Me he vuelto como un panda; solo como y duermo. Lo único que me falta es ser adorable y tener bambú, pero en este caso sería guadua, el bambú colombiano. Además de servir de alimento para un posible panda, la guadua tiene muchas propiedades, tantas que de seguro no te las imaginas. Por esta razón, los profesores Lina Osorio y Eduardo Trujillo decidieron estudiar esta planta con el fin de sacar beneficio a través de la elaboración de productos para el sector salud. Con esta solución innovadora se abre una ventana para conectar nuestra biodiversidad y así atender requerimientos de la sociedad, siendo sostenibles.
Un material muy subestimado
Lina y Eduardo han estado investigando sobre las fibras de guadua desde que iban en tercer semestre de Ingeniería Industrial en la Universidad Nacional sede Manizales. Ya haciendo su maestría y su doctorado en la Universidad Católica de Lovaina, en Bélgica, aprendieron más a profundidad sobre las propiedades de esta fibra y su uso como refuerzo de materiales compuestos. Así que, cuando se incorporaron como docentes en la Universidad Autónoma de Manizales, decidieron crear un proyecto alrededor de este material; una prótesis para amputación transtibial (parte inferior de la pierna) hecha en material compuesto con fibra de guadua.
Este proyecto hace parte del grupo de investigación de Diseño Mecánico y Desarrollo Industrial, donde además tienen el apoyo de ingenieros mecánicos. También está el grupo de Diseño y Complejidad en el cual se encuentra Andrea Gómez Álzate, quien ha liderado todo el diseño de la prótesis con la colaboración de la joven investigadora María Camila Hoyos. De la misma forma, están los grupos de investigación de Física y Matemáticas y Cuerpo y Movimiento que aportarán en diferentes fases del proyecto.
En estos momentos, se encuentra en fase de diseño y desarrollo, es decir, aún no está materializada. Por lo tanto, se han llevado simulaciones a través del software MATLAB, para así conocer el comportamiento de la fibra y de los compuestos, y de esta manera, saber en qué dirección se pone la fibra y en cuánta cantidad, con el propósito de aprovechar todas sus características.
Después, para analizar el comportamiento que tendría la prótesis, se haría uso de un software de elementos finitos, que consiste en la aplicación de ecuaciones diferenciales parciales, las cuales sirven para simular el comportamiento del material bajo diferentes condiciones de uso.
Se tiene planeado construir el primer prototipo en la universidad, cuyo proceso consistiría en fabricar la prótesis en material compuesto de fibra de guadua y matriz de resina epóxica, y luego validar el comportamiento de la misma ante diferentes condiciones de trabajo. Después, se probaría en una persona con el fin de verificar su funcionalidad, y al final, para poder comercializarlo en masa, se necesitará la validación ante los entes reguladores colombianos.
Observa la siguiente imagen para conocer el modelo de esta prótesis.
La guadua tiene diferentes características que la hacen apropiada para la construcción de este tipo de artefactos. En primer lugar, es bastante
resistente, por eso es que la llaman el “acero vegetal”, siendo, además, flexible y con propiedades de absorción. Esto, debido a que la fibra de guadua tiene poros microscópicos que absorben las ondas de los golpes e impactos, por lo tanto, cuando la persona que use la prótesis al caminar no va a sentir vibración alguna gracias a estas propiedades y va a estar más cómoda.
La guadua presenta de cierta manera más ventajas que otras fibras como el vidrio y el carbón. A pesar de que esta última es bastante resistente, no es porosa como las fibras de guadua, por lo tanto, al caminar se sentirá la vibración de los pasos. Por otro lado, este material es costoso y difícil de conseguir en Latinoamérica, así que no es asequible para todas las personas que requieren de una prótesis. Al contrario de la guadua, que al ser abundante podría influir a que el valor de la prótesis sea más accesible para que de esta forma muchas personas puedan adquirirla.
De acuerdo con la Asociación Colombiana de Medicina Física y Rehabilitación, por cada mil habitantes hay 200 a 300 personas con algún tipo de amputación. En complemento a esto, en el año 2019, 344 personas fueron víctimas de las minas antipersonas, las cuales, terminaron con alguna amputación de sus miembros inferiores. En este sentido, la construcción de esta prótesis beneficiará a estas personas para que así tengan una mejor calidad de vida.
De seguro pensarás que, si la prótesis de fibra de guadua se masifica, se necesitarán muchos guaduales para fabricarlas, algo que podría afectar a los bosques de este tipo de gramíneas, sin embargo, estos son abundantes en el territorio nacional y son de rápido crecimiento. Además, para conservar los guaduales es necesario aprovecharlos, puesto que se suelen degradar cuando hay un exceso de individuos de la especie. Esto lleva a la posibilidad de ir extrayendo guaduas de los bosques al mismo tiempo que se mejoran las condiciones de estos y así obtener materia prima para la elaboración de las prótesis.
Además de lo anterior, el aprovechamiento de este tipo de recursos contribuye de cierta forma al medio ambiente, puesto que impulsa la economía circular y sostenible.
La importancia del bambú colombiano
Lo más probable es que hayas escuchado sobre el bambú que crece en China, pero ¿conocías al bambú colombiano? Yo no, y tampoco me imaginaba la importancia natural que tiene su existencia.
El primer beneficio ambiental que traen los guadales es la regulación de los caudales, puesto que cuando llueve, el agua entra en el guadual y se queda dentro de él por cierto tiempo, hasta caer al suelo. De la misma forma, a los guaduales se les reconoce por ser unas bombas de agua natural, debido a que tienen una gran capacidad para absorber el agua de los suelos en épocas húmedas, almacenando grandes cantidades de este recurso para las épocas calurosas; de acuerdo con un estudio realizado en el municipio de Montenegro (Quindío) y en el Centro Nacional para el Estudio de Bambú Guadua, una hectárea de estas plantas puede almacenar has 30. 375 litros de agua, cantidad que podría abastecer a 150 personas por día, si se asume que el consumo de un individuo es de 200 litros al día.
Por otro lado, la guadua también contribuye a frenar el cambio climático, puesto que captura el dióxido de carbono que hay en el ambiente y genera grandes cantidades de oxígeno. Además, aporta a la existencia y sostenibilidad de diversas especies de flora, microflora, anfibios, aves e insectos, contribuyendo de esta manera al desarrollo de sistemas ecológicos bastante robustos y complejos.
Igualmente, es bastante ideal para construir hogares, ya que es resistente, regula la temperatura y el sonido. Ya mirando la existencia de la guadua desde una perspectiva sociocultural, se recalca que esta planta es un elemento simbólico para las comunidades, lo que contribuye a la permanencia de la cotidianidad y de memoria histórica de los diferentes pueblos.
En la siguiente imagen puedes conocer todos sus beneficios.
La biodiversidad y su gran tesoro
Si solo la guadua tiene todas esas funciones, imagínense el resto de los seres vivos que hacen parte de la biodiversidad del planeta. Es por esta razón que se hace necesario sensibilizar a la comunidad sobre la importancia que tiene el uso sustentable de la biodiversidad en la conservación del medio ambiente y en el desarrollo de la sociedad.
Una de las razones por las cuales es relevante conservar la biodiversidad es que es una gran red en la que todos los seres vivos nos encontramos conectados. Si una parte de la biodiversidad se ve afectada, todos los miembros de esta red también sufrirán las consecuencias. Entonces, por eso es necesario que procuremos cuidar al medio ambiente, ya que si afectamos a su salud es posible que nos podamos acceder a los servicios ecosistémicos como el agua potable y alimentos. Por esta razón, es necesario realizar un uso de la biodiversidad de tal forma que no se ponga en peligro el bienestar de las especies de animales y de plantas.
Además, la degradación de la biodiversidad también posee costos económicos. De acuerdo con un estudio realizado por la ONU y la Unión Europea, la degradación al medio ambiente puede costar el 2% de Producto Interno Bruto (PIB) de un país. En el caso de Colombia, los gastos en la salud generados por la degradación ambiental fueron de 20,7 billones de pesos en el 2015, según las cifras más recientes del Departamento Nacional de Planeación.
Colombia es uno de los países con más biodiversidad en el mundo, puesto que ocupa el primer puesto en especies de orquídeas y aves; el segundo en con mayor diversidad de anfibios, mariposas, especies de agua dulce y plantas; el tercero en número de especies de palmas y reptiles y el cuarto por especies de mamíferos. La biodiversidad representa un patrimonio para el país y un factor importante para su desarrollo.
Por esta razón es que el proyecto de los profesores Lina y Eduardo cobra importancia; dando a conocer la guadua como un material adecuado para la elaboración de materiales compuestos y aplicaciones, contribuyen a concientizar a las personas sobre la necesidad de proteger la naturaleza, puesto que ella nos ofrece materias primas excelentes para el beneficio de las personas. No obstante, es necesario tener en cuenta que el uso de los recursos debe ser sostenible, por lo tanto, se deben cumplir ciertos aspectos como: los beneficios económicos de las comunidades locales, la sostenibilidad económica del proyecto, los beneficios a largo plazo y la protección a las distintas especies.
¿Deseas conocer los motivos personales de este proyecto? Escucha a Lina y a Eduardo en el siguiente podcast que tenemos para ti, en el cual nos contaron sus ilusiones frente a este proyecto y el deseo que tienen por ayudar a las personas y al medio ambiente con el desarrollo de esta prótesis.
Conceptos clave
- Prótesis: Es una extensión artificial que reemplaza algunas partes del cuerpo que hace falta por diversas razones.
- Guadua: Son plantas que pertenecen a la familia de las poáceas y la subfamilia de los bambús. Se encuentra en todos los países de Iberoamérica y en algunos países asiáticos.
- Materiales compuestos: Son aquellos materiales que se forman por la unión de varios materiales, están conformados por un refuerzo (fibras) y una matriz.
- Biodiversidad: De acuerdo con el Convenio Internacional sobre Diversidad Biológica, biodiversidad se refiere a la diversidad de seres vivos que habitan en el planeta Tierra y lo que sucede con los patrones naturales que la conforman.
Entrevistados: Lina Osorio y Eduardo Trujillo
Docentes de la Universidad Autónoma de Manizales
Correo electrónico: lina.osorio@autonoma.edu.co, eduarto.trujillo@autonoma.edu.co
Periodista: María Lucía Sarmiento Rojas
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