Proyectos

SaviaLab es la combinación de dos términos: Savia (la energía, elemento vivificador) y Laboratorio (lugar con los medios para realizar investigaciones, experimentos y trabajos científicos y técnicos). SaviaLab es una iniciativa impulsada por la Fundación para la Innovación Agraria (FIA), que busca ser un agente activo en el desarrollo de las comunidades educativas locales, impulsando la innovación temprana con un enfoque silvoagropecuario, para la construcción de una sociedad más analítica y propositiva. Promoviendo formas de vivir que reconozcan y releven las heterogeneidades culturales, ambientales y sociales, favoreciendo prácticas colaborativas en el respeto de la sabiduría y valores tradicionales en un entorno en constante transformación. Buscamos contribuir con las comunidades educativas locales, en el desarrollo y fortalecimiento de habilidades y competencias, que favorezcan y promuevan el bienestar y el desarrollo integral de sus miembros y sus entornos, a través de procesos de innovación temprana con un enfoque silvoagropecuario. SaviaLab se trabajará en grupos de estudiantes quienes desarrollarán un proyecto de innovación a lo largo de toda la experiencia formativa. El avance del proyecto se llevará a cabo a través de la realización de actividades individuales y grupales, así como en clases o salidas a terreno, todas apoyadas con material didáctico en formato hojas de trabajo. Además, cada docente podrá adoptar la metodología a diversas asignaturas o talleres, según su especialidad, y así propiciar el trabajo colaborativo entre docentes. El modelo de innovación propuesto por SaviaLab, comprende un proceso de 2 fases: La fase Formativa seguida de la fase Concurso, espacio en donde los equipos de docentes y estudiantes presentan los resultados de lo desarrollado en la fase Formativa. La fase formativa, considera 6 etapas conducentes al desarrollo de una idea innovadora, las cuales se distribuyen en dos unidades. Cada una de estas etapas plantea desafíos diferentes que adquieren sentido al ser considerados como parte de un proceso mayor: la innovación temprana. En su versión 2024, se ejecutará en un formato híbrido, que considera actividades presenciales y actividades remotas tanto para la Fase Formativa como para la Fase Concurso.

La agricultura es una de las principales actividades económicas de la Región de O’Higgins, con un PIB que alcanza al año 2021 el 12,8% de representación a nivel nacional. El éxito productivo regional depende en gran medida de las condiciones edafoclimáticas que preponderan en las zonas cultivables y/o aptas para la agricultura. Sin embargo, el actual escenario de cambio climático genera una alteración de estas variables climáticas, con cambios evidentes en la variabilidad de las precipitaciones, frecuencia e intensidad de los días cálidos y fríos, y eventos climáticos extremos (heladas, granizo, entre otros). Consecuentemente, el impacto del cambio climático ha modificado y seguirá transformando los sistemas de producción de diversos cultivos a nivel nacional y local, incluyendo el cambio de las zonas productivas. Esta nueva realidad climática requiere de la pronta generación de conocimiento y la capacidad de innovar y desarrollar tecnologías inteligentes para adaptar y asegurar la producción de alimentos. Aunque existe conocimiento de los posibles efectos del cambio climático sobre la agricultura, la literatura indica que la diversidad geográfica y climática de la producción agrícola no permite predecir con precisión los impactos locales del cambio climático en los diferentes cultivos. Por lo tanto, la mejor forma de reducir esta incertidumbre climática es a través del desarrollo de tecnología, el conocimiento y la innovación aplicada para adaptar y asegurar la producción de alimentos. De hecho, la Conferencia de las Partes de la Convención de Cambio Climático realizada en París (COP21), enfatiza la necesidad de avanzar hacia una “agricultura climáticamente inteligente”, es decir, una actividad que entre en sintonía con los cambios globales, con mínima huella ambiental, altamente eficiente en el uso de insumos, resiliente, productiva y sostenible. Este proyecto plantea la construcción de infraestructura climáticamente inteligente como la primera cámara de simulación climática regional, la cual permitirá determinar el impacto de diferentes escenarios de cambio climático en cultivos y variedades de importancia para los agricultores de la Región de O’Higgins de manera anticipada. Se busca responder las interrogantes asociadas a qué cultivos son más idóneos para las distintas zonas geográficas de la Región de O’Higgins, bajo condiciones extremas de temperatura, humedad ambiental y disponibilidad de agua, entre otros aspectos. Con la información generada se desarrollarán directrices tecnológicas y sistemas de bajo costo para la medición de parámetros ambientales, con el fin de brindar a los agricultores soporte para la toma de decisiones a nivel local, y consecuentemente fortalecer la competitividad del sector agrícola de la Región de O’Higgins.

La fabricación digital es un concepto que está revolucionando el modo en que se producen piezas y objetos. Hace referencia a procesos de manufactura en los que se usan máquinas controladas por una computadora para fabricar un objeto, previamente diseñado en algún software. La fabricación digital incluye tecnologías como impresión y escaneo 3D, corte láser y mecanizado CNC (control numérico computarizado); que junto al diseño CAD (diseño asistido por computadora) y programación permiten procesar archivos digitales para construir objetos tangibles. También se relaciona con el modelo educativo STEAM (ciencia, tecnología, ingeniería, arte y matemática) y con tecnologías que definen la próxima revolución industrial, la industria 4.0. La fabricación digital puede ser considerada un medio para desarrollar competencias como la creatividad, la colaboración y el trabajo en equipo, la proactividad y el emprendimiento. Numerosas experiencias internacionales y nacionales en fabricación digital han demostrado ser eficaces en fomentar competencias transversales en estudiantes, a diferencia del simple uso de dispositivos electrónicos (por ejemplo, smartphones). La eficacia de la fabricación digital radica en que, si bien también implica el uso de dispositivos electrónicos, pone el foco en conceptualizar, desarrollar y construir un producto físico. En consecuencia, esta nueva filosofía basada en el “aprender haciendo” aumenta la motivación, otorga autonomía y brinda competencias laborales fundamentales para el siglo XXI. La pandemia Covid-19 ha traído pérdidas irreparables, pero también grandes aprendizajes y desafíos tecnológicos. Se ha acelerado la transformación digital y se ha manifestado un gran potencial de desarrollo tecnológico local. Por otra parte, también se han visualizado brechas digitales y de género en la educación chilena. Desde el punto de vista del impacto en aprendizaje en contexto de pandemia, se ha determinado que la Región de O’Higgins podría ser una de las más perjudicadas por el cierre prolongado de los establecimientos educacionales (MINEDUC, 2020). Sumado a ello, es particularmente preocupante la diferencia, en detrimento de las niñas y las adolescentes, que ocurre con el desempeño en áreas STEAM, por lo crucial que estas resultan en las futuras oportunidades, nivel de ingresos y calidad de vida a la que podrán acceder (UNESCO, 2019). La Estrategia Regional de Innovación identifica la baja formación e incorporación de nuevas tecnologías 4.0 como una brecha que limita la puesta en marcha de proyectos innovadores y la asociatividad entre los actores regionales. Indicadores comunes para medir la efectividad de la innovación empresarial y emprendimiento tecnológico son instrumentos de propiedad industrial, como patentes, y surgimiento de empresas de base tecnológica. Las estadísticas de la Región de O’Higgins no son buenas. Según los últimos datos de INAPI, apenas el 1,33% de las patentes solicitadas en Chile provienen de la Región de O’Higgins. Por otro lado, no existen registros de emprendimientos regionales de base tecnológica. La incorporación de las tecnologías de fabricación digital en la formación de jóvenes makers puede fortalecer la educación STEAM, reducir la brecha digital y de género y potenciar los procesos de innovación empresarial y emprendimiento tecnológico en la Región de O’Higgins.

Chile es el tercer país con mayor superficie cultivada de cerezos y principal exportador a nivel mundial. El 82% de la superficie nacional se encuentra concentrada en la zona central, específicamente en las regiones del Maule y O’Higgins. Sin embargo, el liderazgo de nuestro país en los mercados internacionales puede estar en “jaque” por el cambio climático global. La zona central ha presentado un incremento en la frecuencia de eventos extremos de temperatura máxima y olas de calor, que ha afectado a la producción de cerezas durante los últimos años. Según la proyección nacional, se espera un incremento en la frecuencia y magnitud de los eventos térmicos extremos y el alza de las temperaturas impacta negativamente la calidad de la fruta y el rendimiento de los huertos de cerezo en 3 periodos críticos: desarrollo del fruto, postcosecha y receso invernal. Para enfrentar los embates climáticos se requiere el uso de herramientas tecnológicas que modifiquen el microclima del huerto, siendo una opción las coberturas textiles. El mercado se presenta con una amplia gama de opciones para diferentes momentos del proceso productivo, lo que ha generado efectos adversos debido al desconocimiento del manejo de las coberturas por los productores y ha impedido mejorar su competitividad. Por ello nuestra propuesta de valor busca validar el uso de las coberturas textiles en periodos poco explorados del ciclo productivo del huerto de cerezo y optimizar el uso de coberturas invernales y mallas fotoselectivas como herramienta tecnológica de control térmico. Se determinará la eficiencia de estas coberturas en los diferentes periodos críticos del ciclo productivo de huertos de cerezo en la zona central, junto con la estimación de índices de eficiencia de manejo por tipo de cobertura y condición climática. Con la información obtenida, se creará una plataforma virtual de asistencia técnica amigable para productores que los guíe en el uso eficiente de coberturas para control térmico.

La sequía representa más del 80% de los daños y pérdidas de los cultivos en todo el mundo. En la zona Central de Chile se han presentado 9 años de sequía ininterrumpida desde el 2010, con un déficit promedio de precipitaciones de 20 a 40%. Esto ha generado que el 88% de los agricultores de la zona central reporten un incremento en la ocurrencia de sequía en sus cultivos, siendo este el principal estrés abiótico asociado a la pérdida de cosechas y suministro sostenible de alimentos. La adaptación o tolerancia al estrés hídrico en los cultivos, está asociada con la modificación de diversas respuestas morfológicas y fisiológicas de las plantas, entre las que se incluyen cambios en el desarrollo del sistema radicular, ajustes en la tasa de crecimiento, inducción del cierre de estomas, ajuste osmótico, activación de enzimas antioxidantes, acumulación de fitohormonas y la regulación transcripcional de muchos genes. La sandía (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. and Nakai) es una de las especies más cultivadas de la familia Cucurbitaceae, debido a su importancia económica, alto valor nutricional y beneficios para la salud (por ejemplo, antioxidantes, carotenoides, citrulina, flavonoides, vitaminas (A, B y C) y minerales). La producción mundial de sandía para el 2020 fue de 101.62 millones de toneladas aproximadamente, lo que la sitúa como la segunda fruta fresca más producida a nivel mundial. Particularmente en Chile, en el año 2020, la sandía fue la decimotercera fruta más producida (57,382 mil toneladas), siendo la región de O’Higgins la principal productora del país. El cultivo de sandía prospera mejor en áreas cálidas, ya que requiere altas temperaturas (>25°C) para un crecimiento óptimo. Aunque la sandía prefiere un ambiente cálido y seco, es conocida por su alta susceptibilidad al estrés hídrico, por lo que su rendimiento está asociado a la disponibilidad hídrica en la región o áreas en que se cultive. En este sentido, una de las principales estrategias para reducir las pérdidas de producción agrícola en condiciones de estrés hídrico, es el cultivo de variedades de alto rendimiento injertándolas en portainjertos tolerantes a este tipo de estrés, con un sistema radicular eficiente en el uso del agua, como por ejemplo, Lagenaria siceraria. Particularmente, L. siceraria es una especie perteneciente a la familia de las Cucurbitaceae, la cual es utilizada como portainjerto para el cultivo de la sandía, debido a que presenta resistencia a bajas temperaturas y enfermedades transmitidas a nivel de suelo (por ejemplo, Fusarium). Se ha informado que L. siceraria es más tolerante a la sequía en comparación con otras cucurbitáceas, ya que aumenta la absorción de agua y nutrientes del suelo, ayudando al crecimiento de las plantas. Sin embargo, el uso de L. siceraria como portainjerto de sandía para enfrentar el estrés hídrico es limitado o nulo, particularmente existe desconocimiento de los mecanismos moleculares por el cual los portainjertos controlan el crecimiento de las plantas injertadas frente al estrés. Bajo condiciones de estrés hídrico, las raíces son el primer órgano que percibe la falta de agua en el suelo, y comunican esta restricción como una señal de estrés a los brotes. En este sentido, se ha reportado que en injertos de solanáceas y vitáceas el portainjerto induce una reprogramación transcripcional extensa en los brotes, especialmente de genes que participan en la transducción de señales de fitohormonas. Particularmente, el Ácido Abscísico (ABA) desempeña un papel fundamental en la regulación del crecimiento y la defensa de las plantas en situaciones de estrés hídrico, ya que se ha descrito como un integrador central que vincula y reprograma las complejas cascadas de señalización adaptativa en respuesta al estrés hídrico. Sin embargo, ABA no es la única fitohormona involucrada en la respuesta al estrés hídrico, ya que se ha descrito que otras fitohormonas, tales como, ácido salicílico, ácido jasmónico y auxinas, están asociadas a la regulación del crecimiento en condiciones de estrés hídrico, interactuando entre ellos mismos y/o con otros factores. Por lo tanto, considerando lo señalado anteriormente, se plantea la hipótesis de que la tolerancia al estrés hídrico en sandía injertada sobre L. siceraria está relacionada con el aumento en la expresión de genes relacionados con la biosíntesis, metabolismo y señalización de ABA y otras fitohormonas en las hojas del injerto C. lanatus y las raíces del portainjerto L. siceraria, lo cual confiere tolerancia al estrés hídrico en C. lanatus. Cabe destacar que, los resultados generados en este estudio, contribuirán a la comprensión de las respuestas a la sequía en las plantas, asociadas a diferentes fitohormonas, y servirán como un recurso público disponible para futuros estudios de expresión génica, genómicos y funcionales de C. lanatus y L. siceraria.

Promover una alianza nacional e internacional con el fin de fortalecer la red de colaboración en el sistema suelo–planta para la generación sustentable e inocua de alimentos, mediante la aplicación de estrategias biotecnológicas y académicas, con foco en el cambio climático y prevención de contaminantes emergentes, como las micotoxinas.

Microplastics (MPs) are plastic particles that range in size from 0.1 μm to 5 mm. They have received widespread attention in the global environmental science community due to their potential effects on living organisms, ecosystem pollution, low recycling rate, and interaction with organic and inorganic contaminants. Although much research has been focused on MPs in aquatic ecosystems, terrestrial ecosystems have been largely overlooked. Consequently, there is still scarce knowledge on the sources and occurrence of MPs in soils. After being deposited in soil, MPs undergo an aging process that involves the breakdown of their polymeric chains, which promotes the interaction between MPs and organic and inorganic contaminants. This process further increases the toxicity of MPs when they sorb pollutants from the environment, which can be transported to water bodies and living organisms. However, research regarding the aging of MPs and their toxicity is needed since previous studies do not consider realistic soil conditions. Additionally, interactions between MPs and pollutants have been primarily studied for conventional MPs, with scarce research on such topics for degradable MPs, especially concerning interactions with metal(loid)s. In general, the interaction of degradable MPs with other contaminants and their further toxicity have been overlooked. MPs have been shown to negatively affect some physical, chemical, and biological soil properties. However, results varied between studies, which have been associated with the type and shape of MPs, soil aggregate structure, porosity, water and oxygen availability, among others. More research is needed to confirm such relationships in soils. Previous studies have been mainly performed in Europe and Asia, with scarce research in Latin America. In Chile, only one study has been conducted on MPs in soils at field conditions, with other two studies regarding the effect of MPs and metals on soil biochemical properties under controlled environments. Therefore, considerable efforts should be taken to study MPs in Chilean soils. Thus, this study aims to address these gaps by considering some realistic approaches that are missing from current research on MPs. Specifically, this research will: 1) assess MPs in soils from different land uses and examine their association with soil properties; 2) evaluate degradable MPs; 3) study the ageing and adsorption capability of different MPs to metal(loid)s in soils; and 4) investigate the interactive effect of MPs and metal(loid)s under realistic conditions (including a real dose of MPs and metal(loid)s, temperature fluctuations, and soils from different land use types). By taking these steps, this study will provide novel insights into the occurrence of MPs in Chilean soils and shed light on the dynamics of soil microbial communities in the presence of MPs and metal(loid)s. Based on the above, the proposed research aims to evaluate the effect of different types of MPs and their interaction with metal(loid)s on the soil community structure and functionality from different land use types under realistic conditions. The hypothesis is that MPs will negatively affect soil microbiome structure and functionality due to changes in soil physicochemical properties, which will be moderated by changes in the type, doses, ageing of MPs and their interactions with metal(loid)s in soil from different land type uses. This proposal will be conducted in the O’Higgins Region (VI) of Chile. Firstly, in Phase 1, six localities from different land use types will be selected: an urban wetland, agricultural field, and sclerophyll forest. Soil samples will be taken to quantify and characterize the types of MPs in soil. Secondly, in Phase 2, the evaluation of different types of aging of MPs (conventional and degradable) on chemical characteristics of such particles will be performed, which is based on the ability of MPs as carriers of metal(loid)s. With information and soils obtained from Phase 1, a realistic experimental approach will be performed in the Phase 3. These include the evaluation of aged MPs (degradable and non-degradable) on soil physicochemical and biochemical properties, and the study of degradable and non-degradable aged MPs with metal(loid)s on the functionality, structure, and co-occurrence patterns of soil microbial communities. These phases are designed to be performed over three years. This is the first study focused on the evaluation the effect of MPs and metal(loid)s on microbial communities of soils from different land use types in Chile.

Proyecto de colaboración internacional entre España, Chile, Argentina y Ecuador. El proyecto aborda la recuperación de suelos degradados a través del uso de enmiendas orgánicas.

Los nematodos entomopatógenos (NEP) son organismos que habitan en el suelo y que se han utilizado como agentes de control biológico de insectos en las últimas cuatro décadas . Estos organismos han ganado mucha atención debido a su capacidad para buscar y matar a su huésped. El único estadio capaz de matar insectos es el llamado juvenil infectivo (IJ). Una vez que los IJ han ingresado al hospedador, se libera un simbionte bacteriano y la muerte ocurre por septicemia entre las 48 a 96h. Los NEP son seguros para los organismos no-diana, amigables con el ambiente y pueden producirse en masa en grandes fermentadores. A pesar de todas las ventajas mencionadas, en ocasiones, el performance de estos nematodos no es tan bueno como se espera. Uno de los principales problemas relacionados con dichas fallas es la existencia de grandes vacíos en su caracterización biológica y ecológica. Por ejemplo, la distribución de NEP en el suelo (como una matriz tridimensional) después de su aplicación en el campo no se conoce totalmente porque la determinación de su presencia depende de pruebas indirectas usando insectos trampas. Otra opción es el uso de RT-PCR para correlacionar la cantidad de ADN de una especie de NEP con una cantidad de individuos en una muestra de suelo, requiriendo mucho tiempo y esfuerzo. Aún existen muchas preguntas que resolver, incluida la distribución y persistencia en el suelo de los NEO, y la competencia entre las "poblaciones naturales" y las "aplicadas comercialmente", que siguen sin respuesta debido a la complejidad de la matriz del suelo. La opción más precisa para comprender cómo se comportan los NEP en el suelo sería, marcarlos individualmente y en grandes cantidades para rastrearlas en tiempo real. El marcaje NEP nos permitirá extraerlos directamente del suelo y contarlos bajo cualquier diseño óptico. Desafortunadamente, el único método disponible para marcar nematodos hasta el momento se basa en la inserción de proteínas fluorescentes, que son costosas, consumen mucho tiempo e imposibles de aplicar a grandes lotes de nematodos (decenas de millones). Esta situación puede ser revertida con el uso de puntos cuánticos de carbono (C-dots),ya que son baratos de producir, fluorescentes, no tóxicos y listos para usar en grandes lotes de NEP. El objetivo de este proyecto es desarrollar tecnologías de marcaje de NEP con c-dots para poder mejorar su actividad en condiciones de campo.

Diseñar e implementar un >Laboratorio de Ecosistema de Humedales para el desarrollo y transferencia de herramientas biotecnológicas sustentables para la Regíon e O´Higgins, mediante monitoreo, extensión y educación