El plasma de aire

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Caminando entre los surcos de la parcela con plantas de frijol, los estudiantes de recién ingreso a la Universidad, observaron el desigual pero progresivo crecimiento y desarrollo de los arbustos de las leguminosas. Plantas con aproximadamente igual progreso, formaban grupos de cinco surcos, cada grupo era aparentemente muy parecido en todos los aspectos físicos a los demás, solo los diferenciaba la altura.

– Para que las plantas muestren este comportamiento en la altura, ¿con cuántos días de diferencia habrán sido sembradas las semillas de cada grupo de surcos?, ¿todas serían sembradas bajo iguales condiciones ambientales? – preguntó uno de los estudiantes. La respuesta se encontró al final de la parcela en una etiqueta informativa. Todas las semillas se sembraron el mismo día bajo las mismas condiciones ambientales, la única diferencia entre ellas, fue el tiempo de exposición que experimentaron ante un plasma de aire (Fig. 1).

La germinación de semillas y el plasma de aire

En general, el plasma no es una sustancia específica; sino cierto estado particular de la materia en el que, en conjunto, el material es eléctricamente neutro, pero que contiene iones y electrones libres capaces de moverse en forma independiente. La generación de plasma es obtenida en la mayoría de los casos por una diferencia de potencial establecida entre dos terminales eléctricas, aunque hay otras formas de hacerlo.

Hoy en día algunas de las características más conocidas de los plasmas a una presión establecida, es la generación de radiación ultravioleta, así como la de diferentes compuestos (dependiendo del gas donde se forme, en este caso es aire) con capacidad de degradación, purificación y/o modificación de propiedades físicas. Compuestos capaces de eliminar bacterias, virus y parásitos.

En los últimos años, las aplicaciones de los plasmas están siendo consideradas por los investigadores en el campo de las ciencias biológicas. Lo anterior, porque el procedimiento de exposición a un plasma de algún material se puede implementar eficientemente en casi toda configuración, pues es posible controlar sus diferentes variables así como el límite de exposición para estimular procesos biológicos en diferentes organismos.

En particular, se ha observado que la exposición de semillas a un plasma de aire a baja presión puede actuar como un fungicida, modificar las propiedades de absorción de agua, la latencia de ruptura, variar el porcentaje de germinación, así como acelerar el crecimiento de las plántulas sin ningún aparente efecto negativo.

 

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Es desde esta perspectiva (optimización de tiempos de germinación y desarrollo de plántulas), que como un proyecto de investigación que contribuya en el desarrollo de cultivos en el país, los miembros del Cuerpo Académico “Procesos Sustentables Aplicados a la Ingeniería” de la Escuela de Estudios Superiores de Xalostoc de la Universidad Autónoma del Estado de Morelos; experimentan, cuantifican y analizan los cambios inducidos como función del tiempo de exposición de semillas a un plasma de aire a presión atmosférica.

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Es sabido que de un grupo de semillas específico, no germinan normalmente el cien por ciento de ellas (porcentaje de germinación) y que cada especie tiene un periodo propio de germinación; el cual se define como el tiempo que tarda un brote de una semilla en emerger de la tierra o sustrato, a partir de que se coloca en él bajo las condiciones necesarias para que ello suceda.

Considerando estos conceptos, la investigación se centra en el análisis estadístico de los cambios referentes al porcentaje de germinación y tiempos de germinación de semillas de diferentes cultivos básicos (frijol, maíz, calabaza, tomate, jitomate, cebolla, chile, entre varios más), buscando con ello encontrar un apoyo más a la optimización de la producción agrícola de bajo costo.

El procedimiento para la inducción de los cambios de utilidad en el porcentaje de germinación y tiempo de germinación de las semillas consideradas, consiste en la exposición por grupos de las semillas de interés directamente a un plasma de aire a baja presión. El plasma se forma entre dos terminales eléctricas de latón y es ahí donde se colocan las semillas para ser tratadas.

Algunas variables importantes en este proceso, son el tiempo de exposición de las semillas en estudio al plasma, la edad biológica de las semillas, el tipo de semillas y la especie a la que pertenece. Del plasma, son controlados diferentes parámetros característicos: diferencia de potencial, corriente de descarga, potencia, presión y el gas utilizado para generar el plasma.

Los cambios inducidos en las dos variables de interés (optimización de tiempos de germinación y desarrollo de plántulas), son determinados mediante la observación directa de la siembra de las semillas tratadas, ya sea en parcelas, en almácigos o mediante bioensayos en cajas de Petri, con apoyo de herramientas estadísticas que validen las conclusiones.

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Los resultados obtenidos a la presente fecha, muestran que efectivamente la metodología seguida induce cambios. Dependiendo de la semilla de estudio, del tiempo de exposición y de los parámetros del plasma; el porcentaje de germinación puede ser optimizado y el tiempo de germinación disminuido. Como una conclusión preliminar, se podría decir que los efectos conseguidos son alentadores y que la propuesta, parece ir por el camino adecuado.


Dr. Fidel Benjamín Alarcón Hernández / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Dra. María del Carmen Fuentes Albarrán / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Dr. José Luis Gadea Pacheco / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Escuela de Estudios Superiores de Xalostoc de la Universidad Autónoma del Estado de Morelos.