Ciencias de los materiales

PK – 40 – CI Empleo de bioluminiscencia (fase oscura de la fotosíntesis) para elaborar señales en los caminos

  • Categoría: Pandilla Kids (3ro., 4to., 5to. y 6to. Año de primaria)
  • Área de participación: Ciencias de los materiales
  • Asesor: JESSICA DANIELA CERVANTES MARTÍNEZ
  • Autor: ISABELLA FERNANDA SALDIERNA MONTOYA ()

Resumen

Vivimos en un mundo con necesidades energéticas y contaminación ambiental, el cual necesita soluciones amables con la naturaleza. Miremos a donde miremos hay colores, ya sean producidos por la naturaleza o sintetizados por el hombre. En la naturaleza, el color es debido a sustancias conocidas como pigmentos, que están presentes en vegetales, flores y frutos. Estos pigmentos pueden utilizarse para iluminar caminos, señalamientos y así ahorrar energía y ser amables con el medio ambiente. El presente proyecto desarrolla a partir de la clorofila un pigmento fluorescente que resuelva el problema de la iluminación nocturna de manera inmediata.

Pregunta de Investigación

¿Cómo podemos iluminar a bajo costo los caminos utilizando la bioluminiscencia?

Planteamiento del Problema

Haciendo una observación sobre la necesidad que existe de iluminar los señalamientos así como los caminos y carreteras de México, se propone que, a partir de la bioluminiscencia, resolver el problema de iluminar los caminos y señalamientos con materiales amigables con el medio ambiente, de bajo costo y que a la larga sean un antecedente para desarrollar tecnología a partir de la fotosíntesis de las plantas.

Antecedentes

Entre las múltiples maravillas que la naturaleza tiene está la bioluminiscencia, que es la propiedad que tienen algunos seres vivos de emitir luz. Los motivos por los que han desarrollado esta condición son distintos: ya sea para engañar a los depredadores, para comunicarse e incluso para atraer a sus parejas.

El fenómeno de fondo de la bioluminiscencia está basado en la quimioluminiscencia el cual se conoce desde 300 años a.C., aunque sus aplicaciones son relativamente recientes.

En el año 1500 A.C., aparecen las primeras referencias a la quimioluminiecencia en algunos escritos chinos que hablan sobre luciérnagas y gusanos que eran capaces de brillar También Cristóbal Colón, en sus diarios de viaje, mencionó de extraños avistamientos de luces en los mares tropicales

La quimioluminiscencia se define como la emisión de radiación electromagnética producida por una reacción química. Cuando esta emisión proviene de organismos vivos o sistemas derivados de ellos, se denomina bioluminiscencia. Actualmente, los procesos de luminiscencia se han incluido en la lista de fenómenos luminiscentes

El mismo Michael Faraday quien observó y comenzó a estudiar la luminiscencia después de la muerte de insectos capaces de emitir luz. Se dio cuenta que algunos seres vivos pueden emitir luz (bioluminiscencia) gracias a la quimioluminiscencia. Esto debido a la descomposición de algunos de sus productos alimenticios y su excreción (como el caso de las luciérnagas). A pesar de ser un fenómeno conocido desde hace mucho, el estudio de la bioluminiscencia es aún poco.

En fechas recientes el proyecto Glowing Plant (planta brillante), que desarrolla la compañía Genome Compiler, intenta desarrollar plantas transgénicas fluorescentes, con la idea de reemplazar al alumbrado público tradicional. fuente: Glowig Plant. [fecha de consulta: 20 de octubre de 2013] Disponible en http://glowingplant.com/

La idea consiste en utilizar la luciferasa en la planta Arabidopsis thaliana, (porque es el primer genoma que se conoció completo), para que brille en la oscuridad. Para la mutación quieren utilizar una bacteria llamada Vibrio fischeri (relacionada con el virus del cólera), que tiene la capacidad de ser fluorescente. Después de esto se integra a diferentes especies de plantas. La empresa tiene la intención de utilizar esta tecnología para crear plantas y árboles fluorescentes más grandes que se localicen en las

 

Objetivo

Obtener de forma sencilla la fluoresceína de las plantas para hacer anuncios luminosos.

Justificación

El alumbrado público se lleva a cabo con energía eléctrica que a la larga genera más calor por eso se vuelve necesario pensar y desarrollar alternativas de iluminación de caminos y/o señalamientos. Por lo anterior nace la preocupación de desarrollar una tecnología de fácil acceso y amable con el medio ambiente. Investigando se encontró que una solución podía ser aprovechar la bioluminiscencia de algunas plantas, ahora la pregunta será cómo desarrollar la tecnología y cómo implementarla.

Hipótesis

Es posible reducir costos y mejorar el alumbrado público y los caminos a partir de la extracción (o síntesis) de sustancias luminiscentes de las plantas.

Método (materiales y procedimiento)

Materiales y reactivos

– Espinaca (500 gramos).

– Agua destilada (500 ml).

– Metanol (500 ml).

– Vaso de Cristal o matraz Erlenmeyer.

– Mortero.

– Papel filtro.

– 1 pipeta de 5mL.

– Embudo.

  1. Pesa 5 g de hojas de espinaca cortadas en piezas pequeñas
  2. Se colocan en un mortero con 3 ml agua destilada
  3. Muele con la mano del mortero hasta obtener una papilla, añade 6 ml de metanol y muele otra vez
  4. Pasa el líquido a un embudo chico que tenga papel filtro. Trata de dejar el sólido en el papel filtro y el líquido en un vaso
  5. Repite la molienda con otros 6 ml de hexano y reúnelos con el primer extracto en el embudo con el papel filtro
  6. Transfiere la solución colorida a un vaso o recipiente de cristal (matraz Erlenmeyer) de 25 ml
  7. Iluminar el vaso con una lámpara de luz ultravioleta y/o negra, y para evidenciar la fluorescencia
  8. A partir de este líquido fluorescente se pueden pintar unos señalamientos
  9. También se puede dejar secar o meterlo a una estufa (mufla) para deshidratarlo y obtener un polvo que se puede emplear para rociar, sin embargo este polvo necesita ser mezclado (con agua oxigenada) para que se presente la reacción

 

Galería Método

Resultados

Se obtiene una sustancia de bajo costo con la cual se pueden pintar señalamientos, que en la noche y en contacto con la luz de los autos, da un brillo que ilumina el camino y el señalamiento.

Galería Resultados

Discusión

A pesar de que es un producto de bajo costo está el problema de que es un alimento (la espinaca) la que se utiliza. Necesitamos hacer otro tipo de pruebas para determinar si podemos utilizar la masa de espinaca como alimento.

Conclusiones

Con base en lo expuesto en este trabajo de investigación es posible encontrar soluciones para los problemas ambientales en la misma naturaleza y sin afectarla, sin embargo serán necesarias más pruebas para poder desarrollarlo como tecnología.

Bibliografía

Astrid-Garzón G. 2008. Las antocianinas como colorantes naturales y compuestos bioactivos: Revisión. Acta biol. Colomb., 13(3):27-36.

Badui S. 2013 Química de los Alimentos 5ª Edición Editorial Pearson, México. pp 379-418.

Córdova, J. (2003). La química y la cocina. Colección la ciencia para todos. Fondo de Cultura Económica. México.

Experimental Organic Chemistry 3th Edition. Gilbert & Martin. Harcourt, página 171

Glowig Plant. [fecha de consulta: 20 de octubre de 2013] Disponible en http://glowingplant.com/

 

 



PK – 40 – CI Empleo de bioluminiscencia (fase oscura de la fotosíntesis) para elaborar señales en los caminos

Summary

Research Question

How can we light up the roads using bioluminescence at low cost?

Problem approach

Doing-an observation on the need that exists to illuminate the signs as well as the roads and highways of Mexico,it-is proposed that, from the bioluminescence that generates the plants, solve the problem-of illuminating-the roads and signs with materials friendly to the-environment, low cost and that in the long run are an antecedent-to develop technology from-the photosynthesis-of plants.

Background

Objective

To  obtain a simple form the fluoresceín of the plants to do luminous advertisement

Justification

The public system of illumination is carried out by electric power that in the long run generates more heat that’s why it becomes necessary to think and to develop alternatives of lighting of ways and/or signs. For the previous thing the worry is born of developing a technology of easy access and kindly with the environment. Investigating one found that a solution could be to make use of the bioluminescence of some plants, now the question will be how to develop the technology and how to implement it

Hypothesis

It is possible to reduce costs and improve public lighting and roads from the extraction (or synthesis) of luminescent substances from plants.

Method (materials and procedure)

Results

It gets a substance of low cost with which can be painted signs, which at night and in contact with the light of the cars, gives a brightness that illuminates the path and the sign.
Despite the fact that it is a low cost product is the problem that is a food (the spinach) which is used. We need to make other types of tests to determine if we can use the mass of spinach as Food

Discussion

Conclusions

Bibliography