sábado, 11 de octubre de 2014

El corazón del árbol

Un árbol de bosque, por ejemplo un haya de tamaño adulto, evapora unos 140 l de agua al día a través de sus hojas (1). Esta cantidad de líquido debe ascender diariamente a través del tronco, desde las raíces hasta la copa, a decenas de metros del suelo sin la presencia de un corazón que la bombee utilizando energía, como en los animales. Para conseguirlo, los árboles aprovechan las cualidades físicas del agua de manera que el transporte se produzca a coste cero. Sí amigos, aunque parezca increíble, el gigantesco Eucalyptus regnans, el árbol más grande de la Tierra, transporta litros y litros de agua a más de 100 metros de altura sin gasto de energía. Veamos cómo es posible esto.

El Eucalyptus regnans o Mountain Ash es uno de los árboles más grandes de la Tierra

El agua, y en general todos los líquidos, están sujetos a la acción de dos fuerzas: la cohesión, que mantiene unidas las moléculas y que es responsable, por ejemplo, de la forma de las gotas; y la adhesión, la fuerza de atracción que se establece entre las moléculas del líquido y las superficies que lo rodean. El mercurio, por ejemplo, tiene una fuerza de cohesión muy alta (por eso forma hermosas gotas esféricas), y baja fuerza de adhesión, que es la causa de que estas gotas parezcan resbalar libremente sobre la mesa sin empaparla, o en otros términos: el mercurio no se pega a otras superficies, no es un líquido que moja. El agua, por el contrario, es un líquido con baja cohesión en comparación con el mercurio pero en cambio alta fuerza de adhesión, es decir, se pega a las superficies que toca: moja.

Gotas de agua sobre una mesa de metal. Foto Pedro Escobar García

El balance entre estas dos fuerzas produce la llamada capilaridad. Este fenómeno físico, que fue documentado por primera vez por Leonardo da Vinci, es responsable de que la pintura empape la brocha, la tinta fluya sobre el papel, la mecha de la vela no se consuma instantáneamente y de que el papel de cocina absorba el café que se me acaba de verter. El fenómeno consiste en que si ponemos un fino tubo de cristal (es decir, un capilar) en un recipiente con agua, ésta ascenderá por las paredes, más arriba cuanto más fino sea el tubo. Este ascenso varía entre los milímetros de subida en un tubo de cristal a decenas de metros en un tubo microscópico de celulosa, como los que conducen el agua dentro del tronco de un árbol. La capilaridad puede hacer ascender una columna de agua contra la fuerza de la gravedad hasta los 14 m de altura, por lo que para abastecer la copa de un árbol de bosque de 30 m se necesita una fuerza adicional.

Tubos de vidrio ilustrando la capilaridad

En el árbol, además de las capilaridad, opera una fuerza de succión que se origina debido a la transpiración. Las hojas evaporan agua y como consecuencia de ello generan un vacío parcial que succiona los líquidos del tronco y raíces. Cuando una molécula de agua se evapora y sale de la hoja por los estomas, las moléculas siguientes „tiran“ unas de otras generando una formidable tensión. La combinación de estas dos fuerzas, capilaridad y tensión, es de un poder prodigioso y genera presiones negativas dentro del cuerpo de la planta que son diez o más veces mayores que la presión atmosférica. Como comparación, una olla exprés trabaja a 3 Atmósferas, con lo cual os podéis hacer una idea de la magnitud de las presiones que operan dentro de las plantas.

Tiene que haber una fuente de energía ahí abajo

De esta manera es posible el ascenso del agua, y con ella de las sales minerales y los elementos necesarios para la vida, usando simplemente unas fuerzas limpias e ilimitadas que la naturaleza pone a disposición de los seres vivos. Está todavía por ver que el ser humano, con sus autoproclamadas inteligencia y grandeza, sea capaz de alcanzar una solución para sus problemas energéticos verdaderamente sostenible y beneficiosa para todos en lugar del oligopolio actual, construido para el beneficio de unos pocos a costa de la salud del planeta.

Referencia:

(1) Wullschleger et al. 1998. Tree Physiology 18: 499-512.

6 comentarios:

Tengo un vacío en la bombilla digo en la cabeza y no me sube la fuente de la fisiología vegetal salvo cuando leo tu última entrada en botanoscopio...

Gracias.Muy interesante esta explicación .He aprendido muchos.Muchas gracias.

He recordado el hayedo de Vadecastillo(León)

Ya podían imitar a los árboles esos que hablan de las energías renovables.

Es Valdecastillo.Estamos cerca de la sonestibilidad, vea sé enérgia eléctrica,otra cosa es la suma de oligarquiás corrúptasy políticos,gracias por la clase y animo a seguir,tendremos que hacer una colecta para pagarte este servicio-

Cohesión+Adhesión=Capilaridad.
Transpiración= genera succión con fuerza mayor que 1 olla express(como 3 o más). Interesante.

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