INDAGANDO LAS CONSECUENCIAS DEL DIÓXIDO DE CARBONO EN EL
CRECIMIENTO DE LAS PLANTAS Y EN EL EFECTO INVERNADERO.
INTRODUCCIÓN
Son muchos los artículos
científicos que establecen una relación directa entre el aumento del dióxido de
carbono en la atmósfera y el efecto
invernadero, debido a que este gas tiene la capacidad de absorber ciertas
radiaciones infrarrojas y con ello producir un aumento de la temperatura. A su vez, también es conocido que uno de los factores limitantes
en el crecimiento de las plantas es el dióxido de carbono, al ser este un
componente fundamental en la ecuación de la fotosíntesis y los niveles de
concentración de este gas en la atmósfera son lo suficientemente bajos para
ser limitante.
Si relacionamos ambos efectos,
por tanto, podemos deducir que el efecto invernadero ocasionado por el aumento
de los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera sería beneficioso para el
crecimiento de las plantas ya que favorece el proceso de la fotosíntesis.
Sin embargo, esta hipótesis ha
generado controversia entre los científicos, al no quedar del todo claro la
relación que puede existir entre ambos efectos del dióxido de carbono
(crecimiento de las plantas y calentamiento global). El objetivo
principal de este trabajo es realizar un
conjunto de experimentos que demuestren si ambos efectos del dióxido de carbono
están relacionados y son ciertos.
MATERIAL Y MÉTODO.
Los materiales utilizados para
comprobar nuestra hipótesis han sido los siguientes:
- Cuatro
frascos de cierre hermético dos de ellos con una capacidad de un 2200 ml.
Y otros con más pequeños con un volumen de 1200 ml.
- Semillas
de pipas de girasol y de mastuerzo.
- Dos
termómetros de temperatura ambiental.
- Tierra
o sustrato para plantas.
- Seis
vasos de plástico cuatro pequeños y dos grandes.
- Vinagre.
- Bicarbonato.
- Agua
embotellada
- Pipeta.
- Un
regla.
- Una
cámara fotográfica digital.
- Papel y
bolígrafo.
- una balanza.
El procedimiento a seguir fue el siguiente:
Se plantaron cuatro semillas de
girasol en cada uno de los dos vasos de plástico grande (de yogurt) que
contenían 60 gramos de tierra y se regó
con 40 ml de agua. Cantidad suficiente para que la tierra estuviese húmeda
varios días.
En uno de los botes de cierre
hermético se colocó la maceta con las semillas de girasol y un pequeño vaso con
1 gramo de bicarbonato al que se le añadió con la pipeta 10 ml de vinagre.
Inmediatamente después que se produjo la reacción química se cerró el frasco. La
reacción se ajustó de tal forma que generara suficiente dióxido de carbono, una
cantidad superior a 100 veces la presente en condiciones normales en la
atmósfera terrestre.
En el otro frasco de cierre
hermético únicamente se colocó la otra maceta y en este caso directamente se
cerró el bote, con el fin de que la atmósfera presente fuera similar a la del
exterior.
Similar procedimiento se llevó a cabo con las semillas de mastuerzo, en esta ocasión se
sembraron 20 semillas en dos vasos de plástico pequeño (de petisuit) que
contenían 30 gramos de tierra y se regó con 20 ml de agua.
Nuevamente en uno de los frascos
pequeños se introdujo una de las macetas y un pequeño vaso con 1 gramo de bicarbonato al que se le añadió
con la pipeta 10 ml de vinagre. Y en el otro frasco se colocó solo la maceta y
se cerró.
Todos los frascos se colocaron en
un lugar soleado y cada cuatro días se abrieron para ser regados y realizar la
reacción química del bicarbonato con el vinagre para obtener la atmósfera saturada
de dióxido de carbono. Ese mismo día se midió la temperatura en todos los
frascos.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Se realizó el seguimiento del crecimiento durante dos semanas una vez habían germinado las semillas y se tomaron medidas cada tres a
cuatro días, dependiendo cuando coincidían los fines de semana, ya que esos
días el centro educativo se encuentra cerrado.
La gráfica que muestra el
crecimiento de las plantas de girasol en el frasco sin exceso de dióxido de
carbono (barras de color rojo) y la gráfica que muestra el crecimiento de las plantas de girasol en cm con
exceso de dióxido de carbono (barras de color azul) se determinaron esos datos con la regla y a partir de la media del
crecimiento de las distintos crecimientos de plantitas dentro de una misma
maceta (cuatro por maceta).
Los gráfica con los puntos rojos muestra la
temperatura medida en el frasco con dióxido de carbono y la gráfica con puntos azules sin exceso de dióxido de carbono, para el caso de las plantas de girasol.
En el caso del mastuerzo los
resultados sobre el crecimiento se muestran en las barras de color azul con el exceso de dióxido de carbono y rojo para el caso contrario. Por otra parte los puntos de color azul indican la temperatura para el caso de los botes pequeños sin exceso de dióxido de carbono y los puntos rojos para el caso de los botes con exceso de dióxido de carbono.
En el caso de las plantas de
girasol se observa un mayor y más rápido crecimiento en el frasco con exceso de dióxido de carbono que en el frasco con una concentración similar a la existente en la atmósfera (sin exceso de dióxido de carbono) como se aprecia al comparar las gráficas de barras azules y rojas y en las fotografías
realizadas (ver fotografía). Estos resultados indican claramente que el
proceso de fotosíntesis se está llevando a cabo de una forma más eficaz y que
el dióxido de carbono es uno de los factores limitantes en el proceso de la
fotosíntesis de las plantas.
Por otra parte, los datos de
temperatura indican que el frasco con una gran concentración de dióxido de
carbono la temperatura siempre era de aproximadamente un grado centígrado
superior a la temperatura del otro bote (ver gráficas 3 y 4). Estos resultados
avalan la hipótesis del efecto invernadero ocasionado por el aumento de dióxido
de carbono en la atmósfera y por tanto, su capacidad de aumentar la
temperatura, en este caso del aire contenido en el frasco.
En el caso del mastuerzo, los
resultados respecto a la temperatura fueron similares, en el frasco con exceso
de dióxido de carbono la temperatura era también de 1.0 grado superior que en
el frasco sin exceso de dióxido de carbono (ver gráficas 8 y 9)
Hubiera sido muy interesante haber
medido la temperatura ambiente para comprobar que era semejante o a la presente
en el frasco de cristal sin exceso de dióxido de carbono, de esta forma
habríamos comprobado que el cristal del frasco también estaba ejerciendo un
efecto invernadero.
Sin embargo, respecto al
crecimiento de la planta de mastuerzo y su germinación, los resultados no se
observó una clara diferencia entre ambos frascos (ver gráficas de barras del mastuerzo y fotografías). Estos resultados pueden
interpretarse de dos maneras que posteriormente deberemos comprobar: (1) que no
hemos realizado correctamente el experimento y por tanto debemos repetir, para
corroborar los datos, (2) que según el tipo de especie de planta el exceso de
dióxido de carbono puede o no ser un factor limitante en el proceso de la
fotosíntesis, al igual que ese aumento de un grado en la temperatura.
CONCLUSIONES
En ambos experimentos se ha
comprobado que el dióxido de carbono aumenta la temperatura, lo que indica que
es un gas con un claro efecto invernadero.
Respecto al papel que juega el
dióxido de carbono en el crecimiento de las plantas, ha sido muy marcado en el
caso de las plantas de girasol, pero en el caso del mastuerzo los resultados no
han sido los esperados. Por ello se pretende repetir nuevamente todo los
ensayos realizados, al menos dos veces, tanto para las plantas de girasol como
las de mastuerzo.
En el futuro, pretendemos
comprobar de forma más controlada el efecto de dióxido de carbono en el
crecimiento de la planta, para ello se realizarán experimentos con distintas
concentraciones de dióxido de carbono.
Finalmente, animamos a otros
profesores y alumnos a realizar experimentos semejantes a los descritos en esta
entrada de blog, con el fin de poder avalar o descartar los resultados que aquí
hemos obtenidos. Además, este tipo de proyectos, suponen un excelente recurso
para emplear con los alumnos la metodología de la indagación en un problema
medioambiental tan importante como es el del calentamiento global.
NOTA:
Este trabajo ha sido realizado por cuatro alumnos de forma voluntaria y
durante los periodos de recreo, dos de ellos pertenecientes a 1º de la ESO y
otros dos a 2º ESO. Ellos han sido los encargados de la toma de datos y la
realización de las pesadas, siembras y todo los demás procedimientos. El
profesor junto a los alumnos hemos analizado y debatido los resultados
obtenidos y los ensayos a realizar. Por
otra parte, los resultados obtenidos han servido para que dentro del aula, con
todo el alumnado, se debatieran los resultados obtenidos y su relación con el
cambio climático.
Agradecimientos: Este proyecto surge a raíz del curso realizado dentro del proyecto
Inquire para el profesorado de primaria y secundaria organizado por los jardines botánicos de: Juan Carlos I de Alcalá de Henares y el Real Jardín Botánico de Madrid.
