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El principal proceso mediante el cual las plantas obtienen energía es su ciclo de reacciones independientes de la luz y reacciones oscuras.

Introducción

Cada elemento natural está perfectamente integrado en un ciclo en el que la energía se transfiere de diversas maneras de un ser a otro; la intervención externa puede afectar significativamente este equilibrio interno de la naturaleza y, a veces, inevitablemente poner en peligro su funcionamiento.

En lo que respecta a las plantas, el sistema de vida y crecimiento es bastante complejo. La vida de una planta implica una serie de intercambios entre la planta y su entorno, es decir, el suelo y el aire.

Las raíces absorben del suelo los nutrientes que la planta necesita; este proceso se denomina absorción radicular . Los minerales disueltos en el agua son los nutrientes de la planta.

En primavera, en cuanto la tierra empieza a calentarse, las raíces producen millones de finos pelos radiculares . Estos pelos absorben agua del suelo extrayendo sus nutrientes (es decir, sales minerales). En otoño, todos los pelos radiculares mueren. Solo las raíces jóvenes se encargan de absorber agua del suelo, mientras que las raíces más viejas sirven únicamente para sujetarse a la tierra.

El agua y los minerales componen la savia cruda, es decir, la «sangre» de la planta; esta viaja a través de una serie de vasos que recorren el tallo hasta las hojas.

Savia cruda = agua + sales minerales

Las hojas se encargan del intercambio de nutrientes con el aire, así como del intercambio de energía con el sol. Las plantas, como todos los seres vivos, absorben oxígeno del aire y emiten dióxido de carbono; por lo tanto, respiran igual que nosotros.

Puedes hacer un pequeño experimento. Toma cualquier planta y colócala sobre una tela impermeable; luego, cúbrela con una campana de vidrio. Al poco tiempo, observarás gotas de agua en la pared interior de la campana.

En este caso se dice que las hojas transpiran: liberan vapor de agua . De esta forma, las plantas eliminan el agua absorbida por las raíces que ya no utilizan.

Esto explica otros fenómenos similares, como las gotas de rocío que cubren las hojas por la mañana o las gotas de agua que se forman en el envoltorio de plástico de un ramo de flores. Mediante la respiración, las plantas obtienen la energía que necesitan para vivir.

Fotosíntesis

La respiración se realiza mediante la fotosíntesis de la clorofila.

La fotosíntesis de la clorofila es el proceso químico más extendido en la Tierra para la producción de compuestos orgánicos a partir de sustancias inorgánicas. La palabra se compone de:

• Foto = luz

• Síntesis = combinación de varias sustancias

• Clorofila = sustantivo que se refiere al pigmento verde contenido en las hojas

Se pueden identificar dos fases: la primera fase se desencadena por la energía solar, mientras que la segunda fase no la requiere.

Primera fase :

La fotosíntesis de la clorofila tiene lugar cuando la savia cruda (agua y sales minerales) asciende por los vasos linfáticos hasta las hojas, los verdaderos laboratorios de la planta, donde, bajo la acción de la clorofila (sustancia especial que da a las plantas su color verde) y con la energía de la luz solar, el dióxido de carbono y las sales minerales se transforman en savia procesada (azúcares y oxígeno).

Savia procesada = agua + azúcares

Segunda fase : La energía almacenada en la primera fase se transforma y es utilizada por la planta para vivir, crecer y desarrollar hojas, flores, frutos y semillas.

Aquí comienza nuestro trabajo. Durante la primera fase, la diurna, las plantas liberan oxígeno , mientras que en la segunda fase, la nocturna, liberan dióxido de carbono . Utilizaremos nuestros instrumentos para escuchar la respiración de las plantas.

Objetivos de aprendizaje

Los objetivos de esta actividad son:

• Utilice el código en una plantilla de Arduino Cloud.

• Lea un panel de control

• Controla la tira LED desde el panel de control.

• Controla la luz ambiental del vehículo desde el panel de control.

• Controla el sensor de gas desde el panel de control.

Componentes utilizados

• Arduino MKR WiFi 1010

• Operador IoT MKR

• Cable micro USB

• Sensor de humedad HW-101 V1.2

• tira LED

• Sensor Grove – COV y CO2 elevado (SGP30)

• Sensor de luz ambiental en el portador

• Estructura de invernadero

Si aún no ha construido el invernadero o tiene dudas sobre la estructura, consulte: Montaje del invernadero .

Configurar el proyecto

El botón de abajo te redirigirá a la página de Fotosíntesis en la plataforma Arduino Cloud. Una vez allí, haz clic en «Usar plantilla» , sigue los pasos para cargar automáticamente el código, configura el panel de control en la nube y comienza a leer los valores.

Código de importación

Lee el panel de control

El panel de control que verá después de importar el código debería parecerse a la siguiente figura:

Los datos que vemos representan las siguientes variables:

Experimentos y análisis

Un hermoso experimento de 24 horas de duración: esta vez la luz ambiental no sirve como umbral para encender luces, bombas o ventiladores, sino para comprobar el inicio de las dos fases de la respiración vegetal, respectivamente la producción de oxígeno y dióxido de carbono .

Simplemente mediremos el dióxido de carbono.

• ¿Qué tipo de gráfico esperamos?

CONSEJO: esperamos un patrón escalar en el que, durante la fase nocturna, aumente el nivel de dióxido de carbono.

Intenta responder todas las siguientes preguntas en conjunto, imaginando una respuesta antes de verificar experimentalmente los resultados.

• ¿Existe un período transitorio?

• ¿Cuánto tarda el dióxido de carbono en alcanzar su nivel máximo durante la noche?

• ¿Por qué se colocó el sensor de gas en la parte inferior del invernadero y no en la superior?

• ¿Qué ocurre si se abre el techo del invernadero durante la noche?

Nota

Tras la carga inicial, es posible que observe que los valores del sensor permanecen estáticos en el Monitor Serie. Permita que el sensor BME668 se calibre durante aproximadamente 5-7 minutos. Durante este tiempo, evite manipular el sensor.

Cuando observes que los valores del sensor comienzan a fluctuar, significa que el proceso de calibración ha comenzado. En ese momento, sopla suavemente sobre el sensor.

Deje que esta segunda fase de calibración continúe durante 5 minutos más mientras respira sobre el sensor periódicamente.

Tras completar la segunda ronda de calibración, debería recibir una lectura más precisa del CO2 _y de la calidad del aire del sensor BME668.

Desafío

Ha llegado el momento del último desafío.

• ¿Qué ocurre si dejas la tira LED encendida durante la noche?

CONSEJO: debería alcanzarse un nivel de CO₂ _equivalente al de la fase diurna. Es decir, la planta debería seguir produciendo oxígeno como si aún fuera de día.

La tira LED se controla mediante un widget «SLIDER» configurado en esta ocasión para gestionar un tiempo en horas .

• La planta necesita la fase nocturna. ¿Qué ocurre si abusamos demasiado de las luces LED? ¿Seguirá produciendo oxígeno nuestra planta de fresa?

Solo tenemos que intentarlo.