La electricidad y la biología tienen mucho más en común de lo que la mayoría de la gente puede imaginar. El hecho de que la celda viva, de un vegetal o animal tenga un medio líquido en el que hay varias sustancias en solución, hace de esta unidad de vida un sensor de electricidad extremadamente sensible. No es de extrañar, por lo tanto, que las plantas puedan ser inducidas fácilmente a crecer más rápido o a dar mayores frutos por la acción de los campos, eléctricos, magnéticos o incluso por radiofrecuencia. En este artículo describimos un interesante dispositivo estático que crea campos intensos y eléctricos que se pueden utilizar en experimentos que implican el estímulo del crecimiento para plantas comunes.
Nota. En el sitio tenemos otras versiones de este proyecto. Este es de 1980.
La investigación llevada a cabo en laboratorios de botánica de universidades famosas ha revelado la sensibilidad manifestada por muchas especies de plantas a los estímulos eléctricos.
Las plantas de tomate, por ejemplo, pueden dar mayores frutos y en menos tiempo si se someten a campos magnéticos de cierta orientación, mientras que muchas otras verduras pueden ser estimuladas para crecer más rápido y por lo tanto ser más espectáculos en menos tiempo por la acción del campo eléctrico.
Aunque la acción de estos campos aún no tiene leyes bien establecidas y no se sabe qué plantas tienen mayor o menor sensibilidad, la posibilidad de que el lector tenga en su casa un generador capaz de producir campos intensos abre fascinantes posibilidades para los descubrimientos de efectos.
Si el lector se siente atraído por la investigación en este sector, si le gusta experimentar con sus plantas, aquí está la posibilidad de que usted tenga en casa un aparato que conducirá a los dominios de la bioelectrónica o simplemente "biónica".
El aparato que describimos en este artículo es muy sencillo de montar y utiliza componentes de bajo coste que permiten su realización incluso por aquellos que no tienen experiencia previa en electrónica.
De hecho, debido a que es un dispositivo cuyas aplicaciones pueden interesar a un público mucho más amplio que el que está específicamente conectado a la electrónica, describimos el proyecto con el fin de hacerlo accesible al montaje para todos.
Basta con Lea el artículo y seguir nuestras instrucciones que seguramente el montaje será coronado con éxito.
También dijimos, que, incluso generando un poder muy alto, entre 5 y 10 kV el aparato es perfectamente seguro en cuanto a su uso, y el gasto de energía que traerá es mínimo y por lo tanto puede estar permanentemente conectado.
Las plantas sometidas a su influencia ciertamente no sufrirán ningún daño, sino sólo la influencia del campo eléctrico manifestando así cambios de comportamiento que caracterizan el estudio que proponemos a los lectores (figura 1).
En la figura 2 tenemos un diagrama simplificado de este aparato a través del cual analizaremos su principio de funcionamiento.
Es básicamente un oscilador electrónico que funciona desde la energía de la red local (110 o 220 V). Este oscilador produce pulsos cortos que se aplican a un transformador especial que produce una tensión de salida entre 5 y 10 000 volts.
Sin embargo, esta tensión obtenida es alterna y debe rectificarse para producir un campo constante necesario para las experiencias propuestas.
Analicemos el funcionamiento de cada una de las etapas del circuito.
El oscilador utilizado en la entrada se basa en un diodo controlado por silicio (SCR) que es un interruptor de estado sólido de alta velocidad. La corriente alterna de la red es entonces rectificada por un diodo común que se aplica a un capacitor que luego se carga gradualmente.
A medida que este capacitor carga la tensión entre sus terminales se eleva hasta el punto donde se alcanza la tensión de disparo SCR. En este punto, el SCR "se conecta" a toda la carga del capacitor puede verse a través de él en la bobina primaria del transformador de alta tensión. La figura 3 muestra este circuito básico con las direcciones de circulación de las corrientes de carga y descarga.
La descarga del capacitor es rápida para que el pulso producido tenga una buena energía para obtener con eso la alta tensión deseada en el secundario del transformador.
Con el capacitor descargado, el SCR se apaga y comienza un nuevo ciclo.
Por lo tanto, la velocidad de la carga del capacitor determina el número de pulsos que tendremos en cada segundo. Usando un resistor de alto valor en serie con el capacitor podemos obtener uno o dos pulsos cada 5 segundos que es más que suficiente para mantener a un nivel constante la carga de un capacitor que se colocará en el circuito de salida de alta tensión.
Vea el lector que la tensión alcanzado en el secundario del transformador está pulsando y por lo tanto debe ser rectificado para que podamos tener un potencial constante y con él un campo constante para las experiencias.
Esto se logra mediante un diodo de alta tensión conectado al transformador, que lleva un capacitor hecho con láminas de vidrio.
En este diodo se conectará el electrodo que producirá el campo, y para suministrar las cargas que huyen naturalmente hacia el aire por este electrodo, el capacitor permanece transportado. (figura 4)
Vea entonces que el circuito actúa como una "bomba" que en cada pulso envía al capacitor de vidrio una cierta cantidad de carga que luego drena gradualmente en el aire manteniendo el campo constante.
OBTENCIÓN DE COMPONENTES
Los componentes utilizados en este montaje son todos muy comunes, incluyendo la posibilidad de que algunos de ellos se aprovechen de televisores antiguos y otros aparatos abandonados.
Como dijimos, sin embargo, como este aparato está destinado a una audiencia que normalmente no está conectada a la electrónica, daremos instrucciones sobre cómo obtener los componentes tan claramente como sea posible.
El componente principal para este conjunto es el transformador de alta tensión o flyback, cuyo aspecto se muestra en la figura 5.
Este transformador se utiliza en televisores analógicos y monitores de computadora antiguos para producir la alta tensión necesaria para el funcionamiento del tubo de imagen.
El reproductor puede encontrar este transformador en la "caja negra" de alta tensión de su viejo televisor, y si usted tiene un aparato de este abandonado se puede aprovechar este componente.
Para aquellos que quieren comprar el flyback o transformador de salida horizontal, sólo tiene que ir a cualquier tienda de electrónica y pedir este componente.
Cualquier tipo (abierto) sirve ya que el aparato no es crítico y lo que nos interesa es sólo su devanado secundario.
SCR (diodo controlado por silicio) es un componente que se puede lograr fácilmente en casas de materiales electrónicos. En particular, recomendamos utilizar el MCR-106 o TIC106 para 200 V, pero se pueden probar equivalentes como el IR106 o el C106.
Diodos, D1 y D2 son de tipo1N4007, pero hay varios equivalentes que se pueden utilizar. El más común es BY127.
El resistor de hilo R1 determina la frecuencia de los pulsos en el transformador y, por lo tanto, el consumo de energía del aparato. Puede utilizar un resistor de 10k a 22k (puede experimentar) con una disipación de 5 W. (Pedido en la tienda para un resistor de hilo de 10k x 5W y el vendedor sabrá qué proporcionar).
El otro resistor, R2 es carbón 4.7M x 1/4 W, siendo muy común.
Dos capacitores se utilizan en este conjunto Uno de ellos, C1 se puede comprar fácilmente en casas de material electrónico.
El lector tiene para este componente tres posibilidades: se puede utilizar un solo capacitor de 1 uF x 450 V de poliéster metalizado (para mayor tensión también sirve), puede ser poliéster tubular de 1 uF x 63° V o de lo contrario puede comprar dos capacitores de 0.47 o 0.5 uF x 450 V (o más) y conectarlos en paralelo como se muestra en la figura 6. (*)
(*) Hoy en día se pueden encontrar capacitores de poliéster de 1 uF y aún más fácilmente.
El otro C2, es un capacitor "fabricado" con tres láminas de aluminio o cualquier otro metal (de cualquier espesor) y dos láminas de vidrio.
En la parte referente al montaje daremos instrucciones sobre las dimensiones de las láminas de vidrio y chapas metálicas que forman sus refuerzos.
El rectificador de alto tensión es un componente que se utiliza a menudo en muchos televisores y, por lo tanto, se puede encontrar fácilmente en los hogares de material electrónico.
Cualquier rectificador para una tensión de al menos 10 kV (10 000 volts) lo hará y no hay ninguna recomendación especial para el tipo.
Finalmente tenemos los componentes complementarios de este conjunto que son la caja o base sobre la que se instalará el montaje, que puede ser de madera o cualquier otro material aislante, el cable de energía que se puede hacer o comprar listo, el fusible que debe estar equipado con un soporte especial, y la tecla que enciende y apaga el aparato.
Damos como sugerencia adicional para una mayor seguridad de funcionamiento la conexión de una lámpara de neón común en serie con un resistor de 220 k para indicar cuando la unidad está encendida evitando así choques accidentales en el sector de alta tensión.
Esta lámpara marcada NE-1 y el resistor de 220k se incluyen en el diagrama, pero son opcionales. Debemos añadir que el consumo de energía es lámpara puede considerarse insignificante.
Las siguientes son las instrucciones de montaje:
MONTAJE
Como base para la fijación de los componentes, el lector puede utilizar una placa de 30 x 10 cm o una caja de las mismas dimensiones, de aproximadamente 5 cm de altura, como se sugiere en la figura 7.
Los componentes electrónicos, excepto el transformador de alta tensión, se soldarán a un puente terminal (que se puede comprar en tiendas de materiales electrónicos) y este puente se asegurará con tornillos y tuercas.
Para el trabajo de montaje tendrá que utilizar un pequeño soldador de suela de buena calidad, un alicates de corte lateral, un alicates de punta fina, una lámina para pelar hilos y un destornillador.
El diagrama completo del aparato se muestra en la figura 8.
El montaje en el puente terminales se muestra en la figura 9.
Para la soldadura empiece calentando bien el hierro, durante 5 minutos por lo menos, y luego estañe su punta. Para estañar lo que se hace es lo siguiente: limpie la punta del hierro caliente pasando una lima o lija fina limpiando sólo una área pequeña de la misma (figura 10).
A continuación, toque un poco de soldadura para que, al derretir el agua de la punta. Con esto, el hierro estará listo para ser utilizado.
La secuencia de operaciones para el montaje es la siguiente:
a) Suelde el SCR observando bien su posición. Abra sus terminales un poco si no caben al puente y en la soldadura coloque el hierro en el terminal del puente para calentarlo, colocando un poco de soldadura para que, al fusionarlo implique tanto el terminal del puente como el terminal del componente formaron una junta firme. No mueva el componente hasta que la soldadura se enfríe. La operación de soldadura debe realizarse rápidamente para que el calor no llegue al cuerpo del componente.
b) Luego suelde los dos diodos, D1 y D2, observando bien su posición, porque si hay marcha atrás no sólo el aparato no funcionará, sino que habrá un peligro de daño a ciertos componentes. En la soldadura de los terminales de diodo proceder como en el caso de SCR teniendo cuidado de que el exceso de calor no llega al cuerpo del componente.
c) Para soldar el resistor R1 no hay ninguna recomendación especial ya que este componente no tiene polaridad como los diodos. A continuación, doble los terminales y córtelos si es necesario, ya que se configura aún más a su colocación. A continuación, soldar estos terminales de la manera convencional.
d) Para soldar R2 el procedimiento es el mismo que R1 con la diferencia de que este componente es más delicado. Evite el calor excesivo soldando rápidamente.
e) Ahora puede soldar el capacitor, doblando sus terminales con el fin de obtener un configure perfecto en el puente. No deje terminales demasiado largos para este componente porque son estos terminales los que deben sostenerlo. Si son demasiado largos, puede haber un riesgo de flexión y rotura durante el transporte o la manipulación del aparato. No hay una polaridad adecuada para unir este componente.
f) Ahora realice las interconexiones entre los distintos componentes, indicadas por los hilos. Estos hilos no son más que hilos de cubierta de plástico rígidos o configurados cortados en los tamaños apropiados y soldados en los lugares que se muestran en la figura.
g) Con todos los componentes soldados en el puente puede hacer su fijación en la base de montaje, ahora empezando a trabajar en los otros componentes. Empezamos con el flyback.
h) Usted debe hacer el devanado primario de su transformador de alto tensión enrollando unas cuantas vueltas de hilo como se muestra en la figura 11. Todo esto es muy fácil.
Simplemente enrolle de 8 a 12 vueltas del hilo de conexión de la cubierta de plástico ordinario (sin necesidad de quitar la cubierta) manteniendo los giros juntos. Si utiliza hilo duro es más fácil de enrollar. Los extremos de este devanado se conectarán al puente terminal en el circuito principal.
Con el transformador de alta tensión hecho también se puede fijar en la base de montaje, utilizando para este propósito tornillos como tuercas colocadas en uno o dos de sus muchos agujeros en la parte inferior.
Sólo después de la fijación de este componente debe soldar los extremos de la bobina desde el puente primario al puente terminal, cortando el exceso de hilo en el camino para mantener esta conexión lo más corta posible.
j) Con el transformador en el circuito, ahora suelde el cable de energía, el fusible y el interruptor que enciende y apaga la unidad. Si el montaje utiliza la lámpara de neón como indicador, ya puede colocar este componente y el resistor asociada al circuito.
Asegúrese de que el cable de energía debe estar conectado de tal manera que cualquier tirón que sufra en el manejo no forzará los puntos de su conexión.
Pasar el hilo debajo de la base de montaje y fijarlo a una abrazadera con un nudo protector será una buena técnica de instalación, como se muestra en la figura 12.
El interruptor debe estar en un punto de la base de montaje preferiblemente accesible con la luz indicadora cercana. Para la versión que utiliza una simple base de madera, hacer un panel con un listón de unos 10 cm de largo, mientras, que en el caso de la caja, la instalación de este interruptor se puede hacer en un lado.
El soporte del fusible puede ser del tipo de montaje interno, que se muestra en la figura que ilustra todo el aparato "montado".
k) Después de esta fase de montaje, incluso antes de instalar el rectificador de alta tensión, capacitor de vidrio y otros componentes el lector ya puede realizar una prueba de funcionamiento.
PRUEBA INICIAL DE FUNCIONAMIENTO
Compruebe todas las conexiones y, si todo está en orden, conecte el cable de energía a la red eléctrica (110 o 220 V, según corresponda). Inmediatamente el aparato debe entrar en funcionamiento cuando se acciona S1, que se caracterizará por un ruido similar a una sibilancia emitido por el transformador de alta tensión.
¡Cuidado! No toque ningún punto de este componente, ya que puede experimentar un choque desagradable.
A continuación, tome un trozo de hilo de cubierta de plástico común y acérquese a sus puntas desde el terminal de alta tensión de este transformador y el terminal más interno de la misma bobina, como se muestra en la figura 13.
Con el enfoque, una chispa continua de 0,5 a 1,5 cm de longitud debe saltar.
Esto es una señal de que el aparato está funcionando.
Si el flyback no oscila, es decir, no hay emisión de ruido, el primer componente que debe comprobar es el SCR.
Retíralo del circuito y pruébelo. Si usted no tiene esta posibilidad, será aconsejable poner otro SCR en el circuito, ya que pequeñas diferencias en las características de uno a otro a veces pueden hacer difícil oscilar por uno y no para otros.
Compruebe también las conexiones de capacitores, diodos y resistores y especialmente los extremos de la bobina de imprimación del transformador.
SEGUNDA PARTE DEL MONTAJE
Con el aparato convenientemente oscilando puede proceder con el montaje, ahora mediante la instalación del capacitor de vidrio y diodo rectificador de alto tensión.
El capacitor consta de dos placas de vidrio de 9 x 9 cm (2 mm de espesor o más) y tres placas de metal (cobre, estaño o lamina de aluminio) de 8 x 8 cm.
En la figura 14 tenemos la manera de construir este capacitor.
Su fijación en la base de montaje se puede hacer por medio de cualquier material aislante, o incluso pegamento.
Ver que, una vez fijado el capacitor con los hilos de conexión colocados, podemos hacer la soldadura del diodo rectificador de alto tensión. Para ello debemos observar la polaridad, orientándonos por el símbolo dibujado en su cuerpo.
Uno de los terminales de diodo se suelda en el hilo del transformador de alta tensión, y el otro se suelda en el terminal de un puente asegurado en la base.
Desde este terminal va el hilo a la placa central del capacitor de vidrio, mientras que los hilos de conexión de las placas externas del capacitor deben soldarse al terminal de la transformación que corresponde al hilo más seguro interno de su bobina de alta tensión.
En la base de montaje se fijarán dos jaques o agujeros aislados dados por J1 y J2 en el diseño que se conectará por medio de hilos, uno hasta el punto donde el diodo se fija en el puente terminal, y el otro correspondiente al polo negativo del circuito, al hilo más interior del flyback. El dibujo muestra todo esto claramente.
En estos dos jaques se conectarán los electrodos que producirán el campo en las plantas en la experiencia.
Con todo esto montado el lector puede hacer la instalación definitiva del circuito e incluso realizar el montaje de un indicador de campo para hacerse una idea de su influencia.
Le recordamos que en la red de 110 V con un resistor de 10k en la entrada el aparato consume sólo 1,21 watts, lo que significa que el gasto que el jugador tendrá con él en 5 días seguidos es el mismo que una lámpara de 60 W le daría en 1 hora.
El mismo consumo es válido para un resistor de 22k en el circuito de 220 V.
Nota: Es importante tener en cuenta que en la parte de alta tensión el contacto accidental es peligroso, lo que significa que el jugador debe instalarlo más tarde en un lugar protegido.
PRUEBA FINAL E INSTALACIÓN
Una vez completado el montaje del estimulador, puede preparar la prueba final y luego realizar la instalación final.
Para la prueba final e incluso más tarde para evaluar la intensidad del campo eléctrico estimulante, será conveniente para el lector tener un indicador. Esto se puede construir fácilmente con un pedazo de hilo, una pequeña lámina de aluminio flexible y un vidrio de enlatado transparente con cubierta de plástico.
Lo que proponemos al lector es el montaje de un electroscopio de hoja simple que se muestra en la figura 15.
El hilo que termina en la parte superior en forma de un enlace de recogida desciende en el interior del vidrio encurtido que termina en forma de gancho.
En este gancho, con un poco de pegamento se une una pequeña hoja de aluminio (lo más delgada posible) doblada en V.
El principio de funcionamiento de este electroscopio es simple: cuando se somete a un campo intenso se produce la inducción de cargas en el enlace de captura y, en consecuencia, en las láminas.
Como las cargas que adquieren las láminas tienen la misma señal, hay una fuerza de repulsión que hace que se abran. En resumen, cuanto más intenso sea el campo eléctrico, cuando nos acercamos al electroscopio, mayor será el movimiento de las láminas de aluminio en el sentido de apertura.
A continuación, conectando un hilo de aproximadamente 1 metro de largo, pelado a los terminales del estimulador J1 o J2, cuando nos acercamos al electroscopio, notamos la apertura de las láminas que indica la presencia de un campo eléctrico fuerte.
El campo debe manifestarse en jaque J1 y J2, con la diferencia sólo de que en un caso las cargas productoras serán positivas y en los otros cargos negativos.
Comprobamos la operación que el lector puede preparar el sitio de sus experiencias instalando permanentemente el aparato en él.
Bajo el lugar donde los vasos se dejan con las plantas deben colocarse una tela de hilo o base de metal donde uno de los hilos del estimulador se conectará.
Y, sobre las plantas, a una altura de no más de 1 metro de ellas, se extenderán uno o más hilos pelados, aislados en la punta por medio de una castaña o aislante de cerámica, como se muestra en la figura 16.
Si conectamos el jaque J1 al hilo superior y J2 en la base el campo se dirigirá de arriba a abajo, es decir, tendremos un mayor potencial en la parte superior y un potencial inferior por debajo.
Del mismo modo, se pueden invertir las conexiones para cambiar la influencia del campo.
Una vez instalado el lector puede comprobar fácilmente la presencia del campo en su lugar por medio del electroscopio de hojas.
Como el consumo de energía del aparato es extremadamente bajo, aproximadamente 1,2 W, puede permanecer conectado permanentemente sin problemas.
Precaución: No toque los hilos de alta tensión cuando el aparato esté encendido.
EXPERIENCIAS
Todavía se desconoce qué tipo de influencias pueden tener los campos eléctricos en las plantas. Aunque los experimentos se llevan a cabo en muchos laboratorios sobre esto, los resultados aún no están confirmados en absoluto y se ha publicado muy poco al respecto.
El lector interesado en este tipo de investigación sin duda tiene un fascinante campo de trabajo, determinando las especies que eventualmente pueden manifestar cualquier reacción importante a la influencia de la electricidad.
Sin embargo, es necesario tener en cuenta que para lograr resultados positivos en estos estudios es necesario saber cómo proceder.
No basta con poner sus plantas debajo del aparato y "ver qué pasa".
El procedimiento para un investigador que desea hacer sus experimentos cuidadosamente no es este.
Los resultados sólo pueden considerarse positivos si hay una comparación entre lo que sucede con las plantas en el crecimiento normal y las influencias dadas por el campo.
Para aquellos que desean desarrollar un trabajo de investigación, razón para el excelente trabajo escolar, aquí está nuestra sugerencia.
Plante semillas en varios vasos, frijoles, por ejemplo, y coloque la mitad de los vasos bajo la influencia del campo y la otra mitad lejos de su influencia.
Luego, a medida que las plantas brotan y crecen comparan el crecimiento obtenido en ambos casos, tomando los promedios de los valores obtenidos para las plantas bajo la influencia del campo y fuera de su influencia.
Todos los vasos deben irrigarse con la misma cantidad de agua y recibir la misma cantidad de luz para que otras influencias no alteren el resultado de los experimentos.
Los investigadores más avanzados pueden incluso verificar la posibilidad de cambios genéticos que ocurran bajo la influencia del campo, analizando varias generaciones de ciertas plantas.
SCR - MCR 106, IR106 o C106 - diodo controlado por silicio
D1, D2 - 1N4007 o BY127 - diodo de silicio
R1 - 10 k x 10 W para 110 V o 22 k x 10 W para 220 V
C1 - 1 uF - vea texto - capacitor
R2 – 10 M - resistor de ¼ W
T1 - Flyback (vea texto)
C2 - capacitor de vidrio
RET - rectificador de alta tensión - vea texto
J1, J2 - agujeros aislados o jaques de salida
F1 – Fusible de 1 A
S1 - interruptor simple
Varios: lámpara de neón y resistor de 220 k x 1/4 W; puente terminal, base o caja de montaje, hilos, cable de energía, soldadura, tornillos y tuercas, soporte de fusible, etc.
PARA EL ELECTROSCOPIO
1 vidrio de conserva con cubierta de plástico
2 láminas de aluminio
1 trozo de hilo rígido de 10 cm