Anillos De Guadua Que Potabilizan El Agua

Utilizada en la construcción de vivienda mediante una tecnología empírica denominada “bahareque de guadua”, esta planta, que se consolidó como el acero del Quindío tras el terremoto del Eje Cafetero, es hoy redescubierta por sus propiedades en el saneamiento ambiental.

El grupo de investigación en agua y saneamiento de la Facultad de Ciencias Ambientales de la Universidad Tecnológica de Pereira, diseñó un método que utiliza la guadua para el tratamiento de aguas residuales. El ingeniero Diego Paredes Cuervo, coordinador del grupo, afirmó que el uso de la guadua se ha limitado al cerramiento y a la construcción de vivienda, mientras que su potencial en saneamiento ambiental no ha sido explotado.

El novedoso sistema consiste en pasar el agua a través de un filtro biológico conformado por los anillos de la guadua, los cuales tienen entre 5 y 10 centímetros de ancho. Los aros de la planta, ubicados al azar, retienen las partículas gruesas mientras que los microorganismos que se le adhieren transforman la materia contaminante en dióxido de carbono, metano y otros subproductos que son eliminados del sistema.

La guadua, que no se degrada cuando está sumergida en el agua, ofrece ventajas sobre otros métodos de saneamiento ambiental porque mejora la potabilidad del agua, disminuye los requerimientos de limpieza y evita los taponamientos. Su peso, 2.6 veces inferior al de la piedra utilizada en los sistemas de saneamiento tradicionales, permite diseñar tanques de menor espesor y concreto, lo que se traduce en un ahorro en términos económicos.

Otros resultados obtenidos hasta el momento por el grupo de investigación, permiten establecer la posibilidad de utilizar la guadua como vegetación en humedales artificiales que tienen la capacidad de autopurificar los sistemas acuáticos, imitando los humedales naturales denominados “riñones del mundo”.

En estos humedales, la guadua toma los nutrientes del agua residual, mientras en su zona de raíces crecen microorganismos que transforman los contaminantes, afirmó Paredes. Así, podrían convertirse en otra forma de aprovechar el potencial del acero del Quz|indío en el saneamiento ambiental.

Con estas dos innovaciones, el grupo investigador busca posicionar la guadua como recurso ecotecnológico tanto a nivel nacional como internacional.

La alta generación de biomasa de las plantas C4, como la guadua muestra la enorme potencialidad que posee la especie para considerarse como sumidero de carbono altamente importante.

VIA METABOLICA DE LA FOTOSINTESIS DE LA GUADUA ANGUSTIFOLIA: PLANTA C4.

De acuerdo a las vías metabólicas de la fotosíntesis, las plantas se clasifican en C3, C4 y CAM. La Guadua angustifolia reúne las características metabólicas de las plantas clasificadas como C4.

FOTOSINTESIS.

La fotosíntesis es uno de los procesos metabólicos de los que se valen las células para obtener energía. Es un proceso complejo, mediante el cual los seres vivos poseedores de clorofila y otros pigmentos, captan energía, transformando el agua y el CO2 en compuestos orgánicos reducidos, glucosa y otros, liberando oxígeno:

La energía captada en la fotosíntesis y el poder reductor adquirido en el proceso, hacen posible la reducción y la asimilación de los bioelementos necesarios, como nitrógeno y azufre, además de carbono, para formar materia viva.

La fotosíntesis se lleva a cabo en los cloroplastos, en el proceso se diferencian dos etapas, con dos tipos de reacciones:

FASE LUMINOSA:

En el tilacoide. En ella se producen transferencias de electrones.

FASE OSCURA:

En el estroma. En ella se realiza la fijación de carbono

La utilización y la forma como las plantas realizan su metabolismo fotosintético y cual de las fases en la fotosíntesis es la más empleada, son factores de clasificación de las plantas.

PLANTAS C3, C4 Y CAM.

Presionadas por las condiciones ambientales, especialmente la disponibilidad de agua, las plantas han sufrido modificaciones en su estructura y fisiología para hacer un uso eficiente del agua frente a la asimilación del CO2. En este sentido las plantas se clasifican en tres tipos: plantas C3, plantas C4 y CAM, metabolismo ácido de las Crasuláceas.

PLANTAS C3.

Este tipo de plantas se denominan así porque el primer producto de la fotosíntesis son carbohidratos de 3 carbonos; fosfoglicerato. Las principales características de las plantas C3 son:

La ruta metabólica C3 se encuentra en los organismos fotosintéticos como las cianobacterias, algas verdes y en la mayoría de las plantas vasculares. Aproximadamente el 89% de las especies vegetales son de este tipo.

Presentan la anatomía clásica, ubicándose los cloroplastos en el mesófilo.

Tanto la fase luminosa como la oscura se llevan a cabo en el mismo cloroplasto de una misma célula. Es decir tienen un sólo proceso de fijación de CO2 principal.

El aceptor inicial del CO2 es la enzima RUBISCO (Ribulosa 1.5 bifosfato Carboxilasa Oxigenasa) que es un azúcar de 5 carbonos. Esta enzima tiene un doble comportamiento que justifica su nombre, catalizando dos procesos opuestos. Primero la fijación del CO2 a una forma orgánica, lo que justifica su clasificación como carboxilasa. Segundo, la fotorrespiración, en la que actúa como oxigenasa del mismo sustrato. La RUBISCO es la proteína más abundante en la biosfera.

Las plantas C3, la mayoría presenta una tasa fotosintética moderada, tienen pérdida de agua real y usualmente son plantas de productividad moderada.

PLANTAS C4.

Se caracterizan porque en ellas el producto inmediato de la fijación del CO2 es una molécula de 4 carbonos; Oxalacetato, lo que da el nombre al grupo.

Se conocen 18 familias de monocotiledóneas y dicotiledóneas que pertenecen a esta clasificación: Amaranthaceae, Aizoaceae, Chenopodiaceae, Compositeae, Cyperaceae, Euphorbiaceae, Gramineae, Nyctaginaceae, Portulacaceae, Zigophyllaceae.

De las especies vegetales el 10% son plantas C4.

Las plantas de este grupo son de origen tropical, climas cálidos, y poseen una amplia distribución en ambientes xerofíticos.

Dentro de las gramíneas las plantas C4 más reconocidas son: Maíz, Sorgo y Caña de azúcar.

Las plantas C4 presentan diferencias en su morfología, fisiología y bioquímica con relación a las plantas C3.

Con relación a la anatomía este tipo de plantas presentan la estructura denominada tipo Kranz, caracterizada por la presencia de 2 coronas de células clorenquimáticas concéntricas que rodean a los haces vasculares: células del mesófilo, externas, y células de la vaina vascular, internas.

A nivel morfológico, las células de las coronas son distintas:

Las células de la vaina vascular son cilíndricas, sin espacios de aire entre ellas.

Las células del mesófilo tienen un abundante contacto una con otra, y con espacios de aire entre sí, pero mucho más pequeñas que los que se encuentran en el mesófilo lagunoso en las hojas de las C3.

A nivel de los cloroplastos: dimorfismo de los cloroplastos de estas 2 coronas debido a la especialización. Este dimorfismo se debe a un: dimorfismo estructural y/o dimorfismo en el tamaño.

Con relación al dimorfismo estructural se presentan las siguientes características:

Los cloroplastos de la capa del mesófilo tienen gran cantidad de discos tilacoideos apilados en granas, lo cual les permite llevar a cabo la fase luminosa de la fotosíntesis.

Los cloroplastos de la corona perivascular carecen de grana y presentan escasos tilacoides, encontrándose en el estroma de los mismos gran cantidad de gránulos de almidón, producto de su especialización en la fase oscura de la fotosíntesis.

El dimorfismo en el tamaño: disminución en el tamaño del estroma de los cloroplastos de la vaina vascular en relación a los cloroplastos del mesófilo.

Respecto a las diferencias fisiológicas: en las plantas C4 los cloroplastos de la corona perivascular sus tilacoides carecen del fotosistema II, estando incapacitados por lo tanto de llevar a cabo la fotofosforilación no cíclica.

En las plantas tipo C3, el proceso de fotosíntesis se lleva a cabo en sus 2 fases en un mismo cloroplasto de una misma célula. En el caso de las plantas tipo C4 las fases del procesos de la fotosíntesis se lleva a cabo en cloroplastos de células diferentes, es decir los cloroplastos de las células del mesófilo se encargan principalmente de la fase luminosa, mientras que los cloroplasto de la vaina perivascular se encargan principalmente de la fase oscura.

La bioquímica es igualmente diferente: Las plantas C4 se diferencian de las C3 porque en ellas previo al Ciclo de Calvin se lleva a cabo una ruta bioquímica conocida como Ciclo de Hatch y Slack; el cual se caracteriza porque en este ciclo la molécula aceptora del CO2 (C1) es una molécula de 3C, dando lugar a un compuesto de 4 Carbonos lo que da el nombre al grupo. En el Ciclo de Hatch y Slack, el CO2 es unido a la molécula de fosfoenol pirúvico (PEP) que es un compuesto de 3 carbonos, por una enzima diferente a la que se presenta en el Ciclo de Calvin y que corresponde a la PEP carboxilasa, la cual da lugar a Oxalacetato.

Estas diferencias a nivel anatómico, fisiológico y bioquímico determinan que las plantas C4 presenten una mayor eficiencia fotosintética que las C3. Pero igualmente implica que tengan un mayor costo energético que las C3. En este último caso mientras que las plantas C4 requieren 5 ATP para fijar una molécula de CO2, las plantas C3 necesitan solo 3 ATP, pero debido a que la fotorrespiración

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