martes, 28 de febrero de 2012

DERIVADOS DEL ALGODÓN - ALGODÓN TRANSGÉNICO


El proceso de desmote genera los siguientes productos que, son comercializados por las mismas desmotadoras: la fibra de algodón, los linters (filamentos más cortos o pelusa generalmente adherida a la pepa) y la pepa.

La fibra se utiliza para la producción de hilos y telas, mientras que los linters se procesan para obtener cuerdas gruesas, o se utilizan como material de relleno o para la fabricación de papel. Por su parte, la pepa es vendida a empresas productoras de alimentos, que someten la misma a un proceso de prensado para obtener el aceite vegetal (para consumo humano), la torta (pasta de la pepa que se utiliza para la alimentación de ganado) y la cáscara (que se aprovecha como forraje crudo, cama para ganado, abono y combustible).

Algunas desmotadoras informales utilizan estas pepas como semillas para entregar a los agricultores que habilitan, lo que perjudica al agricultor, puesto que el cultivo requiere, para alcanzar un nivel de productividad adecuado, el uso de semillas certificadas que asegura una semilla desinfectada libre de plagas y enfermedades. La fibra de algodón es empacada en fardos que son vendidos a la industria textil. Aquí, la fibra pasa por un proceso de cardado y peinado, del cual se obtiene la mecha. Posteriormente, se da el proceso de hilandería, en donde se reduce la mecha al grado de finura, tensión y torsión convenientes. El hilo se enrolla en conos y es enviado al proceso de teñido y tejido, de donde se obtiene la tela que finalmente será utilizada para la confección de prendas de vestir.

De acuerdo a lo expuesto anteriormente, se puede determinar el volumen usual de subproductos que se obtienen por unidad de algodón rama (ver gráfico adjunto). Así, de 100 Kg de algodón rama se obtiene aproximadamente 38 Kg de fibra de algodón, siendo el resto subproductos derivados de la pepa. De acuerdo a esta relación (peso algodón “rama”/peso algodón “fibra”), se define un parámetro denominado “acude”, el cual, de acuerdo al gráfico indicado sería de 2.63 (100/38). Esta ratio se puede interpretar como que de cada 2.6 quintales de algodón rama se obtiene un quintal de fibra. El acude de las distintas variedades de algodón varía significativamente. Así, la tabla adjunta indica el “acude” correspondiente a las diferentes variedades de algodón locales, destacando la ratio del Tangúis y del Pima como el más bajo y el más alto, respectivamente. En este sentido, es necesario utilizar más algodón rama para obtener un quintal de fibra de Pima.




·        Historia

A mediados del siglo XIX, exactamente en el año 1845, se hizo un gran descubrimiento, que como muchos otros, tuvo una aplicación directa en las batallas y guerras. Este invento no era otro que el algodón pólvora, o lo que es lo mismo, nitrato de celulosa, también llamado nitrocelulosa o fulmicotón. Como en otros muchos casos, la suerte cruzaba por allí en el momento en que Christian Friedrich Schönbein desarrollaba una fibra textil para un cliente.

Trató el algodón con ácidos nítricos y obtuvo el nitrato de celulosa, que es la base de la pólvora sin humo, algo que le vino muy bien a los artilleros de aquel tiempo. Por supuesto, a Schönbein, dedicado a la industria textil, aquello de hacer camisas explosivas no le atrajo mucho, pero en cambio, un tipo llamado Alfred Krupp, dedicado a los negocios armamentísticos, enseguida le encontró un buen uso.

¿Y cuál era este buen uso? Pues que hasta aquel momento, cuando comenzaba la feria de disparos desde una posición de artillería, esta quedaba claramente visible y localizable por el humo que desprendían los cañones. Esto permitía al enemigo dirigir sus disparos con cierta eficacia. Pero con el algodón pólvora, los cañones podían disparar camuflados en algún lugar, y en la distancia, se hacía complicado para el enemigo, divisar la posición exacta de la artillería a atacar.

Por ejemplo, el algodón pólvora fue uno de los determinantes, junto con unos mandos poco dotados para el combate, en la batalla de Spion Kop, que tuvo lugar en Sudáfrica en el año 1900 dentro de la Segunda Guerra Anglo-Boer.


Se sintetiza a base de algodón, Ácido nítrico y acido sulfúrico, los mismos utilizados en la nitroglicerina. De esta manera, forma principalmente nitrato de celulosa.

Para obtenerlo se hace una mezcla de 1 volumen de ácido nítrico (HNO3) y tres volúmenes de ácido sulfúrico (H2SO4), pues la reacción de la celulosa con el ácido nítrico, además de formar la nitrocelulosa, produce agua, la cual diluye rápidamente al ácido nítrico. Al ser el ácido sulfúrico higroscópico, éste toma el exceso de agua en la reacción sin diluir al ácido nítrico.

Cuando la mezcla de ambos ácidos está fría, se introduce el algodón y deja durante unos 15 minutos estabilizando la temperatura (enfriando, ya que la reacción es muy exotérmica), después de lo cual se lava en acetona y se seca. Opcional al lavado con acetona es un lavado rápido con agua y bicarbonato de sodio (NaHCO3), que eliminará posibles residuos de ácido; aunque hará que la nitrocelulosa obtenida se seque más lentamente, ya que el agua es menos volátil que la acetona.

Una vez fabricada conserva el aspecto de algodón ordinario, aunque la nitrocelulosa es más áspera al tacto. La obtención descrita anteriormente genera una nitrocelulosa altamente explosiva y peligrosa, con un grado altísimo de pureza; por lo que se recomienda variar las proporciones con respecto al ácido sulfúrico si se desea hacer demostraciones sencillas. Cuanto menos ácido sulfúrico sea usado (Con respecto a la proporción 1HNO3:3H2SO4), menor grado de pureza tendrá la nitrocelulosa. Una vez seco, es soluble en el dietiléter, acetona y el éter acético. Se enciende a 120 °C. Al arder produce dióxido de carbono, monóxido de carbono, agua y nitrógeno. La nitrocelulosa se obtiene, a nivel industrial, por nitración de alfa-celulosa de algodón o pulpa de madera.






Nitrato de celulosa

Nombre (IUPAC) sistemático

Nitrato de celulosa

General

Otros nombres

Nitrocelulosa

Fórmula molecular

n/d

Identificadores


n/d

Propiedades físicas


n/d

Propiedades químicas

Valores en el SI y en condiciones normales
(0
°C
y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.
Exenciones y referencias




Es uno de los explosivos plásticos más baratos. Es rígido y resistente al impacto. Admite técnicas finales de corte y mecanizado (evitando sobrecalentamiento). No es un buen aislante eléctrico. El celuloide se disuelve en acetona y acetato de amilo. Es atacado por los ácidos y bases (poca resistencia química). Se endurece al envejecer y es atacado por la radiación solar. Es inflamable, con deflagración. Los productos emitidos en la degradación térmica son tóxicos.

Es muy estable en comparación de la nitroglicerina, incluso es más estable que la pólvora. Los magos e ilusionistas lo utilizan para crear ilusiones con fuego.

Algodón Transgénico

REFERENCIAS

Campo de algodón en el norte de Benín.

Algunas compañías usan la ingeniería genética para alterar la naturaleza del algodón y que resulte, por ejemplo, de distintos colores. Empresas multinacionales como Monsanto han producido semillas de las que se obtienen distintos colores, especialmente el azul índigo que se utiliza en la confección de los jeans.
En la Región Autónoma de Xinjiang (China) se han desarrollado plantas que entregan fibras de colores rojo, verde, azul o negro.
Otras, en cambio, utilizan la biotecnología para generar fibras mucho más largas y resistentes pero no gruesas. La empresa Natural Cotton Colors patentó, en 1990, dos variedades de algodón de colores naturales: marrón (Coyote) y verde.
Pero no todas las variaciones genéticas de este cultivo apuntan a su coloración. Muchas de las modificaciones buscan hacer que la planta sea más resistente a algunos tipos de plagas, como la variedad Bt Cotton; o resistentes a los herbicidas como la variedad Roundup Ready, de Monsanto, resistente al glifosato (Roundup).
A pesar de la resistencia al uso de transgénicos, ya en 1997 el 25% de las áreas sembradas con este cultivo en los Estados Unidos correspondían a variedades genéticamente modificadas. Otro de los grandes productores, la India, dio vía libre al cultivo transgénico en 2001, en su variedad Bt.
Varios estudios demuestran que los cultivos de algodón transgénico no tienen un rendimiento mayor que los del algodón convencional, una de las promesas de las compañías que desarrollan variedades genéticamente modificadas. Tampoco reducen la cantidad de pesticidas químicos necesarios para su cultivo, dándose casos en los que su uso se dispara, provocando otros problemas como la aparición de variedades de hierbajos e insectos resistentes a los mismos.
La sociedad prehispánica mexicana de los Toltecas sabía cómo obtener algodón de diversos colores (azul, turquesa, verde, naranja, rojo), aún no se sabe a ciencia cierta cómo lo obtenían, pero se puede deber al uso de colorantes minerales con los que se regaban las plantas.

ALGODÓN GENÉTICAMENTE MODIFICADO

En el algodón genéticamente modificado el material genético (ADN) ha sido alterado, a través de la biotecnología moderna denominada también “tecnología del ADN recombinante” o “ingeniería genética”, insertando genes seleccionados de otros organismos para obtener variedades que expresan nuevas características. La obtención de tales plantas envuelve diversas etapas: la identificación y aislamiento de un gen que confiere la característica deseada, la clonación (multiplicación del gen); la transformación o transferencia de ese gen al genoma de la célula, al que debe integrarse de manera estable y expresarse adecuadamente; la regeneración de la planta y la fijación de la característica obtenida (Lajolo y Nutti, 2003).
El algodón pertenece a la primera generación de cultivos modificados genéticamente que ha dado como resultado el desarrollo de cultivares con un potencial importante para aumentar la productividad del cultivo, reducir el impacto ambiental al disminuir el uso de insecticidas y herbicidas; y mejorar la calidad del producto a través de la introducción de resistencia a insectos y de tolerancia a herbicidas o de una combinación de estas dos características en una misma variedad (“stacked trait product”).
El método de transformación comúnmente utilizado en algodón, es a través de la bacteria del suelo Agrobacterium tumefasciens, el cual utiliza las propiedades biológicas de dicha bacteria para introducir el gen correspondiente al rasgo o característica deseada. Tal método, es bien conocido y ha sido empleado en la modificación genética de diversas plantas dicotiledóneas (Monsanto Agricultura España, 2002).
La posibilidad de manipular genes individuales y de transferir genes entre especies que no podrían cruzarse es lo que distingue a la modificación genética de las técnicas convencionales de mejoramiento.
Cultivo mundial de algodones genéticamente modificados
La superficie global estimada en 2004 para cultivos genéticamente modificados, GM, fue de 81.0 millones de hectáreas (Tabla 2). El área continúo creciendo por octavo año consecutivo, manteniendo un aumento de 20% en relación con 2003. Desde 1996, año en el que se iniciaron las siembras comerciales de cultivos GM, el área global creció 48 veces pasando de 1,7 millones de has en 1996 a 81.0 millones en 2004. Esta superficie fue cultivada en 17 países, por 8.25 millones de agricultores, 1.25 millones de agricultores más que en 2003, el 90% de los cuales están en países en desarrollo, en su mayoría son pequeños agricultores.
En el caso del algodón, este fue sembrado en la China, Sudáfrica, Estados Unidos, Australia, India, México, Argentina, y Colombia (James, 2004).
El algodón GM se sembró en un área de 9.0 millones de has (12% del área global en cultivos GM), comparado con 7.2 millones de has en 2003. En 2004 de los 32 millones de has sembradas a nivel mundial en algodón, 28% fueron genéticamente modificadas, representando un 25% más en relación con el año anterior. Para el 2005 se espera que el área sembrada con algodón GM crezca, teniendo en cuenta el notable incremento que viene registrando esta tecnología en China e India, así como en los países que recientemente han iniciado la siembra de algodón GM.

ALGODÓN RESISTENTE A INSECTOS (BT)

El algodón resistente a insectos es una tecnología desarrollada para proteger las plantas de algodón del daño de ciertos insectos, a través de la inserción de un gen o genes de una bacteria natural del suelo, Bacillus thuringiensis, comúnmente conocido como Bt, lo que las hace producir, durante todo su ciclo de vida, pequeñas cantidades de una proteína Cry -endotoxina que es tóxica para ciertos insectos.
Una vez insertado el gen del Bt en el genoma de la planta de algodón, las características de la proteína Cry son transferidas, a variedades de algodón de alto rendimiento. Propiedades agrícolas como mayor rendimiento, mejor calidad de fibra y otras características importantes son preservadas, al mismo tiempo que el gen de la proteína Cry se agrega a las variedades comerciales.
Inicialmente las proteínas Bt fueron clasificadas en cuatro clases, basadas en el rango de sus hospederos. Así, por ejemplo Cry1 es activa frente a lepidópteros, Cry2 actúa contra lepidópteros y dípteros, Cr y3 contra coleópteros y Cr y4 contra dípteros. El término “Cry” hace referencia a “cristalina”, reflejando la apariencia cristalina de la -endotoxina; “Cry” es usada para denotar proteína, mientras “cry” denota el respectivo gen. Actualmente, se conocen más de 60 clases de proteínas Cry (Krattiger, 1997).
Las primeras variedades de algodón Bt que se introdujeron comercialmente contenían la proteína Cry1Ac, derivada de la bacteria Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki, (B.t.k.) y se comercializan con el nombre de Bollgard®.
En China, ya se dispone de una fuente independiente de protección de Bt, desarrollado por la Academia China de Ciencias Agronómicas, se trata de un gen Bt modificadoque es la combinación de los genes cr y1Ac y cry1Ab. La Academia aisló adicionalmente un gen del caupí, el CpTi, que produce resistencia a insectos por medio de un mecanismo diferente.
Las plagas del algodón contra las que la tecnología Bt, aprobada y comercializada en Colombia, ofrece una protección eficaz, son el gusano bellotero (Heliothis virescens, Helicoverpa zea), el gusano Rosado Colombiano (Sacadotes pyralis), el gusano Rosado de la India (Pectinophora gossypiella), el gusano de las Hojas (Alabama argillaceae) y parcialmente eficaz para combatir el gusano Falso Bellotero (Spodoptera frugiperda), consideradas plagas de gran importancia económica para el algodón cultivado en Colombia (Bollgard®, 2001).

ALGODÓN TOLERANTE A HERBICIDA

Las malezas constituyen un severo limitante para la producción de algodón en el mundo.
El cultivo compite desfavorablemente, principalmente en los estados iniciales de crecimiento, y debe ser protegido de la invasión de malezas agresivas.
Los métodos actuales de manejo de malezas combinan prácticas culturales y mecánicas con la aplicación de herbicidas de amplio espectro y residuales para contrarrestar el efecto de competencia.
El algodón tolerante a herbicida, obtenido por ingeniería genética, ofrece a los agricultores una manera eficaz, para combatir las malezas siendo esta compatible con los métodos de labranza mínima, los cuales ayudan a preservar el suelo. El algodón GM, permite cierta flexibilidad a los agricultores en relación con la aplicación de los herbicidas, conforme a las características de uso requeridas.

Países que cultivan algodones tolerantes a herbicidas
En 2004, el algodón GM tolerante a herbicida fue sembrado en 1.5 millones de hectáreas representando el 2% de la superficie total de cultivos GM plantados en ese año (James, 2004). Esta tecnología se empezó a utilizar desde 1997 en los Estados Unidos y se ha ido extendiendo paulatinamente a otros países, principalmente los mismos donde se cultiva el algodón Bt. En Colombia el algodón tolerante a herbicida Glifosato fue autorizado para siembras comerciales, a partir de la temporada algodonera 2004/2005 en las subregiones Caribe seco y Caribe húmedo.

Modo de acción
Así como los genes cry han sido introducidos a la planta de algodón para generar resistencia a insectos, los métodos de ingeniería genética han permitido que plantas de algodón sensibles a herbicidas se modifiquen genéticamente para ser capaces de tolerar herbicidas no selectivos de amplio espectro como glifosato, oxinil, glufosinato de amonio y sulfonilurea.
El glifosato, elimina las plantas inhibiendo competitivamente la enzima 5-enolpiruvil shikimato-3-fosfato sintetasa (EPSPS). La EPSPS es esencial para la producción de aminoácidos aromáticos en las plantas. La estrategia de tolerancia consistió en conferirles a las plantas de algodón, la capacidad de producir la proteína CP4 EPSPS, derivadade Agrobacterium sp. cepa CP4 que de forma natural es tolerante al herbicida y de esta manera generar en la planta la tolerancia al herbicida.
Esta tecnología ha sido utilizada en las variedades de algodón, que confieren tolerancia a las aplicaciones tópicas del herbicida, cuyo ingrediente activo es el glifosato.

ALGODÓN RESISTENTE A INSECTOS Y TOLERANTE A HERBICIDA

El algodón con resistencia a insectos y con tolerancia a herbicida ha sido desarrollado combinando ambos rasgos (genes acumulados), proporcionando al agricultor la oportunidad de disponer en una misma variedad protección contra insectos y tolerancia a herbicida.
El mismo proceso empleado para obtener variedades convencionales fue utilizado para combinar las características introducidas en este algodón. De esta forma, el algodón con tecnologías conjuntas (Bt + tolerante a herbicida) fue obtenido por mejoramiento convencional mediante un cruce del algodón Bt y el tolerante a herbicida (ICA, 2004a).

Modo de acción
Las proteínas Cry de Bacillus thuringiensis (Bt) y CP4 EPSPS de Agrobacterium tumefasciens, cepa C4, producidas por el algodón con genes acumulados, actúan independientemente y a través del mismo mecanismo que ya fue descrito cuando se trataron individualmente las características Bt y tolerante a herbicida. Dichas proteínas se acumulan en sitios diferentes de la planta, la CP4 EPSPS lo hace en los cloroplastos, mientras que la proteína Cr y se presenta en el citoplasma.
El modo y sitio de actividad biológica son significativamente diferentes entre Cry y CP4 EPSPS y no se conoce, ni se concibe un mecanismo de interacción entre estas proteínas, el cual pudiera generar efectos nocivos para la salud de los animales o del hombre (ICA, 2004a)

Países que cultivan algodón resistente a insectos y tolerante a herbicida
Los genes combinados para resistencia a insectos y tolerancia a herbicida en algodón, continuaron creciendo desde que se inicio su utilización en 1997 en Estados Unidos, y ocuparon 4% o 3.0 millones de ha, a nivel global en 2004. Las características combinadas Bt/tolerancia a herbicida, aumentaron significativamente reflejando una continua tendencia de los genes combinados para ocupar un porcentaje creciente en relación con el área total plantada con cultivos GM (James, 2004). Actualmente esta tecnología se utiliza, además de los Estados Unidos, en Australia, Japón, y México. En Colombia actualmente, se está evaluando esta oferta tecnológica, de acuerdo con los procedimientos establecidos por el ICA sobre la materia.

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