ANALISIS DE UN EQUIPO DE FOTOBIOESTIMULACIÓN BASADO EN DIODOS LÁSER PARA LA ACELERACIÓN EN EL CRECIMIENTO DE SEMILLAS

INSTITUTO TECNOLOGICO DE PUEBLA

INGENIERIA EN ELECTRONICA



“ANALISIS DE UN EQUIPO DE
FOTOBIOESTIMULACIÓN BASADO EN DIODOS LÁSER PARA
LA ACELERACIÓN EN EL CRECIMIENTO DE SEMILLAS.”

PRESENTA:










PUEBLA DE ZARAGOZA A 15 DE MAYO DE 2014




PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En recientes publicaciones, se menciona que la luz roja puede activar y desactivar diferentesgenes en células [1]. También se ha encontrado que mediante el uso de láseres como el de He-Ne puede activarse en plantas un crecimiento acelerado, un aumento en la taza de germinación y/o una mejor resistencia a enfermedades y plagas [4,7,15,22,24,2931].
Los láseres nos permiten aplicar dosis de luz altamente monocromática con una eficiencia e intensidad mayor a la que se obtendría medianteotras fuentes, como la luz solar o lámparas acopladas a filtros especiales. Actualmente la optimización de los procesos de manufactura de diodos láser y su gran demanda han provocado la disminución de sus precios [2], lo que hace del diodo láser un elemento adecuado para este tipo de investigaciones y aplicaciones. Existen parámetros que son determinantes para que se produzcan losfotobioestimulación. Se ha concluido del análisis de trabajos existentes [3,812, 14,17-21,23] que estos parámetros son la monocromaticidad de luz, su longitud de onda (λ, nm), la densidad de irradiación (I, mW/cm2) y el tiempo de aplicación (t, s). También se encontró que los efectos de fotobioestimulación provocados en el sistema biológico se mantienen por un tiempo determinado aún después de retirar la fuentede luz [19].

En este trabajo no se explican ni se investigan las reacciones químicas o procesos metabólicos que tienen lugar cuando se presentan los efectos ya mencionados. El sistema biológico (semilla) será tratado como una “caja negra” en la que se aplica un estímulo láser y se evalúa la respuesta a éste. Aunque el estudio de estos efectos, se ha estado realizando desde hace décadas, secarece de trabajos completos que describan en que medida y con qué características debe aplicarse la luz para producir efectos de fotobioestimulación útiles. Por esto, es necesario desarrollar un equipo experimental que determine los parámetros óptimos de irradiación.
Se desarrolló un equipo electrónico para polarizar diodos láser con corriente de operación de 30 mA y longitud de onda de 650 nm.El equipo cuenta con un control de tiempo de exposición, que permite irradiar semillas y provocar efectos de fotobioestimulación en ellas. También tiene la capacidad de aumentar el número de diodos láser controlados mediante dos componentes adicionales por cada diodo láser que se requiera (El número de láseres está limitado por la capacidad de corriente de la fuente de alimentación). Su diseñoempleando un microcontrolador lo hace flexible a actualizaciones y mejoras en cuanto a funciones y características de temporizado.


PLANTEAMIENTO METODOLOGICO DEL PROBLEMA

Este trabajo de tesis está organizado de la siguiente forma: En el capítulo 1 se habla sobre diodos láser, características de emisión, diferencias entre luz láser y luz de otro tipo de fuente luminosa, parámetroseléctricos, métodos de polarización y precauciones de operación. En el capítulo 2 se establece el concepto de bioestimulación, los efectos de la luz en plantas y la importancia de parámetros de la luz como son longitud de onda, intensidad y tiempo de aplicación para que estos efectos se presenten. También se muestran los trabajos que se han realizado en el campo de la fotobioestimulación en bacterias yplantas, empleando láseres de He-Ne principalmente, en ninguno de estos trabajos se utilizan diodos láser. Para poder determinar los requerimientos del equipo de fotobioestimulación fue necesario experimentar primero con semillas para obtener magnitudes de intensidad y frecuencia mínimas y máximas, por lo que en el capítulo 3 se muestran los resultados obtenidos y el método de análisis de los...