró detectar la presencia de este. Con la investigación, se confirmó la presencia del fármaco en una concentración notoria para la matriz ambiental estudiada. Es de considerarse en un futuro, el establecimiento de mecanismos de monitoreo en las distintas plantas de tratamiento de la ciudad, así como el análisis de más compuestos de esta categoría de fármacos. Palabras claves: fármacos, anti-inflamatorios no esteroideos, tratamiento, agua residual * Autor de referencia E-mail: [email protected] ISSN 2594-0384 (Electrónica) 59

Bernadac-Villegas et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 59-70, 2019 Introducción la mayoría de estas técnicas se basan de una concentración conocida de los compuestos a Los contaminantes de preocupación emergente o analizar además de una extracción y seguido de su comúnmente llamados contaminantes emergentes, determinación por métodos de detección precisos que incluyen los productos farmacéuticos y (Carpinteiro-Botana, 2005). productos para el cuidado personal (PPCPs), cada Se define como agua residual todo tipo de agua que vez son más detectados en aguas superficiales según haya sido afectada de forma negativa por la acción menciona la Agencia de Protección Ambiental de del ser humano. Estas aguas se generan en los los Estados Unidos de Norteamérica (EPA, 2016). entornos tanto rurales como urbanos a través de Los fármacos anti-inflamatorios no esteroideos diversas actividades domésticas, industriales y de (AINEs), según afirman McGettigan y Henry servicios (Arriols, 2018). Ciudad Juárez es la (2013), se encuentran entre los más ampliamente primera ciudad fronteriza en tratar al 100 % sus utilizados de los agentes terapéuticos. Tomados por aguas residuales desde el 2014 según la Comisión separado o en combinación con otras clases de Nacional del Agua (CONAGUA, 2014), contando medicamentos, alivian los síntomas a través de con un total de 7 plantas de tratamiento distribuidas múltiples indicaciones clínicas, incluyendo en todo el municipio. principalmente tratamientos para cortos o largos En casi cualquier zona habitacional doméstica se plazos de dolor. Los efectos adversos o secundarios consumen fármacos de distintos tipos, así como en de los AINEs son bien conocidos, siendo los hospitales siendo estos los mayores relacionados en gran medida con mecanismos contribuyentes a la emisión de fármacos hacia el subyacentes de acción. Una gran cantidad de alcantarillado de la ciudad. Como cualquier estudios fármaco-epidemiológicos han contaminante, los fármacos una vez que llegan al documentado graves complicaciones medio ambiente, se transportan y distribuyen a gastrointestinales y cardiovasculares (McGettigan y través del agua, aire, suelo o sedimentos Henry, 2013). Sin embargo, actualmente en México dependiendo de factores como las características del se encuentran disponibles en todas las farmacias y medio y las propiedades fisicoquímicas que posea. pueden adquirirse ya sea con receta médica o de Es común encontrar concentraciones de venta libre (Ríos y Estrada, 2018). Los AINEs medicamentos en los efluentes de las plantas de coinciden en su mayoría en su estructura química; tratamiento ya que estas no están diseñadas para todos son sustancias que derivan de diferentes removerlos, por lo tanto, terminan en los diferentes ácidos (Perea-Martínez et al., 2016) y según su cuerpos de agua receptores de estas descargas estructura química, los AINEs se clasifican en (Quesada-Peñate et al., 2009). diversos grupos (Rosas-Gómez et al., 2008). Los efectos adversos o secundarios de los AINEs Consisten estructuralmente en una parte ácida unido son bien conocidos, siendo relacionados en gran a un grupo funcional arilo. Algunos analgésicos medida con mecanismos subyacentes de acción. también contienen un grupo de enlace polar, que Una gran cantidad de estudios fármaco- une el resto de la molécula a un grupo lipófilo epidemiológicos han documentado graves adicional (De Ruiter, 2002). Como cualquier complicaciones gastrointestinales y contaminante, los fármacos una vez que llegan al cardiovasculares (McGettigan y Henry, 2013). Sin medio ambiente, se transportan y distribuyen a embargo, actualmente en México se encuentran través del agua, aire, suelo o sedimentos disponibles en todas las farmacias y pueden dependiendo de factores como las características del adquirirse ya sea con receta médica o de venta libre. medio y las propiedades fisicoquímicas que posea. En un estudio acerca de la automedicación se Debido a la reciente preocupación respecto a este determinó que 68 % de los medicamentos tipo de contaminantes se han empezado a adquiridos fueron AINEs (Ríos y Estrada, 2018). desarrollar distintas técnicas para poderlos detectar Además, Pérez-Álvarez et al. (2017), mencionan y cuantificar, sin embargo, debido a que se pueden que la descarga de agentes terapéuticos en encontrar en cantidades mínimas (hasta pg ml-1), es instalaciones de producción, hospitales, hogares necesario desarrollar técnicas efectivas desde el privados, efluentes, así como la eliminación momento de la toma de muestras, una extracción inadecuada de aquellos no utilizados, confieren una eficaz y métodos de detección eficientes, en donde carga al medio ambiente y que a estos compuestos 60

Bernadac-Villegas et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 59-70, 2019 se les ha dirigido una creciente atención debido a la con la sección 8.2 de la NMX-AA-007-SCFI-2013 alta presencia y efectos potenciales en el medio ANÁLISIS DE AGUA – MEDICIÓN DE LA ambiente. El objetivo del presente estudio fue determinar la presencia de anti-inflamatorios no TEMPERATURA EN AGUAS NATURALES, esteroideos (específicamente diclofenaco), en el afluente y efluente de la Planta de Tratamiento de RESIDUALES Y RESIDUALES TRATADAS - Agua Residual Sur de Ciudad Juárez. MÉTODO DE PRUEBA (2013), con el mismo Materiales y métodos medir de pH. 1. Muestreo y caracterización fisicoquímica Se realizaron el muestreo y la caracterización 1.3 Conductividad eléctrica fisicoquímica con base en las Normas Mexicanas vigentes para la determinación de los distintos Para la realización del análisis de conductividad parámetros. Para la realización del muestreo se utilizó el procedimiento de la norma mexicana en eléctrica se utilizó el procedimiento de la norma vigor para muestreo de agua residual NMX-AA- 003-1980 AGUAS RESIDUALES. - MUESTREO mexicana en vigor NMX-AA-093-SCFI-2000 (1980), tanto para el afluente como efluente tomando en total 12 muestras de agua en recipientes ANÁLISIS DE AGUA - DETERMINACIÓN DE de polietileno de un litro limpios y de tapa impermeable. LA CONDUCTIVIDAD ELECTROLÍTICA Las muestras se separaron e identificaron en dos segmentos: (2000), este método se basa en la propiedad que • Afluente Fisicoquímicos (AFQ) • Efluente Fisicoquímicos (EFQ) adquiere el agua de conducir la corriente eléctrica 1.1 Potencial de hidrógeno (pH) Para la realización del análisis de pH se utilizó el cuando tiene iones disueltos. La conducción de la procedimiento de la norma mexicana en vigor NMX-AA-008-SCFI-2016 ANÁLISIS DE AGUA.- corriente eléctrica en agua puede explicarse por MEDICIÓN DEL pH EN AGUAS NATURALES, RESIDUALES Y RESIDUALES TRATADAS medio de la disociación electrolítica. Cuando se (2016), donde menciona que la medición del valor de pH está basada en la diferencia de potencial de disuelve en agua un ácido, una base o una sal, una una celda electroquímica empleando un pHmetro, este valor depende de la temperatura debido al porción se disocia en iones positivos y otra en equilibrio de disociación, por lo tanto, la temperatura de la muestra siempre debe ser negativos. La medición se realizó en el sitio reportada en conjunto con el pH de la muestra. La medición fue realizada en el sitio conforme a la conforme a la sección 7.3 y con el mismo equipo sección 8 de la norma, con un medidor impermeable de pH, CE/TDS y temperatura marca Hanna utilizado anteriormente, debidamente calibrado. Instruments y modelo HI98129, que cumple con las especificaciones de la sección 7.3 de la misma 1.4 Sólidos sedimentables norma, previamente calibrado con soluciones amortiguadoras de referencia. No fue necesario Para la realización del análisis de sólidos realizar el cálculo de compensación de temperatura ya que el equipo cuenta con esta herramienta de sedimentables se utilizó el procedimiento de la manera automática. 1.2 Temperatura (T) norma mexicana en vigor NMX-AA-004-SCFI- La temperatura fue medida en el sitio de acuerdo 2000 DETERMINACIÓN DE SÓLIDOS SEDIMENTABLES EN AGUAS NATURALES, RESIDUALES Y RESIDUALES TRATADAS (2000), la cual define a la materia sedimentable como aquellas partículas que se depositan en el fondo de un recipiente en condiciones estáticas y pasado un determinado tiempo, de esta forma utilizando el cono Imhoff conforme a la sección 7. 1.5 Sólidos suspendidos, disueltos y totales Para la realización del análisis de sólidos totales se utilizó el procedimiento de la norma mexicana en vigor NMX-AA-034-SCFI-2001 DETERMINACIÓN DE SÓLIDOS Y SALES DISUELTAS EN AGUAS NATURALES, RESIDUALES Y RESIDUALES TRATADAS (2001), el principio de este método se basa en la medición cuantitativa de los sólidos y sales disueltas así como la cantidad de materia orgánica contenidos en aguas naturales y residuales, mediante la calcinación y evaporación de la muestra (filtrada o no), en su caso, a temperaturas específicas, en donde los residuos son pesados y sirven de base para el cálculo del contenido de estos, además de la medición con el equipo Hanna Instruments y modelo HI98129 para la medición de solidos 61

Bernadac-Villegas et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 59-70, 2019 disueltos y finalmente los sólidos suspendidos se PEQUEÑA ESCALA (2011), este método llamado del tubo sellado, prácticamente consiste en la realizaron con un cálculo de diferencia de los adición de 2 mL de muestra a unos tubos de digestión, los cuales se sometieron a calentamiento parámetros antes descritos. y posteriormente efectuar su lectura en el espectrómetro de masas a 600nm con curva de 1.6 Oxígeno Disuelto calibración previamente realizada. 1.9 Turbiedad Para la realización del análisis de oxígeno disuelto Para la realización del análisis de turbiedad se utilizó el procedimiento de la norma mexicana en se utilizó el procedimiento de la norma mexicana en vigor NMX-AA-038-SCFI-2001 ANÁLISIS DE AGUA - DETERMINACIÓN DE TURBIEDAD vigor NMX-AA-012-SCFI-2001 EN AGUAS NATURALES, RESIDUALES Y RESIDUALES TRATADAS (2001), este método se DETERMINACIÓN DE OXÍGENO DISUELTO basa en la comparación entre la intensidad de la luz dispersada por la muestra bajo condiciones EN AGUAS NATURALES, RESIDUALES Y definidas y la intensidad de luz dispersada por una suspensión de referencia bajo las mismas RESIDUALES TRATADAS (2001), condiciones; a mayor dispersión de luz corresponde una mayor turbiedad. Las lecturas son realizadas específicamente el método del azida de sodio, empleando un turbidímetro calibrado con una suspensión de referencia. El aparato empleado en donde se adiciona una disolución de manganeso esta determinación consiste en un nefelómetro con una fuente de luz para iluminar la muestra y uno o divalente y una disolución alcalina yoduro-azida de varios detectores fotoeléctricos con un dispositivo de lectura exterior para indicar la intensidad de la sodio a una muestra de agua contenida en un frasco luz dispersada a 90° de la dirección del haz de luz incidente, reportando los resultados en unidades de vidrio que debe permanecer cerrado. nefelométricas de turbidez (NTU). 1.10 Dureza total El oxígeno disuelto (OD) oxida al hidróxido de Para la realización del análisis de dureza total se utilizó el procedimiento de la norma mexicana en manganeso disuelto, en cantidad equivalente, para vigor NMX-AA-072-SCFI-2001 ANÁLISIS DE AGUA - DETERMINACIÓN DE DUREZA producir un precipitado de manganeso con valencia TOTAL EN AGUAS NATURALES, RESIDUALES Y RESIDUALES TRATADAS más alta. Se acidificó la muestra y los iones yoduro (2001), este método se basa en la formación de complejos por la sal disódica del ácido redujeron al manganeso a su estado divalente etilendiaminotetraacético (EDTA), con los iones calcio y magnesio, cuantificados mediante una produciéndose yodo equivalente al contenido de OD valoración empleando el negro de eriocromo T como indicador visual de punto final, que es de original. El yodo se tituló con una disolución de color rojo en la presencia de calcio y magnesio y vira a azul cuando estos se encuentran acomplejados tiosulfato de sodio al 0.0257 M. El punto final de la o ausentes. El complejo del EDTA con el calcio y el magnesio es más fuerte que el que estos iones valoración se detectó visualmente con un indicador forman con el negro de eriocromo T, de manera que la competencia por los iones se desplaza hacia la de almidón. formación de los complejos con EDTA desapareciendo el color rojo de la disolución y 1.7 Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5) tornándose azul. Para la realización del análisis de demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) se utilizó el procedimiento de la norma mexicana en vigor NMX-AA-028-SCFI-2001 DETERMINACIÓN DE LA DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO EN AGUAS NATURALES, RESIDUALES (DBO5) Y RESIDUALES TRATADAS (2001), el método se basa en medir la cantidad de oxígeno que requieren los microorganismos para efectuar la oxidación de la materia orgánica presente en aguas naturales y residuales y se determina por la diferencia entre el oxígeno disuelto inicial y el oxígeno disuelto al cabo de cinco días de incubación a 20°C. Para la determinación de oxígeno disuelto (OD) se empleó el método antes descrito. 1.8 Demanda Química de Oxígeno (DQO) Para la medición del DQO se utilizó el procedimiento de la normaNMX-AA-030/2-SCFI- 2011 DETERMINACIÓN DE LA DEMANDAQUÍMICA DE OXÍGENO EN AGUAS NATURALES, RESIDUALES Y RESIDUALES TRATADAS - MÉTODO DE PRUEBA - PARTE 2 - DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE LA DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO – MÉTODO DE TUBO SELLADO A 62

Bernadac-Villegas et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 59-70, 2019 1.11 Cloruros totales transportó la muestra en oscuridad a 4°C y en el Para la realización del análisis de cloruros totales se laboratorio inmediatamente a la llegada, se filtró la utilizó el procedimiento de la norma mexicana en muestra con filtros de microfibra de vidrio vigor NMX-AA-073-SCFI-2001 ANÁLISIS DE Whatman™ con diámetro de 55mm. Se AGUA - DETERMINACIÓN DE CLORUROS mantuvieron las muestras en la oscuridad y a una TOTALES EN AGUAS NATURALES, temperatura de -20°C. RESIDUALES Y RESIDUALES TRATADAS 2.1 Extracción en fase sólida (2001), la determinación de cloruros por este El método recomienda realizar la extracción dentro método se basa en una valoración con nitrato de de las primeras 48 horas posteriores al muestreo, de plata utilizando como indicador cromato de potasio. no ser esto posible se deberá congelar la muestra La plata reacciona con los cloruros para formar un para almacenarla máximo durante siete días, en este precipitado de cloruro de plata de color blanco. En caso se mantuvo en congelación y se realizó la el momento cercano al punto de equivalencia al extracción al quinto día después del muestreo. agotarse el ion cloruro, empieza la precipitación del Se utilizó el equipo de extracción en fase sólida cromato. La formación de cromato de plata puede (SPE) Visiprep™ Solid Phase Extraction Vacuum identificarse por el cambio de color de la disolución Manifold y para extraer los analitos de interés en a anaranjado-rojizo, así como en la forma del muestras acuosas se utilizó la misma metodología precipitado, en este momento se da por terminada la que la EPA (2007): Method 1694: Pharmaceuticals valoración. and Personal Care Products in Water, Soil, 1.12 Cloro libre y total Sediment, and Biosolids by HPLC/MS/MS. La medición de cloro libre y cloro total se realizó Se realizó la extracción por triplicado para las mediante el método 8021 de la EPA (2014): muestras AF y EF, utilizando dos cartuchos C8 Chlorine, Free USEPA DPD Method 8021, basado marca Hypersep de 50mg y un cartucho selectivo en una medición colorimétrica empleando un para AINEs marca Supelco para cada una. En todos equipo marca HACH modelo 5953000, el cual se ellos se realizaron los mismos procedimientos de la mide mediante la reacción del cloro libre presente EFS: en la muestra con N, N dietil p-fenileno-diamina (DPD), para formar un color rosa proporcional a la  Acondicionamiento: Se agregaron dos concentración de cloro. Los resultados del ensayo se volúmenes de 10 mL de metanol seguido miden a una longitud de onda de 530 nm. de 6 mL de agua destilada. 1.13 Nitrógeno total (orgánico y amoniacal) Para la realización del análisis de nitrógeno total se  Carga: Se administraron 100 mL de cada utilizó el procedimiento de la norma mexicana en muestra (AF y EF) por triplicado a un flujo vigor NMX-AA-026-SCFI-2010 ANÁLISIS DE de 5-10 mL/min. AGUA - MEDICIÓN DE NITRÓGENO TOTAL KJELDAHL EN AGUAS NATURALES,  Lavado: se agregaron 6 mL de agua RESIDUALES Y RESIDUALES TRATADAS destilada y se dejaron secar a vacío por 30 (2010). min. 2. Determinación de las concentraciones de diclofenaco  Elución: Se eluyó con 12 ml de metanol, Las muestras se separaron e identificaron en dos los eluatos se recibieron en viales de 15 segmentos, los contenedores fueron acondicionados mL. para evitar el paso de luz a través de estos, como recomienda el método de la EPA (2007): Method Una vez realizada la extracción, dicho extracto 1694: Pharmaceuticals and Personal Care Products deberá mantenerse en oscuridad a -20 °C y in Water, Soil, Sediment, and Biosolids by analizarse dentro de los 40 días posteriores. HPLC/MS/MS: 3. Preparación de soluciones estándar y análisis • Afluente Fármacos (AF) espectrofotométrico • Efluente Fármacos (EF) Se prepararon soluciones estándar del AINE a Se filtró la muestra con una malla de 1 mm para cuantificar, diclofenaco marca Sigma Aldrich con remover sólidos grandes. Posteriormente se pureza ≥ 99 %, se prepararon las soluciones en concentraciones de 1, 4, 10, 20 y 30 ppm para realizar la curva de calibración en el equipo.Se creó y configuró el método en espectrofotómetro UV- Visible marca Thermo Fisher Scientific modelo Nanodrop 2000, con las especificaciones 63

Bernadac-Villegas et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 59-70, 2019 consideradas (lectura a 242 nm) por Garbey et al. Resultados (2015), para la detección de moléculas orgánicas de carácter ácido como lo son los fármacos de esta 1. Caracterización fisicoquímica categoría. Posteriormente se obtuvieron las 1.1 Afluente concentraciones en las muestras de agua residual A continuación, se muestran los resultados AF y EF de diclofenaco a través de la lectura con el consolidados obtenidos del afluente en la tabla 1, mismo equipo y con la curva de calibración además de la adición de los límites máximos calculada. Además, se consideró realizar un análisis permisibles (LMP), de las normas mexicanas cualitativo con un equipo de espectroscopía FTIR vigentes que regulan la calidad de agua en el país, marca Thermo Fisher Scientific Modelo Nicolet esto con el fin de comparar los resultados con la 6700, para detectar efectivamente las moléculas que legislación aplicable. Se marcaron con un * aquellos nos indiquen la presencia del fármaco en la muestra. parámetros fuera del límite. 1.2 Efluente Tabla 1. Consolidado de parámetros físicoquímicos afluente. Parámetro Resultado LMP NOM-002- LMP Reglamento SEMARNAT- Municipal de Ecología y Protección al Ambiente pH 8.02 No definido 6-9 Temperatura 27.6 °C No definido 25-35 °C Conductividad 1021 µS/cm No definido 2500 µS/cm Sólidos sedimentables 5.0 mL/L 10 mL/L 1.5 mL/L* Sólidos totales 718 mg/L No definido 2100 mg/L Sólidos disueltos totales 529 mg/L No definido 1000 mg/L Sólidos suspendidos 189 mg/L No definido 180 mg/L* totales Oxígeno disuelto 7.29 mg/L No definido No definido 109 mg/L No definido 220 mg/L Demanda bioquímica de oxígeno Demanda química de 106.73 mg/L No definido 190 mg/L oxígeno Turbiedad 55 NTU No definido 50 NTU* Dureza total 235 mg/L No definido 300 mg/L Cloruros totales 122.83 mg/L No definido No definido Cloro libre 0.11 mg/L No definido 1 mg/L Cloro Total 0.18 mg/L No definido No definido Nitrógeno amoniacal 23.2 mg/L No definido 20 mg/L* Nitrógeno orgánico 1.46 mg/L No definido No definido Nitrógeno total 24.66 mg/L No definido 26 mg/L 64

Bernadac-Villegas et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 59-70, 2019 En la tabla 2 mostrada a continuación, se concentran 2. Cuantificación de diclofenaco los resultados obtenidos del efluente, además de la Derivado del análisis de los estándares se adición de los límites máximos permisibles de las obtuvieron los comportamientos de cada una de las normas vigentes que regulan la calidad de agua en concentraciones de estos en el espectro UV-Visible, el país, esto con el fin de comparar los resultados así como finalmente una gráfica consolidada en la con la legislación aplicable. Se marcaron con un * figura 1. aquellos parámetros fuera del límite. Una vez realizadas las detecciones se obtuvo la Tabla 2. Consolidado de parámetros fisicoquímicos efluente. Parámetro Resultado LMP NOM-003- LMP Reglamento Municipal de SEMARNAT- Ecología y Protección al Ambiente pH 7.57 No definido 6-9 Temperatura 30.0 °C No definido 25-35 °C Conductividad 1395 S/cm No definido 2500 µS/cm Sólidos sedimentables 2.0 mL/L No definido 1.5 mL/L* Sólidos totales 774 mg/L No definido 2100 mg/L Sólidos disueltos totales 730 mg/L No definido 1000 mg/L Sólidos suspendidos totales 44 mg/L 30 mg/L 180 mg/L Oxígeno disuelto 7.08 mg/L No definido No definido Demanda bioquímica de oxígeno 73 mg/L 30 mg/L 220 mg/L Demanda química de oxígeno 83.492 mg/L No definido 190 mg/L Turbiedad 14 NTU No definido 50 NTU Dureza total 195 mg/L No definido 300 mg/L Cloruros totales 181.39 mg/L No definido No definido Cloro libre 1.24 mg/L No definido 1 mg/L* Cloro total 2.19 mg/L No definido No definido Nitrógeno amoniacal 5.82 mg/L No definido 20 mg/L Nitrógeno orgánico 1.23 mg/L No definido No definido Nitrógeno total 7.05 mg/L No definido 26 g/L Espectro UV-Vis consolidado 1 ppm 2 4 ppm 1.5 10 ppm 1 20 ppm 0.5 30 ppm 0 -0.5 Longitud de onda Figura 1. Espectro UV-Vis de diclofenaco consolidado. Absorbancia 191 220 249 278 307 336 365 394 423 452 481 510 539 568 597 626 655 684 713 742 771 800 829 65

Bernadac-Villegas et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 59-70, 2019 curva de calibración con un coeficiente de 2.2 Efluente correlación > 0.999, como se presenta en la figura 2. De igual forma las muestras del efluente se 2.1 Afluente analizaron por triplicado, identificadas de la Las muestras del afluente se analizaron por siguiente manera: triplicado, identificadas de la siguiente manera: 1. Muestra EF-C8 que comprende una muestra de 1. Muestra AF-C8 que comprende una muestra de agua extraída con el cartucho C8. agua extraída con el cartucho C8. 2. Muestra EF-C8-SPK que comprende a la muestra 2. Muestra AF-C8-SPK que comprende a la muestra de agua que fue extraída con un cartucho C8 y la de agua que fue extraída con un cartucho C8 y la cual se preparó como dilución a 1 ppm. cual se preparó como dilución a 1 ppm. 3. Muestra EF-AINE que está constituida de una 3. Muestra AF-AINE que está constituida de una muestra de agua extraída con el cartucho selectivo muestra de agua extraída con el cartucho selectivo para AINEs Supelco. para AINEs Supelco. De las tres muestras analizadas, únicamente se logró Utilizando la curva de calibración obtenida de la detectar absorbancia con valores positivos en la medición con los estándares, se calcularon las muestra EF-C8-SPK, las otras dos quedaron fuera concentraciones de diclofenaco en las tres muestras, del rango de detección del equipo. utilizando la ecuación de la recta se obtuvieron los Utilizando nuevamente la curva de calibración siguientes valores de concentraciones mostrados en obtenida de la medición con los estándares, se la tabla 3. calculó la concentración de diclofenaco en la Absorbancia 0.250 Curva de calibración 0.200 y = 0.0062x + 0.018 0.150 R² = 0.999 0.100 0.050 5 10 15 20 25 30 35 0.000 Concentración en ppm 0 Figura 2. Curva de calibración del diclofenaco. Tabla 3. Resultados de mediciones de absorbancia afluente. Longitud Muestra Absorbancia Ecuación Resultado (ppm) de onda AF-C8 0.019 Y = 0.0062x + 0.018 0.16 242 AF-C8-SPK 0.025 Y = 0.0062x + 0.018 1.12 242 AF-AINE 0.022 Y = 0.0062x + 0.018 0.64 242 66

Bernadac-Villegas et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 59-70, 2019 muestra EF-C8-SPK, utilizando la ecuación de la se presentan los espectros correspondientes al recta se obtuvo la concentración de 0.96 ppm. Se estándar de diclofenaco a 30 ppm (rojo), metanol obtuvo la lectura esperada por la adición de la (verde) que fue el solvente diluyente, y finalmente concentración conocida del estándar (1ppm). los espectros de las muestras AF-C8 (morado), AF- 2.3 Afluente y efluente por Espectroscopía AINE (azul) y EF-C8-SPK (naranja). Infrarroja por Transformada de Fourier Los picos en las longitudes de ondas nos determinan Adicionalmente, se realizaron análisis en el tipo de molécula que se encuentra presente, en espectroscopia infrarroja FTIR, esto para la cuanto a la identificación del diclofenaco, se confirmación de la presencia de las moléculas del observaron diversos picos y entre los más diclofenaco en las muestras de agua. En la figura 3 importantes, se encuentran aquellos en las Figura 3. Espectro Infrarrojo consolidado. Tabla 4. Interpretación de radicales en espectro infrarrojo. Fuente: (Santibañez Villegas, 2014). Radical Longitud de onda (cm -1) Longitud de onda figura 11 N-H 3750-3000 3350 Ar-H 3300-2900 2950 H-C=O 3000-2700 2800 C=O 1900-1650 1650 -Cl 1500-1450 1450 OH 1000-1200 1030 Anillos aromáticos 1000-650 650 67

Bernadac-Villegas et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 59-70, 2019 longitudes de onda en cm-1: 3350, 2800, 1450 y el caso del canal), propicia a la formación de 650 que corresponden a los grupos funcionales agentes tóxicos como lo son los compuestos amino, carboxilo, radicales de cloro y anillos clorometanos. aromáticos, respectivamente. En la tabla 4 se Para el caso de la cuantificación del diclofenaco, las presentan los rangos en los que se encuentran estos concentraciones obtenidas en el afluente son y algunos otros grupos funcionales. similares a aquellas encontradas por Martinez, Discusión Armenta, De la Guardia y Esteve (2016), en el lago Albufera, zanjas de riego y alcantarillado cerca del Como se pudo observar en la sección anteriormente área metropolitana de Valencia, España, donde descrita que, comparando los resultados de obtuvieron concentraciones en el rango de los 110- parámetros fisicoquímicos obtenidos con aquellos 150 ppb. Es común encontrar en los diversos regulados por la normativa, el agua del afluente se estudios que, en los efluentes, no se logran detectar considera de calidad insuficiente, encontrándose concentraciones de fármacos o que se reducen sobre todo fuera de límite los parámetros que considerablemente, debido a una posible consideran la cantidad de sólidos presentes, degradación a través del proceso de tratamiento, correlacionado con la turbiedad, además de la carga algunos de estos son los realizados por Madikizela y de nitrógeno amoniacal, la cual supone una alta Chimuka (2017), que en el caso del diclofenaco se contaminación de aguas sanitarias. encontró una degradación de 87.5%, bajando hasta Esto quiere decir que las aguas que convergen en el una concentración de 0.06 ppb. En el estudio de canal contienen las descargas de las distintas Lacina, Mravcová y Vávrová (2012), existieron industrias, comercios y zonas habitaciones donde en porcentajes de remoción hasta del 45%. Existen al menos una de estas no están en cumplimiento con incluso estudios como el de Kanama et al. (2018), la legislación. en donde algunos compuestos pasaron de tener una La industria es la que se encuentra más regulada a concentración detectable en el afluente, y en el través de los permisos de descarga que otorga la efluente ya no se logró detectar concentración junta municipal de agua y saneamiento (JMAS), sin alguna. embargo, existen algunas excepciones como están el Por último, en el análisis de infrarrojo por pago de excedentes para aquellas descargas que no transformada de Fourier, el espectro dejó ver que las cumplen con los límites máximos permisibles, muestras presentan los principales grupos estipulados por el Reglamento Municipal de funcionales del diclofenaco, lo cual demuestra su Ecología y Protección al Ambiente de Ciudad identidad, de manera similar al estudio realizado por Juárez. Tapia-Chacaltana (2015), donde obtuvo un espectro Por lo tanto, no es de extrañarse que se encuentren análogo al del presente trabajo. resultados de este tipo donde la calidad del agua residual este por debajo de aquella que se supone se Conclusiones encuentra regulada. En el caso de las aguas provenientes del tratamiento En el presente estudio, se desarrolló un método en la PTAR Sur, se observa que los sólidos selectivo, para la identificación y cuantificación de sedimentables se encuentran arriba del límite, sin diclofenaco en agua residual. El método a través de embargo, es de considerarse que el punto de técnicas espectrofotométricas logró ser eficaz para muestreo es convergente del efluente al canal, por la obtención de resultados confiables, dado el ende, el suelo en esta zona carece de compactación coeficiente de correlación de la curva obtenida que generando erosión hídrica por parte del efluente al fue mayor a 0.99. momento de la descarga en la planta. Como ya se abordó en un principio, la presencia de Otro parámetro fuera en las descargas del efluente fármacos o en sí, de cualquier PPCP, debería ser es el cloro libre. Este demuestra que la planta está foco de atención para las autoridades en la materia; inyectando demasiado cloro y no considera los este proyecto logró demostrar, que, aunque en una parámetros requeridos en el efluente de descarga. A concentración muy baja, se encuentran presentes en pesar de que el cloro ayuda a la eliminación de las aguas residuales de la ciudad. El presente trabajo agentes patógenos, su exceso en medios donde contó con limitaciones y dificultades técnico- exista contacto con la materia orgánica (como sería operativas, sin embargo, se espera con el tiempo 68

Bernadac-Villegas et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (2): 59-70, 2019 lograr perfeccionar y pulir las técnicas desde las http://www.juarez.gob.mx/2015cf/transparencia/docs.php? fases de muestreo hasta el análisis cuantitativo. Se recomienda en un futuro, considerar este estudio file=183015 [Accedido 26 septiembre 2019]. y realizar los análisis de determinación de AINEs con equipos de mayor precisión dadas las bajas Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI). (2019). concentraciones en se encuentran en el ambiente, como ya se mostró en los artículos citados División municipal. Chihuahua. [En línea] Disponible en: anteriormente. De igual forma se espera que se considere el análisis de los PPCP, en puntos críticos http://cuentame.inegi.org.mx/monografias/informacion/chi ya sea en las salidas de los hospitales, en laboratorios de tipo farmacéutico e inclusive en h/territorio/div_municipal.aspx?tema=me&e=08 zonas habitaciones. [Accedido 18 febrero 2019]. Kanama, K., Daso, A., Mpenyana-Monyatsi, L., Coetzee, M. (2018). Assessment of Pharmaceuticals, Personal Care Products, and Hormones in Wastewater Treatment Plants Receiving Inflows from Health Facilities in North West Province, South Africa. Journal of Toxicology, pp.1-15. https://doi.org/10.1155/2018/3751930 Lacina, P., Mravcová, L., Vávrová, M. (2012). Application of comprehensive two-dimensional gas chromatography with mass spectrometric detection for the analysis of selected Bibliografía drug residues in wastewater and surface water. Journal of Environmental Sciences, 25(1), pp.204-212. Arriols, E. (2018). Qué son las aguas residuales y cómo se https://doi.org/10.1016/S1001-0742(12)60006-0 clasifican. [En línea] ecologiaverde.com. Disponible en: Madikizela, L., Chimuka, L. (2017). 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Revista Latinoamericana de Recursos Naturales© Una revista multidisciplinar para el conocimiento científico de los recursos naturales en Latinoamérica Contenido Volumen 15, Número 2 Consejo Editorial San Pedro Mártir. Servicios ecosistémicos, beneficiarios y regionalización / (San Pedro Martir. Ecosystem services, beneficiaries and regionalization) José Zavala-Alvarez; César Valenzuela-Solano; José-Carmelo Zavala-Alvarez ................................................................................ 35 Deforestación y degradación de ecosistemas boreales, causas y efectos / (Deforestation and degradation of boreal ecosystems, causes and effects) Dora-Alicia García-García, Genaro- Esteban García-Mosqueda, David-Castillo Quiroz, Francisco Castillo-Reyes, José-Trinidad Sáenz- Reyes, Hipólito-Jesús Muñoz-Flores.................................................................................................... 49 Identificación y cuantificación de diclofenaco en aguas residuales de Ciudad Juárez / (Identification and quantification of diclofenac in wastewater from Ciudad Juárez) Luis-Gerardo Bernadac-Villegas, Mónica Puente-Tavares, Jorge-Deciderio Carrillo-Méndez, Marisela-Yadira Soto-Padilla, Edith Flores-Tavizón, Sergio Saúl-Solís, Miguel Domínguez-Acosta, Felipe-Adrián Vázquez-Gálvez, Claudia-Carolina Hernández-Peña .............................................................................. 59 Copyright © 2019 Publicado por el Instituto Tecnológico de Sonora

2019, Vol. 15 Núm. 3 Revista Latinoamericana de Recursos Naturales UNA REVISTA MULTIDISCIPLINAR Instituto Tecnológico de Sonora ISSN 2594-0384 (Versión electrónica)

Revista Latinoamericana de Recursos Naturales© Una revista interdisciplinar para el conocimiento científico de los recursos naturales en Latinoamérica. Consejo Editorial Editores: Fernando Lares Villa ([email protected]), Instituto Tecnológico de Sonora, México. Editor técnico: Marisol Cota Reyes ([email protected]), Instituto Tecnológico de Sonora, México. REVISTA LATINOMAERICANA DE RECURSOS NATURALES, Año 15, No. 31, septiembre- diciembre 2019, es una publicación tetramestral editada y publicada por el Instituto Tecnológico de Sonora (ITSON), a través de la Dirección de Recursos Naturales, con domicilio en 5 de Febrero No. 818 sur Apdo. 335 C.P. 85000, Ciudad Obregón, Sonora, México. Tel:(644)4100923, www.itson.mx, [email protected]. Editor responsable: Dr. Fernando Lares Villa. Reserva de Derechos al Uso Exclusivo No. 04-2016-041414023300-203, otorgado por el Instituto Nacional del Derecho de Autor. Responsable de la última actualización de éste número, Ing. Roberto Munguía Valencia, con domicilio en 5 de Febrero 818 Sur, Col. Centro, Ciudad Obregón, Sonora, CP. 85000, fecha de última modificación, 31 de diciembre de 2019. Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación. Queda estrictamente prohibida la reproducción total o parcial de los contenidos e imágenes de la publicación sin previa autorización del Instituto Tecnológico de Sonora. © Todos los derechos reservados.

Borquez-Román et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (3): 71-76, 2019 Presencia de integrones clase I y II para resistencia antimicrobiana en serotipos de Salmonella de importancia pecuaria en el Noroeste de México Manuel-Alejandro Borquez-Román1, Jesús Vázquez-Navarrete2, Claudia Córdova-Barrios2, Fernando Lares-Villa1,3* 1Programa de Maestría en Ciencias en Recursos Naturales, Departamento de Biotecnología y Ciencias Alimentarias. Instituto Tecnológico de Sonora. 2CENID-Microbiología, Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias. Carretera México-Toluca km 15.5, Palo Alto, Distrito Federal. CP 05110. 3Departamento de Ciencias Agronómicas y Veterinarias, Instituto Tecnológico de Sonora. 5 de Febrero 818 Sur, Cd. Obregón, Sonora. CP 85000.. Artículo recibido el 19 de agosto de 2019 y aceptado el 1 de octubre de 2019 Presence of class I and II integrons for antimicrobial resistance in Salmonella serotypes of livestock importance in Northwestern Mexico Abstract In recent years it has been reported the existence of genetic units called integrons, capable of harboring antibiotic resistance genes. Salmonella spp., Due to its importance in public and animal health, and its increased resistance to antimicrobials, is one of the most studied groups of bacteria. In order to determine the relationship between antimicrobial resistance and the presence of class I and II integrons, 185 strains identified as Salmonella were studied and obtained from various sources in the northwest of the country. Antibiograms were performed for the isolates and their identity was corroborated by phenotypic, serological and genotypic means; The presence of class I and II integrons was sought using the real-time PCR technique. The serotypes found were Salmonella Cholerasuis (47%), Salmonella Enteritidis (10.8%) and Salmonella Typhimurium (11.9%); 30.3% could not be typified with the antiserum set for group D and E. Of the 12 antimicrobials used, the 185 strains tested were sensitive to amikacin and netilmicin while for the other 10 antimicrobials, different degrees of resistance were found. The resistance was presented from one to seven antibiotics. 29.18% of the strains presented multiresistance for more than three antibiotics. 37.29% of the Salmonella studied presented the class I integron, and only 1.1% presented the class II integron. The relationship between the isolates that presented class I and antimicrobial resistance was with the antibiotics of pefloxacin (100%) and trimethoprim-sulfamethoxazole (90.5%). Likewise, those who showed multi- resistance presented class I integron in 57.40% of the cases. It is concluded that these isolates carry at least the two classes of integrons and that there is a correlation with the profile obtained with antibiograms and multiresistance. Key words: Salmonella, antibiotics, antimicrobial resistance, susceptibility, diseases, pig farming, poultry, transmission. Resumen En años recientes se ha reportado la existencia de unidades genéticas denominadas integrones, capaces de albergar genes de resistencia a antibióticos. Salmonella spp., por su importancia en la salud pública y animal, * Autor de correspondencia E-mail: [email protected] ISSN 2594-0384 (Electrónica) 71

Borquez-Román et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (3): 71-76, 2019 y a su incremento en la resistencia antimicrobiana, es uno de los grupos de bacterias más estudiados. Con el fin de determinar la relación entre la resistencia a antimicrobianos y la presencia de integrones clase I y II, se estudiaron 185 cepas identificadas como Salmonella y que fueron obtenidas de diversas fuentes del noroeste del país. A los aislamientos se les hicieron antibiogramas, se corroboró su identidad por medios fenotípicos, serológicos y genotípicos, y se buscó la presencia de integrones clases I y II mediante la técnica de PCR en tiempo real. Los serotipos encontrados fueron Salmonella Cholerasuis (47%), Salmonella Enteritidis (10.8%) y Salmonella Typhimurium (11.9%); el 30.3% no se pudo tipificar con el juego de antisueros para el grupo D y E. De los 12 antimicrobianos utilizados, las 185 cepas probadas fueron sensibles a amikacina y netilmicina mientras que para los otros 10 antimicrobianos, se encontraron diferentes grados de resistencia. La resistencia se presentó desde uno hasta siete antibióticos. El 29.18% de las cepas presentó multirresistencia para más de tres antibióticos. El 37.29% de las salmonelas estudiadas presentaron el integrón clase I, y solo el 1.1 % presentó el integrón clase II. La relación entre los aislamientos que presentaron integrón clase I y resistencia antimicrobiana fue con los antibióticos pefloxacina (100%) y trimetroprim-sulfametoxazol (90.5%). Asimismo, los que mostraron multirresistencia presentaron el integrón clase I en el 57.40 % de los casos. Se concluye que estos aislamientos portan cuando menos las dos clases de integrones y que existe una correlación con el perfil obtenido con los antibiogramas y la multirresistencia. Palabras claves: Salmonella, antibióticos, resistencia antimicrobiana, susceptibilidad, enfermedades, porcicultura, avicultura, transmisión. Introducción agricultura se aplican antimicrobianos de manera indiscriminada (López-Cuevas et al., 2009). El Las bacterias del género Salmonella están objetivo de este trabajo fue identificar la presencia constituidas por más de 2,500 serovariedades (Pati de integrones clase I y II para determinar la et al., 2013), siendo los serotipos Salmonella resistencia antimicrobiana en varios serotipos del Choleraesuis, Salmonella Enteritidis y Salmonella género Salmonella, aisladas de alimentos y animales Typhimurium patógenos que infectan a varias de importancia pecuaria en el noroeste de México. especies de animales destinados a la producción pecuaria, lo cual ocasiona pérdidas económicas y Materiales y métodos causan problema para la salud pública (Arcos-Ávila y Mora-Cardona, 2011). La salmonelosis constituye Para este estudio se obtuvieron 185 cepas del una de las más comunes y ampliamente distribuidas género Salmonella a partir de casos clínicos de enfermedades trasmitidas por los alimentos, cerdos, aves y alimentos. Los aislamientos se constituyéndose en un problema de salud pública y corroboraron con pruebas bioquímicas de rutina. produciendo elevados gastos en los sistemas de Posteriormente se realizó la serotipificación de los seguridad social (Mejia et al., 2008).Una variedad aislamientos acuerdo al esquema de Kauffman y de alimentos han sido implicados como vehículos White utilizando antisueros dirigidos para el de transmisión de la salmonelosis a los humanos, antígeno somático “O” y flagelar “H” para el género incluidos los de aves de corral, carne de res, carne Salmonella. Se realizó un perfil de la resistencia de cerdo, huevos, leche, queso, pescado, mariscos, antimicrobiana en todos los aislamientos por medio frutas, jugo y verduras (Khan et al., 2009). En del método de difusión en gel (Kirvy Bauer) para México, cada año se reportan alrededor de 110 000 bacterias gramnegativas. Después se realizó la casos de salmonelosis asociados al consumo de extracción de ADN utilizando un juego comercial agua y alimentos contaminados (DGE, 2006). Los (InstaGeneTM Matrix) y el DNA fue cuantificado medicamentos más auto recetados son para realizar los PCR (NanoDrop® ND-1000). ciprofloxacina, aminoglucósidos y tetraciclinas para Todos los aislamientos fueron analizados por PCR el tratamiento de infecciones. Diversos reportes han en tiempo real (Fuentes-Arriaga et al., 2013). Para mostrado un incremento en la emergencia de la identificación de la integrasa clase I se utilizaron Salmonella y E. coli con niveles significativos de los oligonucleótidos (IntAf resistencia a los antimicrobianos. En adición a la GGCATCCAAGCAGCAAGC e IntAr automedicación terapéutica, en veterinaria y en AAGCAGACTTGACCTGAT) y para la clase II 72

Borquez-Román et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (3): 71-76, 2019 (IntBf ATCGCAATAGTTGGCGAGT IntBr S. enteritidis, 22 cepas (11.9%) para el antígeno GCAAGGCGGAAACCCGCGCC) (Lynne et al., 2008). flagelar I para S. typhimurium y el 30.3% no tipificó Resultados con estos antígenos. Origen de las cepas Análisis de la resistencia antimicrobiana Las cepas se obtuvieron de dos laboratorios de De las 185 cepas, en los que se observó mayor servicios para el diagnóstico de enfermedades resistencia, fueron carbenicilina con 41 %, pecuarias durante el periodo comprendido entre ampicilina con 39.46 % y cloranfenicol con 36 %, septiembre 2013 - marzo 2014, y localizados en Cd. mientras que los antibióticos en donde no hubo Obregón, Sonora. Las cepas de Salmonella fueron resistencia fueron amikacina, ceftriaxona y aisladas de muestras de órganos, alimentos y heces, netilmicina. Como se observa los antimicrobianos cuyo origen por especie animal aparecen en la tabla de preferencia para ser utilizados como tratamiento 1. de las infecciones siguen siendo los antimicrobianos Serotipificación pertenecientes a la familia de las penicilinas, Se encontraron 87 cepas positivas (47%) al antígeno ampicilina (AM) y carbenicilina (CB). flagelar C para S. choleraesuis, 20 cepas (10.8%) Amplificación del fragmento del gene invA fueron positivas al antígeno somático 1, 9, 12 para Amplificación del fragmento de 378 pb que corresponde al Gen INVA con el cual se corroboró que se trataba en un 100 % de cepas de Salmonella. Identificación de los genes de la integrasa clase I y Tabla 1. Aislamientos del género Salmonella obtenidos en el Sonora, México. Organismo Fuente de obtención del aislamiento Total Porcinos Órganos Alimento Heces 183 86 81 16 Bovinos 1 0 01 Aves 1 0 01 Total 88 81 16 185 Figura 1. Gel de agarosa mostrando la amplificación del gen Inva. Carril 1 marcador de peso molecular, carril 2 control negativo, carril 3 control positivo, carril 4 cepa PNM015, carril 5 cepa PNM018, carril 6 cepa PNM020. 73

Borquez-Román et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (3): 71-76, 2019 II para AM de un 35.5% y para CB de un 96.8%, De las 185 cepas de Salmonella, 69 (37.29%) Inocencio en 2011 obtuvo un perfil de resistencia presentaron el integron clase I, y solamente 2 cepas para AM de un 29% y para CB un 39%, Douadi et (1.1%) expresaron el gen de la integrasa clase II. al. en 2010 para AM un 29.7%; también se obtuvo Comparación entre serotipificación y presencia de un valor alto de resistencia a un anfenicol que es el integrones. cloranfenicol (CL). Otros autores también De las 87 cepas que fueron identificadas como S. obtuvieron valores altos de resistencia para este choleraesuis 27 (31.03%), presentaron el integron antimicrobiano, Inocencio en 2011 obtuvo un 27%, clase I, 20 cepas fueron S. enteritidis de las cuales 7 Douadi et al., 2010 obtuvieron un 21.2%, (35%) presentaron el integron I, 22 cepas fueron S. Rayamajhi et al., 2008 encontraron un 56.8%, que typhimurium de las cuales 9 (40.91%) presentaron como se observa también sigue siendo uno de los el integron I y de las 56 que no tipificó con estos antimicrobianos más utilizado desde hace muchos serogrupos 26 (46.42%) presentaron el integron años para el control de la salmonelosis en la clase I. El integron clase II solamente se presentó en producción porcina mundial a pesar de ser 1 cepa de S. choleraesuis y en una de S. prohibido por producir aplasia medular en niños typhimurium. (Mejia et al., 2008), a pesar de la creación de un anfenicol de nueva generación (florfenicol). Este Cepas resistentes a antimicrobianos que nuevo antimicrobiano conserva todas las cualidades farmacológicas y farmacocinéticas de su antecesor y presentaron integrones. por otro lado se elimina el efecto sobre la medula ósea. Por otro lado, se observa que algunas opciones Hay una relación de más del 50 % entre la serian la utilización de otros antimicrobianos como resistencia a los antibióticos y la presencia del Tabla 2. Resistencia antimicrobiana y presencia de integrones clase I y II. integrón clase I siendo en un 100 % para es el caso de ceftriaxona (CTX), que es una pefloxacina, un 90.47 % para trimetroprim- cefalosporina de tercera generación, donde en este sulfametoxazol estudio se obtuvo un 0% de cepas resistentes, en otros estudios se obtuvieron valores muy bajos de Discusión resistencia, Córdova en 2008 obtuvo 1.61%, Inocencio en 2011 encontró un 4%, y Mejia et al., En este estudio se encontró una resistencia, para CB 2008, reportaron un 1 %. de 41 %, para AM de 39.46 % y CL de 36 %, De las 185 cepas de Salmonella, 69 (37.29%) Córdova en 2008 encontró un perfil de resistencia presentaron el integrón clase I, y solamente 2 cepas 74

Borquez-Román et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (3): 71-76, 2019 (1.1%) expresaron el gen de la integrasa clase II. En indican que sí hay relación entre la multiresistencia otros estudios, Córdova en 2008 encontró la y la presencia de los integrones más que nada en los presencia del integrón I en 22 (38.59 %) y el de clase I ya que estos son los que más se relacionan integrón clase II en 22 (38.59 %), Peirano et al en con la inserción de genes para resistencia a 2006 en Brasil obtuvieron la presencia del integrón antibióticos (Cambray 2010). clase I en 55 (40.74 %) cepas y del integrón II en 1 El integrón clase I confiere resistencia (0.74 %) cepa de un total de 135 cepas de principalmente a: aminoglucósidos como la Salmonella. Por lo tanto la presencia de los gentamicina, amikacina, penicilinas como la integrones varió entre un estudio y otro ya que cada ampicilina y la carbenicilina, cefalosporinas, clase de integrón codifica resistencia a distintos trimetoprim/sulfonamidas, tetraciclina, eritromicina, antibióticos y como en los estudios no hubo el cloranfenicol. Mientras que el integrón clase 2 se mismo origen de las cepas los antibióticos presentó solamente en 2 cepas resistentes a empleados no fueron los mismos y como el integrón cloranfenicol. El integrón clase II tiene la capacidad clase I tiene la capacidad de incorporar más de 60 de portar genes con resistencia a antibióticos como genes de resistencia principalmente a son cloranfenicol, kanamicina, estreptomicina, aminoglucosidos como la gentamicina, amikacina, sulfadiacina, trimetoprim, mercurio, amonio Penicilinas, cloranfenicol, tetraciclina, eritromicina, cuaternario, tetraciclina y estreptomicina (Córdova, cefalosporinas, trimetoprim/sulfonamidas, por tal 2008). Al observar los perfiles de resistencia por motivo la presencia de este integron se encontró con antimicrobiano y a los antibióticos a los que mayor frecuencia esto corrobora con otros autores, codifican principalmente los integrones clase I y II, (Coque-González, 2005), (Cambray et al. 2010). nos damos cuenta de que la resistencia si Los integrones son elementos genéticos que correlaciona con la presencia de los integrones. transportan genes de resistencia, ocasionando que las cepas generen multiresistencia, principalmente Conclusiones el integron clase I, el cual se encuentra aproximadamente entre 22% y 59% de los aislados Los aislamientos de Salmonella fueron identificados de bacterias Gram-negativas (Cambray 2010). bioquímica y molecularmente, encontrando un Inocencio en 2011 encontro la presencia del fragmento 378 pb el cual corresponde al gen de integrón clase I en el 65 % de las cepas de invasividad invA, el cual es característico de esta Salmonella enterica aisladas de alimentos en bacteria. Michoacán, Majtánová et al en 2010 encontraron el Las pruebas de serotipificación con antisueros integrón clase I en 40.41 % de las cepas de somáticos (O) y flagelares (H), revelaron que el Salmonella typhimurium aisladas de humanos en serotipo más frecuente en este tipo de aislamientos Slovakia, Rayamajhi et al 2008 encontraron el fue Salmonella choleraesuis con un 47 %. integrón clase I en 68.6 % de cepas de Salmonella Mediante el método Kirby-Bauer se observó que de typhimurium aisladas de cerdos en Korea, Lee et al las 185 cepas de Salmonella se presentó mayor 2009 encontraron el integrón clase I en 81.7% de resistencia para los antimicrobianos ampicilina, cepas de Salmonella choleraesuis aisladas de carbenicilina y cloranfenicol; 39.46%, 41% y 36% humanos y animales en Taiwán, y Peirano et respectivamente. En cambio, para amikacina, al.(2006), demostraron la presencia del integrón ceftriaxona y netilmicina hubo un 100 % de clase I en 40.74 % y del integrón II en 0.74 % de sensibilidad. cepas de Salmonella entérica aisladas de humanos, El integrón clase I fue el más frecuente al animales y alimentos en Brasil. encontrarse en 69 (37.29%), de los aislamientos Los integrones son considerados elementos mientras que el integrón clase II solamente en 2 genéticos que pueden integrar genes de resistencia (1.1%) aislamientos. en bacterias, y así estas generen multiresistencia. Se Se presentó multirresistencia antimicrobiana en 56 han encontrado relaciones entre multiresistencia y de 185 aislamientos, de las cuales 34 (62.96 %) presencia de integrones clase I de un 71 % en presentaron el integrón clase I y ninguna presentó el Michoacán (Inocencio, 2011), un 66.66% en el integrón clase II. El integrón clase II solo se Estado de México (Cordova 2008), un 20.33% (Lin- presentó en 2 cepas resistentes a 1 antibiótico. Thong y Modarressi, 2011). Estos valores altos nos El 100% de los aislamientos resistentes a 75

Borquez-Román et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15 (3): 71-76, 2019 pefloxacilina (13/185) presentaron el integrón clase Strains Isolated from Imported Seafood, I, mientras que para carbenicilina para la cual hubo Applied and Environmental Microbiology, mayor cantidad de aislamientos resistentes (76/185), 75(4): 1192–1196. 41(53.94%) lo presentaron. Lee, M.F., Chen, Y.H., Peng, C.F. (2009). Molecular characterisation of class 1 integrons Referencias in Salmonella enterica serovar Choleraesuis isolates from southern Taiwan, Int J Arcos-Ávila, E.C., Mora-Cardona, L. (2011). Antimicrob Agents. 33(3):216-22 Determinación de la prevalencia y resistencia Lin-Thong, K., Modarressi, S. (2011). antimicrobiana de Salmonella spp. en carne Antimicrobial resistant genes associated with porcina y fómites de 6 plantas de beneficio y Salmonella from retails meats and street foods, 14 expendios del departamento del Tolima, Food Research international 44: 2641-2646. Tesis de Médico Veterinario y Zootecnista, López-Cuevas, O., León-Félix, J., Jiménez-Edeza, Universidad del Tolima, Facultad de Medicina M., Chaidez-Quiroz, C. (2009). detección y Veterinaria y Zootecnia, Ibagué-Tolima, pp. resistencia a antibióticos de Escherichia coli y 90. Salmonella en agua y suelo agrícola, Revista Fitotecnia Mexicana, vol. 32, núm. 2, Cambray G., Sanchez-Alberola, N., Campoy, S., Sociedad Mexicana de Fitogenética, A.C., Guerin, É., Da-Re, S., González-Zorn, B., México, pp. 119-126. Ploy, MC., Barbé, J., Mazel, D., Erill, I. Majtánová, L., Majtán, T., Majtán, V. (2010). (2011). Prevalence of SOS-mediated control of Detection of the Class 1 Integrons and SGI1 integron integrase expression as an adaptive among Salmonella enterica Serovar trait of chromosomal and mobile Integrons, Typhimurium DT104, U302, DT120, DT193, http://www.Mobilednajournal.com/content/2/1 and Nontypable Human Isolates, Jpn. J. Infect. /6 Dis., 63: 292-295. Mejia, W., Marquez, D.C., Zapata, D., Quintero, A., Coque-González, M.T. (2005). Papel de los Sánchez, D., Mateu, E. (2008). Sensibilidad a integrones en la resistencia a los agentes los antimicrobianos de cepas de salmonella antimicrobianos, Enferm Infecc Microbiol aisladas en granjas porcinas del estado Zulia. Clin; 23(5):251-3. Revista Científica, FCV-LUZ, 18 (6): 674 – 681 Córdova, B.C. (2008). Estudio de la Resistencia Pati, N., Vishwakarma, V., Selvaraj, S., Dash, S., antimicrobiana en cepas de Salmonella Saha, B., Singh, N., Suar, M. (2013). entérica, serotipos Enteritidis, Typhi y Salmonella Typhimurium TTSS-2 deficient Gallinarum, aisladas de aves y humanos (tesis mig-14 mutant shows attenuation in de diplomado). México DF: Universidad immunocompromised mice and offers Autónoma de México. protection against wild-type Salmonella Typhimurium infection, BMC Microbiology, Douadi, B., Lin-Thong, K., Watanabe, H., Devi- 13:236 Puthucheary, S. (2010). Characterization of Peirano, G., Agersø, Y., Aarestrup, F.M., Falavina- Drug-Resistant Salmonella enterica Serotype dosReis, E.M., Prazeres-Rodrigues, D. (2006). Typhimurium by Antibiograms, Plasmids, Occurrence of integrons and antimicrobial Integrons, Resistance Genes, and PFGE, J. resistance genes among Salmonella enterica Microbiol. Biotechnol., 20(6): 1042–1052. from Brazil, Journal of Antimicrobial Chemotherapy, 58: 305–309 Inocencio, V. (2011). Resistencia a antibióticos y Rayamajhi, N., Kang, S., Kang, M., Lee, H., Park, presencia de integrones en aislados de K., Yoo, H. (2008). Assessment of Antibiotic Salmonella entérica obtenidos de productos Resistance Phenotype and Integrons in cárnicos y lácteos en el estado de Michoacán, Salmonella enterica serovar Typhimurium tesis de Químico Farmacobiólogo, Isolated from Swine, J. Vet. Med. Sci. 70(10): Universidad de Michoacán de San Nicolás 1133–1137. Hidalgo, pp. 26. Khan, A., Ponce, E., Nawaz, M., Cheng, C., Khan, J., West, C. (2009). Identification and Characterization of Class 1 Integron Resistance Gene Cassettes among Salmonella 76

Dévora-Isiordia et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15(3):77-87, 2019 Desalación de aguas salobres por Electrodiálisis Reversible: Viabilidad para rescate de pozos abandonados en Sonora, México. German-Eduardo Dévora-Isiordia1*, Adriana Robles-Lizárraga2, Luis-Alberto Lares-Rangel 3, Juan-Carlos Valdez-Valdez3, Ilsa-Yaraceli Torres-Valenzuela3 1Departamento de Ciencias del Agua y Medio Ambiente 2Programa de Maestría en Ciencias en Recursos Naturales 3Programa Educativo de Ingeniero Químico Instituto Tecnológico de Sonora, 5 de febrero sur, C.P. 85000, Cd. Obregón, Sonora, México. Artículo recibido el 4 de noviembre de 2019 y aceptado el 22 de noviembre de 2019 Brackish water desalination by Reversible Electrodialysis: Viability to rescue abandoned wells in Sonora Mexico. Abstract Currently, a large part of the wells for agricultural use located in the state of Sonora are overexploited, which generates a high degree of saline intrusion and abandonment by nearby communities. The following article proposes electrodialysis and reverse electrodialysis as an alternative to conserve these wells and counteract water scarcity. To carry out the study, an electrodialysis equipment composed of 20 cationic membranes and 20 anionic membranes was operated, using saline solutions at different concentrations and applying voltages of 10V and 20V, depending on whether the experiment was electrodialysis (ED) or reverse electrodialysis (RED). The ED test was performed with a 2,300 and 4,300 ppm solution at 10 and 20V, respectively, and it was reported that the higher the applied voltage, the shorter the desalination time and the greater the removal efficiency. Equations were also obtained to predict the behavior of the tests at later times. In the RED test, a saline solution of 3,000 and 5,000 ppm was used at 20V, in which it was observed that the efficiency of the RED was higher compared to the ED and the concentration factor turned out to be higher for the solution with greater concentration. It can be concluded that desalination is a real and viable alternative to combat water scarcity and the recovery of abandoned wells. Key words: Desalination, Electrodialysis, Water Scarcity, Saline Intrusion, Wells Resumen Actualmente, gran parte de los pozos de uso agrícola localizados en el estado de Sonora se encuentran sobreexplotados, lo que genera un alto grado de incrustación salina y abandono por parte de las comunidades cercanas. El siguiente articulo propone a la electrodiálisis y la electrodiálisis reversible como una alternativa para conservar estos pozos y contrarrestar la escasez de agua. Para la realización del estudio se operó un equipo de electrodiálisis compuesto por 20 membranas catiónicas y 20 membranas aniónicas, utilizando soluciones salinas a diferentes concentraciones y aplicando voltajes de 10V y 20V, dependiendo si el experimento era electrodiálisis (ED) o electrodiálisis reversible (EDR). La prueba con ED se realizó con una solución de 2,300 y 4,300 mg/L a 10 y 20V, respectivamente, y se reportó que, a mayor voltaje aplicado, menor era el tiempo de desalinización y mayor era la eficiencia de remoción. También se obtuvieron ecuaciones para predecir el comportamiento de los ensayos a tiempos posteriores. En la prueba de EDR se utilizó una solución salina de 3,000 y 5,000 mg/L a 20V, en la cual se consiguió observar que la eficiencia de la EDR fue mayor en comparación a ED y el factor de concentración resultó ser mayor para la solución de *Autor de correspondencia Email: [email protected] ISSN 2594-0384 (Electrónica) 77

Dévora-Isiordia et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15(3):77-87, 2019 concentración más elevada. Se puede concluir que la desalinización es una alternativa real y viable para combatir la escasez de agua y recuperación de pozos abandonados. Palabras claves: Desalinización, Electrodiálisis, Escasez de agua, Intrusión salina, Pozos. Introducción al., 2018). Por otra parte, en la región centro y norte del estado El agua es considerado un compuesto de gran de Sonora, Según el censo realizado por importancia para la vida cotidiana, y para la CONAGUA de pozos del Río Zanjón realizado en realización de todas las actividades que se realizan el estudio del año de 2007, en esta subcuenca en nuestro día a día, como los procesos industriales, existían 540 captaciones de agua subterránea. producción agrícola, ganadera, entre otros, así como (CONAGUA, 2015). Un estudio realizado por también es un factor influyente para promover la Medina (2003) registró conductividad eléctrica economía de un país. Sin embargo, el tamaño de la vertical (CEV) en una red de monitoreo de 10 pozos población ocasiona grandes esfuerzos para abastecer abandonados por alta salinidad, ubicados a lo largo de agua a todos, incluyendo a los sectores de la línea de costa de Hermosillo, Sonora. Los productivos, por ello la preocupación por la escasez datos de los resultados de cationes se encuentran en del vital líquido, se ha convertido en un problema la tabla 1 donde el ion sodio (Na+) es el más mundial y cada día se encuentran más dificultades predominante con concentraciones de 85.01 hasta por falta de agua dulce y procesos que contaminan e 225.5 mg/L en el pozo La Yaqui y San Daniel impactan al medio ambiente, así como la seguridad respectivamente en Caborca, Sonora. alimentaria (Dévora et al., 2012). Por lo anterior, la desalinización de aguas salobres En Sonora, los problemas de disponibilidad del se presenta como una alternativa para la recurso hídrico en materia de agricultura, se deben recuperación de pozos agrícolas abandonados por principalmente a que la región se encuentra en una alta salinidad o intrusión salina. El proceso consiste zona árida, con acuíferos que presentan problemas en separar la sal del agua salobre y/o salina con el de sobreexplotación e intrusión salina, lo cual uso de sistemas por membrana o de cambio de provoca altos niveles de concentración de sales en fases. La Electrodiálisis (ED), la Electrodiálisis los pozos (Medina et al., 2002). Tan solo en la Reversible (EDR) y Ósmosis inversa (OI) son región suroeste de la entidad, existen más de 400 procesos de desalinización por membranas que pozos agrícolas abandonados debido a esta ayudan a la obtención de agua dulce potable, para problemática, ya que, utilizar este recurso para su empleo en usuarios municipales e industriales. riego, ocasiona daños en las propiedades del suelo y Este proceso apoya en la conservación de los en el desarrollo vegetativo del cultivo (Dévora et recursos hídricos actuales y la recuperación de Tabla 1. Datos de las concentraciones de cationes en mg/L y S/cm. No. Pozos Ca CE Mg CE Na CE (mg/L) (S/cm) (mg/L) (S/cm) (mg/L) (S/cm) 1 Jawey 1 19.39 30.11 8.43 13.09 138.5 215.06 2 Jawey 2 194.4 301.86 47.24 73.35 120.4 186.96 3 Don Manuel 53.26 82.70 35.57 55.23 154.6 240.06 4 Sta. Patricia 33.74 52.39 22.14 34.38 141.4 219.57 5 Campo Nuevo 1 41.29 64.11 25.35 39.36 128.9 200.16 6 Campo Nuevo 2 39.46 61.27 24.22 37.61 122.6 190.37 7 Campo Norte 40.2 62.42 36.86 57.24 173.5 269.41 8 San Daniel 92.06 142.95 68.17 105.85 224.5 348.60 9 La Yaqui 90.77 140.95 19.56 30.37 85.01 132.00 10 Sta. Minerva 55.89 86.79 11.38 17.67 135.1 209.78 Fuente: (Duarte, 2014). 78

Dévora-Isiordia et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15(3):77-87, 2019 pozos abandonados por alta salinidad o intrusión este contexto ED y EDR son atractivas por el bajo salina, como el caso de estudio en el Estado de costo de producción, sistemas más pequeños de Sonora (Armas, 1998). fácil instalación y por aprovechamiento del recurso La desalinización mediante ED es un proceso salobre de pozos abandonados (Strathmann, et al., electroquímico para la separación de iones del agua 2004; Dévora et al., 2012). El objetivo de este a través de membranas polares desde una solución a estudio, es operar un sistema de Desalinización, otra, con la influencia de una diferencia de potencial mediante la comparación entre Electrodiálisis y eléctrico utilizada como fuerza impulsora (Kabay et Electrodiálisis Reversible, para encontrar la relación al., 2003; Strathmann, et al., 2004; Lechuga, salinidad de alimentación-consumo energético que Rodríguez y Lloveras, 2007; Sadrzadeh y reduzca la escasez de agua y aprovechamiento de Mohammadi, 2008; Valerdi Pérez, 2011). En EDR, pozos abandonados por alta salinidad. se alteran periódicamente las polaridades de los electrodos de manera que los flujos de agua Materiales y métodos cambian temporalmente de sentido, pasando a recibir agua depurada aquellos conductos que Zona de estudio transportaban el concentrado y al revés. Este El experimento se realizó en Latitud: 28.6, método elimina el riesgo de formación de Longitud: -111.517 28° 36′ 0″ Norte, 111° 31′ 1″ precipitados, incrustaciones y obstrucción de las Oeste en Ciudad Obregón, Sonora, México, en el membranas, ya que el cambio periódico del sentido Laboratorio de Investigación de Desalación de del flujo del agua colabora en la limpieza de aguas marinas con empleo de Energías Renovables conducciones y membranas, además evita la (figura 2). aparición de limos y otros depósitos en la planta Preparación de muestras de agua de alimentación (figura 1). Se prepararon dos diferentes pruebas a nivel La electrodiálisis es principalmente usada en plantas laboratorio con concentraciones de 2,300 y 3,300 de escala baja a mediana, con capacidades menor a mg/L de sólidos disueltos totales (SDT) para 100 m3/d a poco más de 20,000 m3/d. El éxito de la primera prueba; y de 3,000 y 5,000 mg/L de SDT electrodiálisis se observa en mayor medida cuando para segunda prueba, mezclando sal sintética de se desaliniza agua con concentración de sales totales marca instant ocean (con las mismas características menores a 10,000 mg/L como el caso de los pozos que el agua de mar) y agua de red. Las cantidades a en Sonora; sin embargo fuentes de alimentación con mezclar se determinaron mediante la siguiente salinidades mayores cercanas al agua de mar o ecuación: salmueras es preferible usar ósmosis inversa. En Figura 1. Diagrama del principio de Electrodiálisis y Electrodiálisis Reversible. Fuente: Strathmann, et al., 2004. 79

Dévora-Isiordia et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15(3):77-87, 2019 C1V1+C2V2=C3V3 (1) membranas aniónicas y 20 separadores de la empresa GE-Ionics, tres bombas centrífugas de Donde: 0.1HP, arreglo de tuberías de pvc de 0.5 pulgadas y 10 válvulas para la circulación del flujo y obtención C1: concentración del agua de red (mg/L de SDT); de muestras respectivamente, 3 rotámetros con lecturas hasta 20 L/min. Las placas que dividen a C2: concentración del agua de mar (mg/L de SDT); las membranas cationicas, anionicas y separadores son de Titanio, donde se aplica el voltaje del C3: concentración del agua de alimentación (mg/L experimento. También se utilizó un rectificador controlador de carga para parámetros específicos: de SDT); voltaje nominal: 220 v/110v, máx. corriente: 30 A, máx. voltaje ajustable: 20v Modelo BX-Precision. V1: volumen del agua de red (L); Los tanques producto, electrodo y concentrado son de 3 L (figura 3). V2: volumen del agua de mar (L); V3: volumen del agua de alimentación (L); Descripción del equipo de desalinización por membrana Para realizar las pruebas de desalinización de agua salobre se utilizó un equipo ED-EDR de 1 LPM. El sistema cuenta con 20 membranas catiónicas, 20 Figura 2. Zona de estudio en Sonora, México. Fuente: Robles (2019). Figura 3. Equipo de Electrodiálisis- Electrodiálisis Reversible 80

Dévora-Isiordia et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15(3):77-87, 2019 Retrolavado del sistema La eficiencia de los experimentos se estimó Se realizó un retrolavado al equipo para garantizar mediante la razón de las sales removidas y las sales la confiabilidad de los resultados, a modo de evitar contenidas inicialmente: contaminación entre cada experimento, se vertió un litro de agua destilada a una concentración de 2 Ef. del proceso (%) = SDTinicial−SDTfinal x 100 (2) mg/L de SDT en los tanques de producto, electrodo SDTinicial y concentrado, se encendió cada una de las tres bombas durante 5 minutos. Al final de la Donde: recirculación del lavado se drenó cada tanque. Esta SDTinicial: Concentración de sales en agua de operación se repitió entre experimentos y cuantas alimentación (mg/L); veces se requirió. SDTfinal: Concentración del tanque producto al final del experimento (mg/L); Operación del sistema de desalinización por membrana El rechazo de sales se estimó mediante la razón de Se realizó dos pruebas con el equipo de las sales removidas y las sales contenidas electrodiálisis (ED). La primera consistió en evaluar inicialmente: el efecto del voltaje aplicado al sistema y el tiempo de desalinización. Para ello se alimentó un agua Rechazo de sales (%) = SDTinicial−SDTproducto x 100 (3) salobre de 2,300 mg/L operado a 10V y 1A. Se SDTinicial comparó contra un agua salobre de 4,300 mg/L operado a 20V y 1A. La segunda prueba consistió Donde: en evaluar el efecto entre el tiempo de SDTinicial: Concentración de sales en agua de desalinización y la concentración del agua de alimentación (mg/L); alimentación en 3,000 y 5,000 mg/L, para ello se operó el equipo a 20V y 1A de manera constante. SDTproducto: Concentración de sales en agua producto (mg/L); Medición de calidad del agua Para conocer la calidad del agua de alimentación se El factor de concentración es la medida de cuánto se utilizó un equipo de medición multiparamétrico YSI concentró la solución almacenada en el tanque de 556. Estos parámetros fueron conductividad rechazo respecto a la contenida en el tanque de eléctrica (mS/cm), sólidos disueltos totales (mg/L), alimentación; la expresión utilizada fue la siguiente: pH y temperatura (°C), oxígeno disuelto (mg/L). Para medición de viscosidad (kg/m-s) y densidad FC = SDTR Final (4) (kg/m3) se utilizó instrumentación de laboratorio como el viscosímetro de Ostwald. El agua producto SDTinicial y rechazo, se muestreó en intervalos de 3 a 5 minutos y se midió sólo la conductividad eléctrica Donde: (mS/cm), sólidos disueltos totales (mg/L) y caudal SDTinicial: Concentración de sales en agua de (L/min). alimentación (mg/L); SDTR,final: Concentración del agua rechazo al final Parámetros de control del proceso del experimento (mg/L); Los parámetros medidos para control del proceso El porcentaje de conversión es el volumen de agua fueron eficiencia del proceso (%), factor de que es obtenido como producto o el porcentaje de concentración, rechazo de sales (%) y conversión agua recuperado, se obtiene a través de la ecuación (%) Kucera (2015) ver ecuaciones 2, 3, 4 y 5. siguiente: Además para conocer la confiabilidad del experimento y tiempo de desalinización respecto a Conversión (%) = Qp x 100 = Qp x 100 (5) la salinidad de alimentación se utilizó ajuste de Qa Qr+Qp regresión R2 en cada prueba que permita proyectar cualquier salinidad y conocer con ello el Donde: requerimiento energético. Qp: Caudal de permeado (L/min); Qa: Caudal de alimentación (L/min); Qr: Caudal de rechazo (L/min); 81

Dévora-Isiordia et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15(3):77-87, 2019 Resultados y discusión concentración de la solución producto disminuye aproximadamente a la misma tasa. Las diferencias Calidad del agua entre gráficos se deben a la cantidad de intervalos La calidad del agua que se utilizó en el de tiempo estudiados. experimento, se muestra en la tabla 2. Se realizó un análisis de regresión lineal a la Los parámetros fisicoquímicos del agua de concentración de SDT a través del tiempo para alimentación corresponden a calidad típica del agua obtener una ecuación con R2 que permita extrapolar de pozo con alta salinidad, estos datos coinciden concentraciones de sales en tiempos posteriores. con lo reportado por (Valero, 2001). Ver figura 4 y 5. La figura 4 muestra una confiabilidad aceptable de Prueba 1 en el proceso de desalinización ED R2=0.9712, mientras que la figura 5 muestra una Los resultados de la prueba 1 de un agua de confiabilidad menos aceptable de R2=0.907, debido alimentación de 2,300 y 4,300 mg/L de SDT al cambio de concentración inicial de 2,300 a 4,300 operado a 10V-1A y de 20V-1A, se muestran en las mg/L de SDT se muestra un cambio abrupto de tablas 3 y 4 respectivamente. concentración en los primeros tres minutos, sin Las tablas 3 y 4 muestran un decremento gradual en embargo, a pesar de ello, la eficiencia de remoción la concentración del agua producto y una y el rechazo de sales fue mayor en la prueba de disminución en el agua de rechazo a medida que mayor concentración y voltaje. Lo anterior coincide trascurre el tiempo, dado por el transporte de iones con un estudio realizado por Feijoo, et al., (2018) durante el paso del agua por las membranas. Un quien observó que la desalinización por experimento similar pero realizado con una solución electrodiálisis de Co+2, Mn+2, Mg+2 y Cr+3 decrecía a con plomo fue hecho por Gherasim, et al., (2014). medida que aumentan las veces que se recircula el En dicha prueba se reportó un comportamiento agua salina por el equipo y que las membranas similar, donde la concentración de la solución de cargadas eléctricamente retienen iones de forma rechazo comienza a aumentar paulatinamente y la lineal durante los primeros minutos del Tabla 2. Calidad fisicoquímica en el agua de alimentación. Tipo de T CE SDT OD pH Densidad Viscosidad agua (°C) (µS/cm) (mg/L) (mg/L) (kg/m3) (kg/m s) Salobre 22.3 5,270 3,393.8 1.22 6.26 976 2.108 Tabla 3. Desalinización por ED de 2,300 mg/L a 10 volts y 1 Ampere Tiempo Agua producto Agua rechazo (min) CE SDT Caudal CE SDT Caudal 0 (L/min) 3 (µS/cm) (mg/L) (L/min) (µS/cm) (mg/L) 7 0 10 3,624 2334 0 302 195.0 3.1 14 3.0 2,994 1928 2.5 428 275.6 3.0 3.0 2,773 1785 2.2 837 539.1 2,390 1539 2.25 1,136 731.5 1,919 1235.8 2.25 1449 933.1 Tabla 4. Desalinización por ED de 4,300 mg/L a 20 volts y 1 Ampere Tiempo Agua producto Agua rechazo (min) CE SDT Caudal CE SDT Caudal 0 (L/min) 3 (µS/cm) (mg/L) (L/min) (µS/cm) (mg/L) 7 0 10 6,700 4,314.8 0 200 128.8 3.0 14 3.0 2,843 1,830.8 2.1 403 259.5 3.0 3.0 2,485 1,600.3 2.2 881 567.3 2,027 1,305.3 2.2 1,281 824.9 1190 766.3 2.2 1678 1080.6 82

Dévora-Isiordia et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15(3):77-87, 2019 experimento. También reportó que el pH de la tiempo transcurre. Además, es apreciable que a solución de rechazo disminuía, mientras que el de la mayor voltaje la densidad de corriente disminuye solución producto aumentaba. con una tasa de cambio más pronunciada (figura 6). La intensidad de corriente que corre a lo largo de las Por otra parte, se observa que en el proceso donde membranas para el proceso de 10V y 20V fue de se usó el doble de potencial eléctrico, se obtuvo 0.19 y 0.29 A, respectivamente. Durante los dos mayor remoción de sólidos disueltos; esto puede procesos se presenció un decremento gradual de la explicarse a partir de la expresión de Nernst – corriente eléctrica, lo cual puede deberse a que Planck para el flux de transporte de masa existe menor paso de densidad de corriente cuando (Strathmann, et al., 2004). se diluye la solución debido a que la ausencia de iones desfavorece el transporte de la misma. Lo ������������ = −������������ ������������������ − ������������ ������������������������������ ������������ + ������������ ������������ (6) detectado en el experimento también fue reportado ������������ ������������ ������������ por (Gherasim, et al., 2014), donde muestra que la densidad de corriente decrece a medida que el Donde el primer, segundo y tercer término representan la difusión debido al gradiente de 2500 y = -73.43x + 2263.9 5000 y = 3476.5e-0.108x 2000 R² = 0.9712 4500 R² = 0.907 4000 SDT (mg/L)1500 3500 SDT (md/L)3000 1000 2500 2000 500 1500 1000 0 5 10 15 5 10 15 Tiempo (min) 500 Tiempo (min) P0roducto 0 Rechazo 0 Produ… Rechazo Figura 4. SDT producto a 10V con ED. Figura 5. SDT producto a 20V con ED. Figura 6. Densidad de corriente a través del tiempo. Fuente: Gherasim, et al., 2014. 83

Dévora-Isiordia et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15(3):77-87, 2019 concentración, la migración debido al gradiente del concentración de permeado del experimento con potencial eléctrico y la convección dada al gradiente plomo realizado por Gherasim, et al., (2014), donde de presiones, respectivamente. Si se incrementa el a mayor voltaje aplicado, se observa una voltaje aplicado (potencial eléctrico) se desalinización más rápida. El factor de incrementará la transferencia de masa por unidad de concentración para la solución de 2,300 mg/L área. Es importante no aumentar el voltaje sin resultó ser 0.1222 mayor al de la solución de 4,300 medida ya que llegará un punto en el que las mg/L posiblemente debido a que inicialmente el membranas pueden estropearse por el paso tan alto agua rechazo se concentraba a la misma velocidad de energía eléctrica. en los dos experimentos. Por su parte, la conversión Los parámetros de control para el agua de para los dos ensayos se obtuvo aproximadamente alimentación de 2,300 y 4,300 mg/L de SDT igual dado a que se trató de mantener un caudal de operado a 10V-1A y 20V-1A, respectivamente se permeado y de rechazo de 2.2 y 3, respectivamente, muestran en la tabla 5. durante todo el proceso. La eficiencia de remoción y el rechazo de sales fue mayor al utilizar una solución de alimentación de Prueba 2 en el proceso de desalinización ED-EDR mayor concentración y al aplicar el doble del Los resultados de la prueba 2 de un agua de voltaje. Como ya se detalló, estos resultados se alimentación de 3,000 y 5,000 mg/L de SDT atribuyen a la forma en la que actúa flux de operado a 20 V-1A para ambos casos, se muestran transferencia de masa dado a la ecuación de Nernst en las tablas 6 y 7. – Planck y puede comprobarse con los cambios de El caudal de producción en ED-EDR, es constante y Tabla 5. Parámetros de control para desalinización ED del agua de 2,300 y 4,300 mg/L Voltaje Concentración Eficiencia Rechazo sales Fc Conversión Amperaje (mg/L) (%) (%) (%) 10V-1A 2,300 34.0617 34.0617 0.3134 43.3022 20V-1A 4,300 69.7483 69.7483 0.1912 41.9355 Tabla 6. Desalinización por ED-EDR de 3,000 mg/L a 20 Volts y 1 Ampere Tiempo Agua producto Agua rechazo (min) CE SDT Caudal CE SDT Caudal 0 (L/min) 3 (µS/cm) (mg/L) (L/min) (µS/cm) (mg/L) 7 0 14 Electrodiálisis (ED) 3 3 0 4,826 3,140.1 0 300 193.2 3 3 7 2,759 1,776.7 1.7 665 428.2 0 14 1.5 1,822 1,173.3 1.7 1,314 846.2 1.5 1.5 821 560.9 1.7 3,422 2,203.7 Electrodiálisis reversible (EDR) 3,422 2,203.7 0 871 560.9 3,123 2,011.2 3 1,151 741.2 2,165 1,394.2 2.9 1,254 807.5 689 249.7 2.9 3,578 2,007.6 Tabla 7. Desalinización por ED-EDR de 5,000 mg/L a 20 Volts y 1 Ampere Tiempo Agua producto Agua rechazo (min) CE SDT Caudal CE SDT Caudal 0 (L/min) 3 (µS) (mg/L) (L/min) (µS) (mg/L) 7 0 14 Electrodiálisis (ED) 3 3 0 7,680 4,945.9 0 297 191.3 3 3 7 6,760 4,372.7 1.5 726 467.5 0 14 1.5 5,700 3,670.8 1.5 1,890 1217.1 1.5 1.5 3,143 2,024.1 1.5 4,610 2968.8 Electrodiálisis reversible (EDR) 4,610 2,968.8 0 3,143 2024.1 4,352 2,802.6 3 3,324 2140.6 1,740 1,120.5 3 4,070 2621.1 816 525.5 3 5,520 3554.8 84

Dévora-Isiordia et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15(3):77-87, 2019 solo es diferente en el cambio de polaridad. Por otra El análisis de regresión lineal a la concentración de parte se mantiene la proporción de desalinización- SDT a través del tiempo, para obtener una ecuación concentración del agua, sin embargo la CE entre que pueda extrapolar concentraciones de sales en ambos se encontró que el cambio en desalinización tiempos posteriores, se muestra en las figuras 7, 8, 9 es más abrupto en los primeros minutos, esto y 10. ocurre, porque la fricción de los iones a través de la Los resultados obtenidos en las dos pruebas son membrana causa pérdida de energía irreversible, la diferentes, en el caso de la solución a 3,000 mg/L la cual es directamente proporcional a la ED removió en un lapso menor el 75% de SDT, concentración de sal en el agua; por lo que altas 11.57 min, mientras que EDR requiere de 10.49 concentraciones de sales representan altas pérdidas min. Por otra parte, en la muestra problema con una de energía que la hace insuficiente para separar los concentración de 5,000 mg/L se aprecia lo opuesto, iones de sal del agua, esta pérdida de energía es EDR requiere de 10 minutos para remover el 75%, menor en EDR, lo que la hace más selectiva para mientras que ED 18.07 minutos, igualmente, se desalinizar (Strathmann, 1995, 2010). obtiene un mejor porcentaje de remoción en EDR 3500 y = 2821.6e-0.119x 2500 y = -130.11x + 2293.9 3000 R² = 0.9828 2000 R² = 0.989 2500 SDT (mg/L) 2000 SDT (mg/L) 1500 1500 1000 1000 500 500 0 0 5 10 15 0 5 10 15 Product Tiempo (min) Tiempo (min) o P0roduc… Rechazo Figura 7. SDT de 3,000 mg/L a 20V-1A ED Figura 8. SDT de 3,000 mg/L a 20V-1A EDR 6000 y = -208.4x + 5005.4 4000 y = 14.009x2 - 345.62x + 3199.6 5000 R² = 0.9949 3500 R² = 0.8552 4000 3000 3000 2000 SDT (mg/L) 1000 SDT (mg/L) 2500 0 2000 0 1500 Producto Rechazo 1000 500 5 10 15 0 5 10 15 Tiempo (min) Pr0oducto Tiempo (min) Rechazo Figura 9. SDT de 5,000 mg/L a 20V-1A ED Figura 10. SDT de 5,000 mg/L a 20V-1A EDR 85

Dévora-Isiordia et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15(3):77-87, 2019 (82.29%) superior al 59.07% mostrado por ED. conversión ni el tiempo de desalinización, siendo Además, se comprueba que el tiempo donde se más favorable para EDR, debido a la capacidad de traslapan las corrientes de producto y rechazo en intercambiar la polaridad, lo que ayuda a evitar las ambas pruebas, es menor para el proceso de EDR, incrustaciones en el cuerpo de membranas y a lo que reafirma su selectividad y afinidad para separar los iones adheridos a las membranas desalinizar aguas salobres. selectivas sin requerir un alto total del equipo. Los parámetros de control en ED y EDR para las La Desalinización por EDR demuestra que es soluciones salinas de 5,000 y 3,000 mg/L, que se factible combatir la escasez de agua y recuperar operaron a 20V y 1A, se muestran en la tabla 8. pozos abandonados por alta salinidad efecto de Se puede observar que la eficiencia y el rechazo de sobre-explotación o intrusión salina, lo que sales es mayor en EDR para la mayor concentración permitirá al sector agroindustrial hacer frente a de 5,000 mg/L a 20V y 1A, esto es debido a que el situaciones de sequías como se presentan en el paso de voltaje es factor para una mayor remoción, estado de Sonora. Además el reutilizar pozos además se aumenta la transferencia iónica deseada y abandonados con EDR, permitirá que se recuperen aumenta la selectividad, esto coincide a un estudio los níveles freáticos y acuíferos del norte, centro y realizado por Strathmann en 2010, quien obtuvo sur de Sonora. mejores remociones de sales usando EDR. Tabla 8. Parámetros de control para ED y EDR del agua de 3,000 y 5,000 mg/L Voltaje Concentración Eficiencia Rechazo de sales Fc Conversión Amperaje (%) (mg/L) (%) (%) 20V-1A 20V-1A Electrodiálisis (ED) 20V-1A 3,000 82.13 82.13 0.70 36.17 20V-1A 5,000 0.60 33.33 59.07 59.07 Electrodiálisis Reversible (EDR) 3,000 88.66 88.66 0.91 66.16 5,000 82.29 82.29 1.19 66.66 Conclusiones Referencias Se cumplió el objetivo del estudio. Se logró Armas, J. C. (1998). Alta recuperación de agua con establecer la relación del efecto de salinidad-voltaje electrodiálisis reversible. Revista Digital Del Cedex, (110), para determinar el tiempo de desalinización de 15 133. Recuperado a partir de minutos que logra remover el 75% de la salinidad http://ingenieriacivil.cedex.es/index.php/ingenieria- de alimentación. Además, se establecieron 6 civil/article/view/1417 ecuaciones de regresión lineal con una máxima correlación del 88.66% para un agua de 5,000 mg/L, CONAGUA. (2015). Determinación de la disponibilidad de agua 20 V-1A para el proceso de EDR, mientras que la en el acuífero Río Zanjón y Río San Pedro, estado de correlación más baja se encontró en la muestra de sonora. México: Diario Oficial de la Federación. 5,000 mg/L, 20 V-1A del 59.07%. Respecto a la conversión de agua producto la mayor Dévora-Isiordia, G. E., Enriquez, R. G., & Fernández, N. E. P. se presentó en EDR con un valor de 66.66% para la (2012). Técnicas para desalinizar agua de mar y su concentración de 5,000 mg/L, y el menor se desarrollo en México. Ra Ximhai, 8(2.), 57-68. presentó e ED con 33.33 % para la misma concentración. Dévora-Isiordia, G. E., Lizárraga, A., Valdez-Torres, L., Moreno, El factor de concentración es mayor a K., & Macías, M. (2018). Evaluation of the effect of the concentraciones más altas, sin embargo no afecta la salinity of irrigation water on the yield of castor plant hybrids (Ricinus communis L.) in Mexico. Journal of Hydrology, 2, 613-616. doi:10.15406/ijh.2018.02.00133 Duarte Martínez, L.A. (2014). Disponibilidad del recurso hídrico y caracterización hidrogeoquímica de la subcuenca del municipio de Caborca, Sonora.Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.59 pp. 86

Dévora-Isiordia et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15(3):77-87, 2019 Feijoo, Gustavo & Scarazzato, Tatiana & Trovão, Renata & Medina, M. (2003). Caracterización geoquimica e isotópica del agua subterranea y determinación de la migración de la Aliprandini, Paula & Tenório, Jorge & Espinosa, Denise. intrusión marina en el acuífero de la costa de Hermosillo, Sonora, México. Tecnología de la intrusión de agua de mar (2018). Treatment of a synthetic solution containing Cobalt en acuíferos costeros: países mediterráneos, 325-335. (II), Manganese (II), Magnesium (II) and Chromium (III) Robles Lizárraga, A., Martínez Macias, M. D. R., Encinas, M., Aganza, Ó., Rodríguez López, J., & Dévora-Isiordia, G. E. from nickel laterite processing using ion exchange (2019). Design of reverse osmosis desalination plant in Puerto Peñasco, Sonora, México. Desalination and Water membrane electrodialysis. Paper presented at the 6th Treatment, 175, 1-10. doi:10.5004/dwt.2020.24739 International Conference on Industrial and Hazardous Sadrzadeh, M., & Mohammadi, T. (2008). Desalination. Sea water desalination using electrodialysis. 221(1), 440-447. Waste Management · CRETE 2018, Chania, Greece. https://doi.org/10.1016/j.desal.2007.01.103 Gherasim, C.-V., Křivčík, J., & Mikulášek, P. (2014). Strathmann, H. (1995). Chapter 6 Electrodialysis and related Investigation of batch electrodialysis process for removal of processes. In R. D. NobleyS. A. Stern (Eds.), Membrane Science and Technology (Vol. 2, pp. 213-281): Elsevier. lead ions from aqueous solutions. Chemical Engineering Strathmann, H. (2004). Assessment of electrodialysis water Journal, 256, 324–334. doi:10.1016/j.cej.2014.06.094 desalination process costs. Paper presented at the Proceedings of the International Conference on Kabay, N., Arda, M., Kurucaovali, I., Ersoz, E., Kahveci, H., Desalination Costing, Limassol, Cyprus. Can, M., . . . Yuksel, M. (2003). Effect of feed Strathmann, H. (2010). Electrodialysis, a mature technology with a multitude of new applications. Desalination, 264(3), 268- characteristics on the separation performances of 288. doi:https://doi.org/10.1016/j.desal.2010.04.069 monovalent and divalent salts by electrodialysis. Valerdi Pérez, R. (2011). Caracterización, evaluación y optimización de una planta de desalación por electrodiálisis Desalination, 158(1), 95-100. reversible. Universidad de Murcia. doi:https://doi.org/10.1016/S0011-9164(03)00439-9 Valero, A (2001). La desalinización como alternativa al plan hidrológico nacional [en línea]. Universidad de Zaragoza y Kucera, J., 2015. Reverse Osmosis. Second ed. Massachusetts, el Centro de Investigación de recursos y Consumos Energéticos (CIRCE), España, 2001. United States of America: Scrivener Publishing. Lechuga, J., Rodríguez, M., & Lloveras, J. (2007). Análisis de los procesos para desalinización de agua de mar aplicando la inteligencia competitiva y tecnológica. Ingeniería, 11(3), 5-14. Medina Miguel, Saavedra Rogelio, Morales Mariano, Castillo José, (2002). Vulnerabilidad a la intrusión marina de acuíferos Costeros en el pacífico norte mexicano; un caso, el Acuífero costa de Hermosillo, Sonora, México. Revista Latinoamericana de Hidrogeología. 2(1), 31-51. 87

Hernández-Peña et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15(3):88-96, 2019 Identificación de Naegleria spp. y Acanthamoeba spp. en agua de fuentes de Ciudad Juárez, Chihuahua. Claudia-Carolina Hernández-Peña 1*, Gabriela Saénz-Montoya1, Sergio Alvarado-Soto2, Jorge- Deciderio Carrillo-Méndez2, Marisela-Yadira Soto-Padilla2, Alejandro Otero-Ruiz3, Luis- Fernando Lares-Jiménez3 1Departamento de Ciencias Químico Biológicas, Instituto de Ciencias Biomédicas, Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, Cd. Juárez, Chihuahua. 2Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental, Instituto de Ingeniería y Tecnología, Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, Cd. Juárez, Chihuahua. 3Departamento de Ciencias Agronómicas y Veterinarias, Instituto Tecnológico de Sonora, Cd. Obregón, Sonora. Artículo recibido 18 de noviembre de 2019 y aceptado el 11 de diciembre de 2019 Identification of Naegleria spp. and Acanthamoeba spp. from fountain water in Ciudad Juárez, Chihuahua. Abstract Free-living amoebae (AVL) are cosmopolitan protozoa capable of establishing serious parasitic infections of various kinds in humans and animals. The Acanthamoeba and Naegleria genera have gained greater relevance since they have species that can behave as pathogenic and opportunistic parasites. Ciudad Juárez has 84 artificial fountains scattered throughout the city, of which there is no control of its water quality, and may be a focus of AVL proliferation of these genera. The objective of the study was to demonstrate the presence of Acanthamoeba spp. and Naegleria spp. in water from artificial fountains. Three fountains were selected, that were sampled in the months of July and October 2019. Samples were processed by the centrifugation method and incubated at 37 °C for 5 days. The isolates were tested at 3, 20, 37 and 45 °C for temperature tolerance. Likewise, PCR was performed to identify the genus Acanthamoeba, and the positive strains were tested for salinity tolerance. Acanthamoeba negative strains were tested for flagellar transformation, and positive strains underwent PCR testing to identify the genus Naegleria. A total of 13 isolates were obtained, of which four were positive for Acanthamoeba spp. From the Acanthamoeba spp. identified, the M1P2-C strain had the characteristic of growing up to 3.5% NaCl and 37 °C; while the M1P1-B, M2P1-B and M2P2-B strains did not grow in the presence of NaCl, but grew at 20 and 37 °C. Highlighting the M2P2-B strain that grew at 45 °C. Two isolates were identified as Naegleria spp. The M2P2-A and M2P2-A strains, had the ability to grow at temperatures of 20 and 37 °C, where the first one also grew at 45 °C. In the present study, it was identified that amoebae of the Acanthamoeba and Naegleria genera are present in the waters of artificial fountains in Ciudad Juárez. Key words: Naegleria, Acanthamoeba, fountain water, free-living amoebae, water pollution, Ciudad Juárez, Chihuahua. Resumen Las amibas de vida libre (AVL), son protozoarios cosmopolitas capaces de establecer infecciones parasitarias graves de cursos diversos en el ser humano y en los animales. Los géneros Acanthamoeba y Naegleria han cobrado principal relevancia ya que tienen especies que se comportan como parásitos patógenos y oportunistas. Ciudad Juárez cuenta con 84 fuentes artificiales dispersas por la ciudad, de las cuales no se lleva *Autor de correspondencia Email: [email protected] ISSN 2594-0384 (Electrónica) 88

Hernández-Peña et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15(3):88-96, 2019 un control de su calidad de agua, y pueden ser un foco de proliferación de AVL de estos géneros. El objetivo del estudio fue demostrar la presencia de Acanthamoeba spp. y Naegleria spp. en agua de fuentes artificiales. Se seleccionaron tres fuentes, las cuales se muestrearon en el mes de julio y octubre de 2019, las cuales fueron procesadas por el método de centrifugación y se incubaron a 37°C por 5 días, para realizar los aislados. A las cepas aisladas se les realizó la prueba de temperatura a 3, 20, 37 y 45 °C. Asimismo, se les realizó la prueba de PCR para identificación del género Acanthamoeba spp. y las pruebas positivas se les realizó la prueba de tolerancia a la salinidad. A las cepas negativas para Acanthamoeba, se les realizó la prueba de transformación flagelar, y las cepas positivas se les hizo un PCR para confirmar el género Naegleria spp. Se realizaron 13 aislados en total, de los cuales cuatro resultaron positivos para Acanthamoeba spp., de las Acanthamoebas spp. identificadas se obseervó que la cepa M1P2-C tenía la característica de crecer hasta 3.5% de NaCl y 37°C; mientras que las cepas M1P1-B, M2P1-B y M2P2-B no crecieron en presencia de NaCl, pero crecieron a 20 y 37°C, destacando la cepa M2P2-B que creció a 45°C. Asimismo, se identificaron dos aislados Naegleria spp., las cepas M2P2-A y M2P2-A, quienes tuvieron la capacidad de crecer a temperaturas de 20 y 37 °C, donde la primera, también creció a 45°C. En el presente estudio se identificaron que amibas del género Acanthamoeba spp. y Naegleria spp. se encuentran presentes en las aguas de fuentes artificiales de Ciudad Juárez. Palabras claves: Naegleria, Acanthamoeba, agua de fuentes, amibas de vida libre, contaminación del agua, Ciudad Juárez, Chihuahua. Introducción sinusitis diseminada y úlceras en la piel (Khan, 2006). Se sabe que las AVL se encuentran en Las amibas de vida libre (AVL), son contacto constante con los humanos, lo cual se ha microorganismos cosmopolitas, que viven en reportado en evaluaciones inmunológicas donde la ambientes húmedos como el suelo o agua y se han población presenta anticuerpos específicos a encontrado además en el aire, ya que de esta forma géneros como el de Acanthamoeba y Naegleria se dispersan en el medio ambiente (Gallegos-Neyra (Cabrero-Martínez et al., 2018; Marciano-Cabral y et al., 2014), estos protozoarios son capaces de Cabral, 2007; Chappell et al., 2001). establecer infecciones parasitarias graves de cursos Ciudad Juárez es una ciudad fronteriza en el norte diversos en el ser humano y en los animales de México, la cual colinda con El Paso, Texas en (Visvesvara, Moura y Schuster, 2007). Los géneros Estados Unidos. Cuenta con 84 fuentes en la Acanthamoeba y Naegleria se conocen como localidad, y no presentan un monitoreo en la calidad microorganismos anfizóicos debido a que tienen la de agua y limpieza, ya que actualmente en México capacidad de existir como organismos de vida libre no existe una legislación que regule el saneamiento y como parásitos patógenos y oportunistas de estos cuerpos de agua artificiales, los cuales (Castrillón y Orozco, 2013; Lares-Jiménez y Lares- pueden ser un punto de proliferación para este tipo Villa, 2009). Debido a la importancia de sus de amibas. No existen antecedentes de estudios patologías y la dificultad para establecer un dirigidos a la detección de AVL en aguas artificiales diagnóstico y tratamiento adecuado (Oddo, 2006); en la región, como son las fuentes distribuidas en la Naegleria fowleri, agente causal de la ciudad. Por lo anterior, el presente estudio tuvo meningoencefalitis amibiana primaria (MAP) como objetivo demostrar la presencia de (Marciano-Cabral, 1988), y Acanthamoeba spp. Acanthamoeba spp. y Naegleria spp. en agua de causales de graves enfermedades que involucran la fuentes artificiales. córnea y amenazan la vista, como la queratitis por Acanthamoeba (QA) y enfermedades del sistema Materiales y métodos nervioso central como la encefalitis amiblaiana granulomatosa (EAG) que afecta principalmente a Muestreo individuos inmunocomprometidos, a diferencia de El estudio se realizó en aguas de tres fuentes la QA que afecta a individuos con un estado localizadas de Ciudad Juárez, Chihuahua, las cuales inmunológico normal, además de infecciones como fueron muestreadas en los meses de julio y octubre 89

Hernández-Peña et al. / Revista Latinoamericana de Recursos Naturales 15(3):88-96, 2019 del 2019. En la figura 1 se muestra la ubicación de (Lares-Villa y Hernandez-Peña, 2010). las fuentes; P1 es la Fuente de las Américas (Latitud 31°44'14.90\"N. Longitud 106°27'33.02\"W), el P2 es Aislamiento la Fuente Los Indomables (Latitud 31°45'20.14\"N, Las muestras se procesaron según la metodología Longitud 106°27'18.49\"W) y el P3 es la Fuente de sugerida por Lares-Jiménez y Lares-Villa (2009), Tin Tan (Latitud 31°44'20.09\"N, Longitud las muestras se incubaron a 37 °C por 5 días, 106°29'2.36\"W). Las muestras se tomaron donde el realizando observaciones en un microscopio agua se veía estancada y no estuvieran cerca de las invertido AmScopeTM cada 24 horas para transferir tuberías de recirculación, primero se raspaba la amibas a nuevas placas, cuidando el no clonar las pared de la fuente para despegar las amibas que cepas de una misma muestra. Se descartaron todos pudiera haber entre la lama presente y las aquellos aislamientos que no coincidieran con las hendiduras de las paredes, se dejó reposar a que los características morfológicas de los géneros sedimentos se asentaran, y posteriormente se tomó 1 Naegleria y Acanthamoeba (Guzmán-Fierros, L de agua en un recipiente de botella boca ancha Jonckheere, & Lares-Villa, 2008). estéril. En cada recolección se midió la temperatura del agua y el pH. Una vez tomada la muestra, se Prueba de temperatura etiquetó el recipiente con el nombre, fecha, hora, Los aislados se resembraron en cuatro cajas Petri temperatura y pH, posteriormente se transportaron con agar no nutritivo con Escherichia coli (NNE), al laboratorio de Biotecnología Aplicada del incubándose cada una a temperaturas de 3, 20, 37 y Instituto de Ciencias Biomédicas (ICB) de la 45 °C por 5 días. Cada 24 horas se monitorearon Universidad Autónoma de Ciudad Juárez (UACJ) a para determinar si el crecimiento era positivo o temperatura ambiente, donde las muestras fueron negativo. procesadas (en un tiempo no mayor a 6 horas) Figura 1. Mapa de Ciudad Juárez, donde se muestra la ubicación geográfica de los puntos de muestreo. 90