Resumen

Este proyecto se enfoca en abordar la crisis energética global y su impacto ambiental al desarrollar una fuente de energía sustentable a partir de plantas. Iniciamos con una exhaustiva investigación para evaluar la viabilidad del proyecto, identificando plantas con alto potencial energético. Luego, diseñamos una conexión en serie de estas plantas, utilizando una malla de metal como el polo negativo y un cable de cobre como el polo positivo.

La fase final consistió en conectar varias plantas en serie y lograr encender una luz LED, demostrando la generación de energía sostenible y respetuosa con el medio ambiente. Este proyecto representa un avance significativo hacia la implementación de una fuente de energía alternativa y sustentable que satisface las necesidades energéticas sin dañar el medio ambiente. Esperamos que esta investigación tenga un impacto positivo en la sociedad y allane el camino hacia soluciones energéticas más limpias y sostenibles.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

El mundo actual se enfrenta a una crisis energética a escala global debido a la dependencia de fuentes de energía convencionales, como el petróleo y el gas, que no solo contaminan el medio ambiente con dióxido de carbono y residuos, sino que también amenazan con agotarse en las próximas décadas. Esta situación exige una búsqueda activa de nuevas formas de energía, preferiblemente renovables y sostenibles.

Además de la crisis energética, la falta de acceso a la electricidad afecta a miles de millones de personas en todo el mundo, limitando su capacidad de participar en la sociedad moderna. La energía es esencial para la iluminación, comunicación y acceso a la información, y es un derecho que debe estar disponible para todos.

En respuesta a estos desafíos, naciones, científicos y empresas están trabajando en la generación de energía renovable y sostenible. Este proyecto se centra en una solución innovadora: la generación de electricidad limpia a partir de plantas vivas. Las plantas tienen el potencial de proporcionar energía de manera sostenible, ecológica y renovable, lo que podría contribuir significativamente a abordar tanto la crisis energética como la falta de acceso a la electricidad en diversas regiones del mundo.

Antecedentes

Los primeros indicios de la generación de electricidad a partir de plantas se remontan a Hernán Asto, un peruano que observó que ciertas plantas podían absorber sustancias tóxicas como el benceno y el amoníaco, lo que desencadenaba la generación de electricidad. Este fenómeno se debe a la fotosíntesis, un proceso por el cual las plantas eliminan exudados que, al entrar en contacto con microorganismos, liberan electrones.

Thomas Edison, el conocido inventor de la bombilla eléctrica, también desempeñó un papel relevante al experimentar con diferentes tipos de iluminación. Sus descubrimientos contribuyeron al desarrollo de tecnologías más eficientes para la iluminación.

En la generación de electricidad a partir de plantas, se emplea una conexión entre zinc o malla de metal y cobre, aprovechando sus diferentes tendencias para ganar o perder electrones. El zinc/malla tiende a perder electrones y cargarse positivamente, mientras que el cobre tiende a ganar electrones y cargarse negativamente. Cuando estos metales se insertan en tierra fértil junto a las plantas, los átomos de zinc pierden electrones y se convierten en iones cargados positivamente. El flujo de electrones desde el zinc/malla al cobre crea una corriente eléctrica que se puede utilizar para alimentar dispositivos, como una luz LED.

Este enfoque demuestra cómo las plantas en tierra pueden generar energía de manera sostenible y contribuir a resolver los desafíos de la crisis energética y el acceso a la electricidad.

Objetivo

Demostrar la viabilidad de encender un foco LED utilizando la energía lumínica generada por plantas y la interacción con la tierra, promoviendo así la generación de energía sostenible a partir de recursos naturales.

Justificación

Seguridad Energética: El uso de fuentes de energía de origen vegetal puede reducir la dependencia de importaciones extranjeras de petróleo y gas, mejorando la seguridad energética de una nación. Esto es particularmente relevante en regiones con recursos energéticos escasos o inestabilidad política.

Beneficios Económicos: La producción de energía a partir de plantas puede estimular la creación de empleo, respaldar las economías rurales y reducir los costos de energía para los consumidores, lo que tiene un impacto positivo en la economía en general.

En resumen, este proyecto no solo busca demostrar la viabilidad de generar energía a partir de plantas, sino también abordar cuestiones cruciales como la sostenibilidad ambiental, la reducción de emisiones y la seguridad energética, al tiempo que fomenta el desarrollo económico y social. Su éxito podría tener un impacto significativo en nuestra sociedad y medio ambiente.

Hipótesis

Si conectamos 4 plantas de interior cableadas en serie mediante una estructura de malla metálica/zinc y cobre en su interior, podemos generar una corriente eléctrica de 1.4 voltios (o 3 voltios), lo que, según nuestra hipótesis, será suficiente para encender un LED. De esta manera, demostraremos la capacidad de las plantas para producir energía de forma natural y sostenible, contribuyendo a la investigación en fuentes de energía limpias y renovables.

Método (materiales y procedimiento)

Material, equipo y sustancias

• 4 plantas de interior: Asparagus y 3 helechos 
• Tierra fertil (5 kg)
• 4 tarros plásticos transparentes
• 34 metros de cobre (cable) (Positivo)
• 2 placas de zinc (Negativo)
• 2 mallas metálicas (Negativo)
• 4 metros de cable calibre 22 AWG
• 1 luz LED rojo
• 1 voltímetro
• 1 protoboard 

Procedimiento

1. Tomar un tarro transparente y abrir 4 pequeños huecos (por donde saldrán los cables). 2 huecos a 4 cm del fondo y los otros dos a huecos a 4 cm de arriba de estos. Repetir para el otro tarro.
2. En cada una de las mallas/placa de zinc conectar dos cables calibre 22 (uno a cada lado de la malla. Se conectan con cinta aislante). Se repite para las otra malla.
3. Tomar 7 metros de cable de cobre por planta, enrollarlos y conectar dos cables calibre 22 (uno a cada lado. Se conectan con cinta aislante). Se repite para las otras plantas.
4. Poner 5 tazas de tierra en la parte del fondo del tarro transparente 
5. Encima de esta tierra poner la malla/placa de zinc ya con los cables conectados. Sacar cada punta de un cable por uno de los huecos del tarro.
6. Poner 5 tazas de tierra encima de la malla
7. Encima de esta tierra poner el cobre ya con los cables conectados. Y sacar cada punta por uno de los huecos.
8. Poner 2 tazas de tierra encima del cobre
9. Poner la planta encina de esta tierra. Este procedimiento se repite para las otras tres plantas
10. Para conectar las plantas en serie en donde todos los componentes comparten la misma corriente eléctrica se deben unir los cables en serie, es decir, el negativo con el negativo y el positivo con el positivo. De esta forma se debe tomar un cable de la malla (Negativo) de una planta y conectarlo con el cable de la malla (Negativo) de otra planta.  Se unen las puntas de los cables con cinta aislante
11. De igual forma se conecta el cable del cobre (Positivo) de una planta con el cable del cobre (Positivo) de la otra planta. Se unen las puntas de los cables con cinta aislante. 
12. Repetir con la otra planta.
13. Al final tenemos dos cables sin unión, uno de una malla (Negativo) y otro del cobre (Positivo)
14.   Al usar el voltímetro en estos cables obtenemos 1.4 voltios
15. Estos cables puestos en el protoboard pueden iluminar el LED rojo.

Galería Método

Resultados

anexo 1: cables conectados a la malla y al cobre saliendo de la maceta.

anexo 2: primeros intentos de electricidad con la planta.

anexo 3: la primera planta que se utilizó en el laboratorio

anexo 4: desplantamos la planta junto con sus raíces para ponerla en la maceta preparada.

anexo 5: algunos de los materiales que utilizamos.

anexo 6: algunas plantas ya hechas.

anexo 7: otro intento de comprobar la electricidad.

anexo 8: plantas conectadas a través de otras.

Galería Resultados

Discusión

Mediante la conexión de zinc y cobre, hemos creado una célula electroquímica en la que los electrones pueden transferirse desde el zinc al cobre a través de un camino conductor de electricidad. La tierra y las plantas actúan como parte integral de este sistema. Al conectar las 4 plantas en serie, donde los cables se enlazan sucesivamente, hemos logrado generar una corriente eléctrica que varía de 1.4 a 3 voltios, suficiente para iluminar un LED. Este resultado sugiere que, al conectar un mayor número de plantas en serie, podríamos generar aún más energía.

En el primer experimento, utilizando solo 5 cm de malla metálica y 1 metro de cobre en la primera planta, no se observó la generación de corriente, lo que indicó que la configuración inicial no era suficiente.

Sin embargo, en los experimentos posteriores, al emplear 20 cm de cobre y 20 cm de malla o zinc por planta, logramos generar 0.75 voltios por planta. Esto confirmó la viabilidad de la investigación y demostró que las plantas en tierra fértil, junto con zinc o malla metálica y cobre, son capaces de generar un flujo de electrones del zinc/malla al cobre, creando una corriente eléctrica que puede utilizarse para alimentar un dispositivo LED. Estos resultados subrayan la capacidad de las plantas en tierra de producir energía utilizando materiales relativamente accesibles.

Conclusiones

En este proyecto, hemos demostrado con éxito que las plantas tienen la capacidad de generar energía eléctrica de forma natural y sostenible. A través de la creación de una célula electroquímica que involucra zinc, cobre, tierra y plantas conectadas en serie, pudimos generar una corriente eléctrica que varía entre 1.4 y 3 voltios, suficiente para encender un LED. Este hallazgo subraya la importancia de investigar y desarrollar fuentes de energía limpias y renovables que no dependan de recursos finitos y contribuyan a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.

Si bien este proyecto ha demostrado la viabilidad de la generación de energía a partir de plantas, aún existen numerosas oportunidades para futuras investigaciones y aplicaciones prácticas. La optimización de la configuración y la escalabilidad de esta tecnología representan áreas de interés continuo. La capacidad de las plantas para contribuir a la generación de energía sostenible podría tener un impacto significativo en la búsqueda de soluciones energéticas más limpias y en la lucha contra la crisis energética y el cambio climático.

Bibliografía

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Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

Bibliography