{"id":389,"date":"2013-09-03T11:41:19","date_gmt":"2013-09-03T10:41:19","guid":{"rendered":"http:\/\/blogs.hoy.es\/ciencia-facil\/?p=389"},"modified":"2013-09-03T11:41:19","modified_gmt":"2013-09-03T10:41:19","slug":"las-plantas-colectores-solares-inteligentes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.hoy.es\/ciencia-facil\/2013\/09\/03\/las-plantas-colectores-solares-inteligentes\/","title":{"rendered":"Las plantas saben c\u00f3mo hacer rentable la energ\u00eda solar"},"content":{"rendered":"

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La vida en la Tierra depende de la fotos\u00edntesis<\/strong>, mediante la cual las plantas verdes capturan la radiaci\u00f3n solar<\/strong> que utilizan para la construcci\u00f3n de la estructura vegetal, la cual sirve de alimento a los animales herb\u00edvoros, que a su vez alimentan a otros animales, dando lugar as\u00ed a una cadena que llega hasta el hombre<\/strong>. De manera que puede afirmarse que la fotos\u00edntesis es un proceso esencial para alimentar la vida del planeta<\/strong>, porque es capaz de suministrarnos ox\u00edgeno, combustible y alimentos, a trav\u00e9s de una ecuaci\u00f3n tan simple como:<\/p>\n

Di\u00f3xido de carbono (CO2<\/sub>) + Agua + Energ\u00eda solar = Glucosa + Ox\u00edgeno (O2<\/sub>)<\/strong><\/p>\n

, que en resumen es la ecuaci\u00f3n global de la fotos\u00edntesis<\/strong>.<\/p>\n

A lo anterior hay que a\u00f1adir que las plantas nos suministran todo lo anterior capturando y transformando energ\u00eda solar, consiguiendo de paso rebajar los crecientes niveles de CO2<\/sub> generados por el hombre<\/strong>, ayudando por tanto a aliviar la tendencia al calentamiento global planetario, que es una de las consecuencias asociadas al cambio clim\u00e1tico<\/strong>.<\/p>\n

Las relaciones entre las plantas y la atm\u00f3sfera en la que viven inmersas, resultan tan interesantes como variadas y complejas. Dentro de este contexto, conviene tener en cuenta que las plantas son en realidad \u201ccolectores solares inteligentes<\/strong>\u201d, capaces de plantearse y adoptar estrategias de respuesta ante los problemas que puedan encontrar en la captura de la radiaci\u00f3n solar que necesitan para su desarrollo.<\/p>\n

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En su papel como colectores solares, las plantas son selectivas<\/strong>, puesto que de todas las longitudes de onda que constituyen el espectro solar, entre unos 250 y 2500 nm (El nan\u00f3metro<\/strong> \u201cnm\u201d<\/strong> es la unidad de longitud que equivale a la mil millon\u00e9sima parte de un metro), a las plantas s\u00f3lo les interesan para sus actividades fotosint\u00e9ticas las que est\u00e1n comprendidas entre los 400 y los 700 nm, que constituye la llamada PAR<\/strong> (Photosynthetically Active Radiation = Radiaci\u00f3n Fotosint\u00e9ticamente Activa<\/strong>).<\/p>\n

Un problema que el hombre no sabe resolver de momento, o al menos no a costes razonables, es el almacenamiento estacional e interanual<\/strong>, de la energ\u00eda solar; sin embargo la planta lo resuelve simplemente acumulando esa energ\u00eda en su cuerpo, una vez transformada en la propia masa de su organismo, es decir en biomasa<\/strong>.<\/p>\n

Desde el punto de vista de su estrategia para la captura de la radiaci\u00f3n solar<\/strong>, la planta tratar\u00e1 de situar sus hojas, en la forma m\u00e1s eficaz posible para conseguir sus objetivos, entre los que est\u00e1 la captura de radiaci\u00f3n, pero tambi\u00e9n otros, lo que puede condicionar la estrategia a seguir. As\u00ed, la estructura de una hoja<\/strong> es una muestra de equilibrio entre la consecuci\u00f3n de tres objetivos que, a su vez, son tres necesidades<\/strong>, que frecuentemente entran en conflicto entre s\u00ed:<\/p>\n

1<\/strong>.- La necesidad de una superficie fotosint\u00e9tica m\u00e1xima y bien orientada respecto a la radiaci\u00f3n incidente.<\/p>\n

2<\/strong>.- La necesidad de conservar al m\u00e1ximo el agua de que dispone.<\/p>\n

3<\/strong>.- La necesidad de intercambiar gases con el exterior durante la fotos\u00edntesis.<\/p>\n

La planta resuelve este complejo problema alcanzando soluciones de compromiso mediante estructuras de las hojas tipo \u201csandwich\u201d<\/strong> formado esquem\u00e1ticamente por dos capas \u201cde piel\u201d, una superior (el haz<\/strong>) y otra inferior (el env\u00e9s<\/strong>), y entre ellas las c\u00e9lulas del par\u00e9nquima<\/strong> (par\u00e9nquima en empalizada y par\u00e9nquima esponjoso). La fotos\u00edntesis se produce en las c\u00e9lulas del par\u00e9nquima, por tanto la epidermis del haz debe ser transparente a la PAR<\/strong>, mientras que en la epidermis del env\u00e9s, m\u00e1s protegida de la radiaci\u00f3n, es donde sit\u00faa preferentemente la planta los estomas<\/strong>, cuyo sistema de apertura\/cierre controlado trata de optimizar su papel de intercambiadores de gases, reduciendo al mismo tiempo la p\u00e9rdida de agua.<\/p>\n

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A medida que las plantas crecen en altura<\/strong> se desencadena la competencia por la captaci\u00f3n de la radiaci\u00f3n solar<\/strong>, que en casos extremos, como el de las selvas tropicales h\u00famedas, obliga a las plantas a crecer con enormes troncos, rectos como columnas, en la cima de los cuales concentran las ramas y hojas, en una estrategia que es consecuencia del fototropismo<\/strong> y de la competencia entre ellas.<\/p>\n

La duraci\u00f3n de los per\u00edodos alternantes de luz y oscuridad<\/strong> a que diariamente se ven sometidas las plantas, son una ayuda esencial para ellas a la hora de su \u201ctoma de decisiones<\/strong>\u201d ante los cambios estacionales. As\u00ed, desde el punto de vista de la floraci\u00f3n, existen tres tipos de plantas: neutras, de d\u00eda corto y de d\u00eda largo. Las plantas neutras florecen independientemente de la duraci\u00f3n de la insolaci\u00f3n, mientras que las de d\u00eda corto o largo s\u00f3lo florecen cuando la duraci\u00f3n de la insolaci\u00f3n es inferior o superior, respectivamente, a un umbral dado.<\/p>\n

Se presenta aqu\u00ed un aspecto de la relaci\u00f3n entre radiaci\u00f3n y floraci\u00f3n verdaderamente curioso e interesante, y es el hecho de que la planta no s\u00f3lo mide la luz, sino tambi\u00e9n la oscuridad<\/strong>. Por ejemplo, para una planta de d\u00eda corto, supuesto que la duraci\u00f3n de la insolaci\u00f3n sea la adecuada para que tenga lugar la floraci\u00f3n, \u00e9sta no se producir\u00e1 si se interrumpe el per\u00edodo de oscuridad, aunque sea con la luz de una simple bombilla que se encienda durante unos minutos. Por el contrario, si se interrumpe la iluminaci\u00f3n, cubriendo o encerrando a la planta durante algunos minutos, esto no producir\u00e1 ning\u00fan efecto sobre la floraci\u00f3n.<\/p>\n

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Finalmente, entre otras varias respuestas de la estrategia de las plantas ante la insolaci\u00f3n, existen dos que resultan de gran inter\u00e9s, una es el fototropismo<\/strong>, es decir el crecimiento de las plantas orientado a la luz, y otra el seguimiento diario<\/strong> que es capaz de desarrollar el girasol<\/strong> a lo largo del fotoperiodo<\/strong>, manteniendo orientada su cabeza hacia el disco solar, de orto a ocaso, consiguiendo con ello la m\u00e1xima captaci\u00f3n posible de radiaci\u00f3n solar directa.<\/p>\n

La explicaci\u00f3n de estos dos fen\u00f3menos, absolutamente naturales, se fundamenta en una serie de procesos bioqu\u00edmicos y biof\u00edsicos cuya comprensi\u00f3n resulta algo laboriosa, pero cuya reproducci\u00f3n a escala industrial operativa resulta enormemente compleja<\/strong>. En el caso particular del seguimiento por parte del girasol<\/strong> del movimiento del disco solar a trav\u00e9s del cielo, parece que todo girasol conoce perfectamente la Ley de Lambert<\/strong>, tomando las medidas necesarias para maximizar la incidencia de energ\u00eda.<\/p>\n

Sin embargo, para nosotros los t\u00e9cnicos \u201chumanos\u201d, el conseguir ese mismo resultado para los heliostatos de una central solar de concentraci\u00f3n, para un colector parab\u00f3lico, o bien para un simple panel t\u00e9rmico o fotovoltaico, requiere complicados sistemas de seguimiento<\/strong> en base a servomecanismos, con tal cantidad de problemas en la pr\u00e1ctica que nos obligan a reconocer lo mucho que nos queda por aprender de la naturaleza<\/strong>, a trav\u00e9s de esa interesante \u201cvieja ciencia nueva\u201d<\/strong>, que es la biomim\u00e9tica<\/strong>.<\/p>\n

Adolfo Marroqu\u00edn Santo\u00f1a<\/span><\/a><\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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