Departamento de Geociencias

RESUMEN La Cadena Volcánica de Los Coconucos (CVLC) está formada por 14 centros volcánicos (nueve volcanes compuestos y cinco volcanes monogenéticos) a lo largo del Lineamiento de Coconucos. Dos volcanes más, los cuales son de tipo maar se ubican al SO de la CVLC. Para estudiar el desarrollo de estas estructuras, se evaluaron varios parámetros morfométricos, incluyendo elipticidad (e i) e irregularidad (i i), así como la relación alto/ancho de la base (H/W B) para los volcanes compuestos, y el índice H co /W co para los volcanes monogenéticos. Los valores de parámetros morfométricos y las relaciones dimensionales varían así: 1,27<e i <3,24; 1,12<i i <1,53; 0,04<H/ W B <0,24 y 0,02<H co /W co <0,34. Gráficos de los parámetros morfométricos ordenados de acuerdo a la posición espacial de los diferentes centros volcánicos permitieron identificar algunas tendencias parciales en la evolución en los volcanes compuestos, así como en el grado de conservación para los volcanes monogenéticos: e i aumenta hacia el SE; i i disminuye hacia el SE; H/W B aumenta hacia el SE y H co /W co aumenta hacia el NE. En conjunto, estos valores y patrones sugieren, tanto variabilidad en aspectos endógenos y exógenos que afectan la forma de los volcanes, como posibles ciclos de actividad constructiva y afectación de la morfología y morfometría de las estructuras volcánicas.

RESUMEN El xilitol es un edulcorante alternativo con características similares a la sacarosa que ha despertado gran interés debido principalmente a su uso seguro en pacientes diabéticos y aquellos deficientes en glucosa-6-fosfato-deshidrogenasa. Su síntesis química es costosa y genera subproductos indeseables, mientras que el proceso biotecnológico, utilizando levaduras de diferentes géneros, se perfila como una alternativa viable de producción por ser más seguro y específico. Colombia, por su ubicación geográfica privilegiada, ofrece una gran variedad microbiana que puede aprovecharse con fines académicos y comerciales, por esto, en el presente trabajo se realizó la búsqueda de algunos microorganismos nativos con potencial para la producción de xilitol. Se aislaron 25 especies de levaduras, de las cuales fue posible identificar bioquímicamente el 84% mediante el kit API 20C-AUX. Tres levaduras: Candida kefyr, C. tropicalis y C. parapsilosis presentaron mayor capacidad para degradar xilosa frente a las demás, por lo que fueron seleccionadas para la posterior evaluación de su capacidad productora. Se desarrollaron cultivos celulares discontinuos en matraces agitados a 200 rpm y 35°C por 30 horas, usando un medio sintético con xilosa como fuente de carbono. La evaluación del consumo de xilosa y la producción de xilitol se realizó por cromatografía de capa fina y cromatografía líquida de alta resolución. Los rendimientos máximos se lograron con Candida kefyr y C. tropicalis (Yp/s 0,5 y 0,43 g/g, respectivamente), utilizando una concentración inicial de 20 g/L de xilosa.

RESUMEN El xilitol es un edulcorante alternativo con características similares a la sacarosa que ha despertado gran interés debido principalmente a su uso seguro en pacientes diabéticos y aquellos deficientes en glucosa-6-fosfato-deshidrogenasa. Su síntesis química es costosa y genera subproductos indeseables, mientras que el proceso biotecnológico, utilizando levaduras de diferentes géneros, se perfila como una alternativa viable de producción por ser más seguro y específico. Colombia, por su ubicación geográfica privilegiada, ofrece una gran variedad microbiana que puede aprovecharse con fines académicos y comerciales, por esto, en el presente trabajo se realizó la búsqueda de algunos microorganismos nativos con potencial para la producción de xilitol. Se aislaron 25 especies de levaduras, de las cuales fue posible identificar bioquímicamente el 84% mediante el kit API 20C-AUX. Tres levaduras: Candida kefyr, C. tropicalis y C. parapsilosis presentaron mayor capacidad para degradar xilosa frente a las demás, por lo que fueron seleccionadas para la posterior evaluación de su capacidad productora. Se desarrollaron cultivos celulares discontinuos en matraces agitados a 200 rpm y 35°C por 30 horas, usando un medio sintético con xilosa como fuente de carbono. La evaluación del consumo de xilosa y la producción de xilitol se realizó por cromatografía de capa fina y cromatografía líquida de alta resolución. Los rendimientos máximos se lograron con Candida kefyr y C. tropicalis (Yp/s 0,5 y 0,43 g/g, respectivamente), utilizando una concentración inicial de 20 g/L de xilosa.

El diagnóstico seguro de enfermedades en las plantas depende de técnicas costosas, que requieren de tiempo y entrenamiento especializado. Esta investigación evaluó el uso de espectroscopia infrarroja cercana NIR (por sus siglas en ingles near-infrared) para la detección rápida del &quot;amarillamiento de hojas de crisantemo&quot;, una enfermedad de etiología incierta que genera pérdidas económicas importantes. En este experimento se tomaron espectros infrarrojos en hojas con niveles de amarillamiento diferentes según la clasificación empleada por los agricultores (asintomáticas, síntomas intermedios y hojas deformadas con síntomas avanzados). Mediante un análisis de componentes principales y con los valores de los espectros de esas muestras, se desarrolló un modelo de clasificación de hojas. Ese modelo aplicado en espectros de hojas tomados al azar separó adecuadamente el grupo de espectros NIR de hojas asintomáticas de un grupo indiferenciado de espectros obtenidos de hojas con sín...

La mayoría de microorganismos considerados como probióticos, tienen un papel importante en el mejoramiento de la función intestinal, tanto para la salud humana como animal. Gran parte de estos microorganismos probióticos, son muy sensibles a condiciones ambientales como la humedad, la temperatura, la concentración de oxígeno, las sales biliares, y el pH estomacal y, al ser procesados o almacenados como alimentos funcionales se puede ver afectada su viabilidad. Debido a esto, es necesario desarrollar condiciones protectoras que garanticen la viabilidad y actividad de estos microorganismos cuando son adicionados y procesados en matrices alimentarias, y asegurar que sean liberados en el intestino donde se precisa su acción. De acuerdo a lo anterior, el presente proyecto propone evaluar la influencia de la técnica de secado por aspersión con maltodextrina más inulina sobre la viabilidad de un consorcio de tres tipos de bacterias probióticas ampliamente utilizadas en la industria aliment...

La mayoria de microorganismos considerados como probioticos pertenecen a las bacterias acido lactico (BAL) y tienen un papel importante en el mejoramiento de la funcion intestinal, tanto para la salud humana como animal. Los probioticos poseen la habilidad de modular el sistema inmune del hospedero, competir para la colonizacion contra microorganismos patogenos y mejorar la digestion de los alimentos entre muchos otros beneficios.

Contextualización: La determinación de nitrógeno foliar es utilizada como uno de los índices que mide la necesidad nutricional de la planta en los cultivos de palma de aceite. También fue de igual importancia en esta investigación es enfocarse a una tendencia en general de los laboratorios llamada química verde, la cual se centra en minimizar la utilización de reactivos químicos en los diferentes análisis de laboratorio. Vacío de conocimiento: usando espectroscopía de infrarrojo medio y cercano (MIR y NIR) se pretendió minimizar en gran parte la generación de contaminantes producidos por el método de Kjeldahl, además de reducir los tiempos de análisis. Objetivos: determinar la cantidad de nitrógeno foliar mediante la construcción modelos predictivos a partir de los espectros de infrarrojo medio y cercano para la determinación de nitrógeno foliar usando como método de referencia Kjeldahl. Metodología: En el desarrollo del experimento se analizaron 198 muestras foliares de palma y se ...

Se realizó la caracterización óptica de la materia orgánica (MO) de un Andisol, obtenida en extracciones selectivas y secuenciales de Al, Fe y Si (cloruro de potasio, pirofosfato de sodio, oxalato ácido de amonio, ditionito-citrato-bicarbonato e hidróxido de sodio). A partir de las absorbancias se calculó la relación E4/E6, el ∆ log K, el Índice Melánico (IM) y el ODOE. Los comportamientos de la relación E4/E6, del ∆ log K y del IM en los extractos obtenidos con pirofosfato de sodio y con oxalato ácido de amonio mostraron un mayor grado de humificación para la materia orgánica extraída de los horizontes A y 2B/A y uno menor para la extraída de los horizontes 3C/A y 4Bs. El ODOE mostró la presencia de complejos orgánicos en los extractos obtenidos con pirofosfato e hidróxido de sodio y, la acumulación iluvial de óxidos e hidróxidos de Fe no cristalinos en el horizonte 4Bs en el extracto obtenido con oxalato ácido de amonio. En el horizonte A, los índices de humificación marcaron un c...

Se estudió la extracción selectiva y secuencial de las fracciones de Al, Fe y Si (cloruro de potasio, pirofosfato de sodio, oxalato ácido de amonio, ditionito-citrato-bicarbonato e hidróxido de sodio) de un Andisol del Oriente antioqueño con fines genéticos, lo cual, permitió separar horizontes alofánicos y no alofánicos. En los horizontes A y 2B/A la fracción coloidal estuvo dominada por complejos organometálicos, mientras que en los horizontes 3C/A y 4Bs predominaron los aluminosilicatos y los óxidos e hidróxidos no cristalinos. Este método también logró diferenciar dentro del horizonte A, por lo menos, dos subhorizontes no visualizados en campo. Los bajos contenidos de Ald, Fed y Sid y de Aln y Fen reportados pueden deberse a las extracciones previas realizadas con pirofosfato de sodio y oxalato ácido de amonio, en las que se liberó la mayor proporción del Al, Fe y Si y a las bajas cantidades de coloides inorgánicos cristalinos que presentan los Andisoles. 

Se estudió la extracción selectiva y secuencial de las fracciones de Al, Fe y Si (cloruro de potasio, pirofosfato de sodio, oxalato ácido de amonio, ditionito-citrato-bicarbonato e hidróxido de sodio) de un Andisol del Oriente antioqueño con fines genéticos, lo cual, permitió separar horizontes alofánicos y no alofánicos. En los horizontes A y 2B/A la fracción coloidal estuvo dominada por complejos organometálicos, mientras que en los horizontes 3C/A y 4Bs predominaron los aluminosilicatos y los óxidos e hidróxidos no cristalinos. Este método también logró diferenciar dentro del horizonte A, por lo menos, dos subhorizontes no visualizados en campo. Los bajos contenidos de Ald, Fed y Sid y de Aln y Fen reportados pueden deberse a las extracciones previas realizadas con pirofosfato de sodio y oxalato ácido de amonio, en las que se liberó la mayor proporción del Al, Fe y Si y a las bajas cantidades de coloides inorgánicos cristalinos que presentan los Andisoles. 

Se caracterizó detalladamente un Andisol derivado de ceniza volcánica de la cuenca alta de la quebrada Santa Elena, Oriente Antioqueño (Colombia), con el fin de realizar en él otros estudios más detallados de pedogénesis. El suelo estudiado presentó un bajo contenido de bases y de fósforo disponible y una alta acidez, lo que indica un bajo nivel de fertilidad natural. El alto contenido de materia orgánica superficial está en concordancia con el clima frío húmedo de la zona y con la formación de complejos organometálicos que la protegen de la mineralización. Los horizontes superficiales del perfil estudiado se clasificaron como no alofánicos mientras que los horizontes subsuperficiales se clasificaron como alofánicos. El suelo estudiado mostró evidencias de ser poligenético, así como de fenómenos de erosión asociados a cambios climáticos drásticos y fue clasificado como un Acrudoxic Fulvudand, medial, mezclado, isotérmico.

This study aimed to determine the nutritional value of the fatty acids in the freshwater fish Prochilodus magdalenae, Pseudoplatystoma magdaleniatum and Ageneiosus pardalis during dry and wet Neotropical seasons with the view to generate useful information for nutrition and sustainable commercial exploitation. The analysis of fatty acids was performed by gas chromatography–mass spectrometry and the nutritional value was calculated using five estimators: n-6/n-3 ratio, unsaturation index (UI), atherogenicity index (AI), thrombogenicity index (TI) and ratio of hypocholesterolemic/hypercholesterolemic (h/H) fatty acids. A different number of fatty acids (P. magdaleniatum = 50, P. magdalenae = 41, and A. pardalis = 32) was identified for each species and the average abundance percentages were different in the two seasons (p &lt; 0.05). Prochilodus magdalenae and P. magdaleniatum showed healthy n-6/n-3 ratios (1.04 and 2.72) in the different seasons. Although the three species showed low...

The operating conditions of polyhydroxybutyrate (PHB) production processes are among the factors that most influence yields. In this study, we evaluated PHB production synthesized by Bacillus megaterium LVN01. Batch and fed-batch cultures were used to produce PHB from residual glycerol. For this, dry cell weight (DCW) and PHB productivity were analyzed at a preliminary stage by central composite design using batch systems under different temperature, C/N ratio, and fermentation time conditions. The maximum PHB productivity occurred at 30.8 °C, 44.9 mol mol-1, and 39.9 h. The same conditions were tested for studies in fed-batch culture. Fed-batch experiments were comparable to each other, where the DCW was around 1.9 g L-1, with PHB productivities of 29.5 mg L-1 h-1 and 35.6 mg L-1 h-1 for bioreactors of 5 L and 14 L, respectively. The PHB was characterized by NMR, FTIR, DSC, TGA, and DTG analys

We present two regional, lithospheric cross sections that illustrate east-ward- and southeastward-dipping, subducted slabs to depths of 315 km beneath thesurface of Colombia in northwestern South America. These cross-sectional interpre-tations are based on relocated earthquake hypocentral solutions, models supported ongravity and magnetic regional data, and coda-Q (
Q
c
) tomography. The method of tomographic imaging based on spatial inversion of the coda wave has advantagesof providing information on the lateral variations of the anelastic properties and ther-mal structure of the lithospheric system. Mapping of earthquake-defined Benioff zones combined with tomographic imaging reveals the presence of an
∼
240
km longeast
–
west-striking slab tear, named here the Caldas tear. The proposed Caldas tear separates a zone of shallow, 20°
–
30°-dipping, southeastward subduction in the area of Colombia adjacent to Panama and the Caribbean Sea, which is not associated withsubduction-related volcanism, from an area of steeper, 30°
–
40°-dipping, slab adjacent to the eastern Pacific Ocean that is associated with an active north
–
south chain of active arc volcanoes. We propose that the Caldas slab tear separating these two distinct subducted slabs originally formed as the southern boundary of the Panama indenter,an extinct island arc that began subducting beneath northwestern South America about 12 Ma. The area south of the Panama indenter is Miocene oceanic crust of the Nazca plate, which subducts eastward beneath northwestern South America at normal anglesand melts to form a north
–
south-trending active volcanic arc. In addition to the for-mation of the Caldas tear, we propose that impedance of the thicker crustal area of thePanama arc-indenter over the past 12 Ma may have led to down-dip break-off of previously subducted oceanic crust that is marked by an extremely concentratedand active earthquake swarm of intermediate-depth earthquakes beneath east-centralColombia

La Aguja Submarine Canyon (LASC) is a remarkable bathymetric feature that cuts the continental margin of the Colombian Caribbean Coast offshore of the Santa Marta massif. This section of the margin is strongly influenced by
two active strike-slip fault systems: the NNW-trending Santa Marta – Bucaramanga Fault (SMBF) and the EW-trending Oca- Fault (OF). Based on 6,500 km 2 of high resolution multibeam bathymetry and one 2D seismic reflection profile (  60 km),
we identified submarine landslides associated with the LASC. Along the canyon we observe channel morphologies high sinuosity, variable widths (between 2 and 8 km), and both U- and V-shaped asymmetric cross sections. The occurrence of
mud volcanoes in the surrounding area, some of which stand above the flanks of the canyon, is also common. The available data allowed us to identify 31 submarine landslides on the LASC flanks, between water depths of 1,200 and 3,285 m, with
slopes ranging between 6.1 ı and 36.8 ı . Using numerical solutions of the diffusion equation of these scarps we estimate ages of between <1.0 to  631.6 ka. According to observations, the triggering mechanisms of landslides could be closely related to earthquakes originated in the convergence zone of SMBF and OF, and/or to the flanks instabilities driven by mud diapirism.

Morphological analyses of  14,500 km 2 of high-resolution-bathymetric data in the Caribbean continental margin of Colombia has allowed us to identify submarine landslides in the Sinu Accretionary Prism (SAP) and Magdalena subma-
rine fan (MSF) areas.

In the MSF area most of submarine failures are disintegrative, i.e. with no obvious deposit near or at the base of the scar, and are related to a system of canyons
belonging to the Magdalena turbidite system and to an abrupt slope break at the border of the continental shelf. Landslides in the SAP area are mainly associated to the steeper flanks (12–18 ı ) of anticline-related ridges. In many cases, the associated
landslide deposits are buried by subsequent sediments related to broad fans formed in the mouth of channels and canyons. The cohesive landslides identified exhibit blocky deposits with rubble masses up to 50 m high and runout distances between
3.6 and 11 km.

Morphometric analyses of scarps allowed us to calculate landslides ages in function of the constant  of diffusivity. Estimations using a  value of 0.015 m 2 y  1 suggest ages ranging between 13.8 and 9,761.9 ky for the MSF and ages between 12.2 and 1,031.8 ky for the SAP.

The Abanico del Quindıo (AQ) fan, a volcaniclastic deposit from the Ruiz–Tolima volcanic complex (RTVC), Colombia, provides
insight into recent deformation in the Central Andes. The use of geological observations, geophysical measurements, and estimates of fault-scarp ages constrain timing of recent tectonic activity. Gravity and magnetic analyses, along with geomorphologic cartography, allow the detection of lateral variations in basement distribution and at least three structural trends that cut the AQ: the Armenia fault (NNE), El Danubio fault (NNW), and Hojas Anchas fault (E–W). Recent deformation in the zone results from slip on the Armenia and El Danubio faults and suggests a maximum interval magnitude of 5.1 < M w < 6.3, with ages ranging between 2560 ± 480 yr B.P. and 4120 ± 780 yr B.P. Although no surface ruptures are associated with historical events on the fault segments in this zone, blind structures may have influenced the hypocentral distribution of events recorded after the Armenia Earthquake (M w
6.2, 25-01-1999). Further geophysical studies are needed to understand the Romeral Fault System and assess the earthquake hazard for the city of Armenia.

One thousand seven hundred and eighty-six vertical-component, short-period observations of microearthquake codas from regional earthquakes recorded by 17 stations belonging to the National Seismological Network of Colombia were used to estimate seismic wave attenuation
in Colombia. Local magnitudes range from 2.9 to 6.0 and only events occurring at hypocentral distances up to 255 km were considered for the analysis. The frequencies of interest lay between 1 and 19 Hz and the analysis was performed for each seismic station separately. Coda-wave attenuation (Q− 1c) was estimated by means of a single-scattering method whereas the separation of intrinsic absorption (Q− 1i) and scattering attenuation (Q− 1s) from total attenuation (Q− 1t) was
performed using a multiple lapse time-window analysis based on the hypothesis of multiple isotropic scattering and uniform distribution of scatterers. A regionalization of the estimated
Q 0 (Q c at 1 Hz) values was performed and a contour map of seismic coda attenuation in Colombia is presented, where four zones with significant variations of attenuation related to
different geological and tectonic characteristics can be observed. The highest attenuation is linked to the central and western regions (Q 0 around 50 and 56) whereas a lower attenuation (Q 0 around 69 and 67) is assigned to the northern and eastern regions. Results show that the Q− 1 values are frequency dependent in the considered frequency range, and are approximated by a least-square fit to the power law Q− 1 ( f ) = Q− 10( f / f 0 )−η. The exponents of the frequency
dependence law ranged from η = 0.65 to 1.01 for Q− 1c, η = 0.62 to 1.78 for Q− 1i, η = 0.28 to 1.49 for Q− 1s, and η = 0.53 to 1.67 for Q− 1t. On the other hand, intrinsic absorption is found
to dominate over scattering in the attenuation process for most of the stations and frequency bands analysed. Some discrepancies have been observed between the theoretical model and the observations for some frequency bands which indicate that it would be necessary to consider models for depth-dependent velocity structure and/or non-isotropic scattering patterns.

Seismic wave attenuation in the central region of the Colombian Andes is studied using coda waves. Most of the events used occurred in the region on the occasion of the Armenia 25 January 1999 earthquake. The estimation of the decay rate of coda amplitudes (called coda Q
1or Q c
1) is
performed by means of the single isotropic scattering method of Sato [1977]. The attenuation parameters Q i
1(intrinsic absorption), Q s
1(scattering loss), and Q t
1(total attenuation) are also estimated using the multiple lapse time window method of Hoshiba et al. [1991]. The frequencies of interest lie between 1 and 15 Hz. Results show that scattering attenuation is predominant for the frequency bands 1.5 ± 0.5 and 13.5 ± 1.5 Hz, whereas the intrinsic absorption and scattering contribute in equal shares to total attenuation for the 3 ± 1, 5 ± 1, 7.5 ± 1.5, and 10.5 ± 1.5 Hz frequencies. A comparison among the estimated attenuation parameters indicates that Qc
1is close to total attenuation for all the studied frequency bands. On the other hand, no evidence in support of
temporal changes of Q c
1 before and after the main shock has been found. Finally, the regionalization of Q c
1 values seems to correlate well with the geotectonic characteristics of the
region.