EFECTOS DE LOS TRATAMIENTOS MAGNÉTICOS Y...

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS FACULTAD DEL MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES

INGENIERIA FORESTAL

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EFECTOS DE LOS TRATAMIENTOS MAGNÉTICOS Y ELECTROMAGNÉTICOS

SOBRE SEMILLAS Y PLÁNTULAS

LAURA MARIA ACERO SOTTO

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS

FACULTAD DEL MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES

PROYECTO CURRICULAR DE INGENIERIA FORESTAL

BOGOTÁ D.C.

2018


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EFECTOS DE LOS TRATAMIENTOS MAGNÉTICOS Y ELECTROMAGNÉTICOS

SOBRE SEMILLAS Y PLÁNTULAS

LAURA MARIA ACERO SOTTO

Trabajo de grado en la Modalidad de Monografía para optar por el título de

Ingeniera Forestal

Director

M.Sc. Ing. MAX ALEJANDRO TRIANA GOMEZ

Evaluador

Esp. Ing. CÉSAR AUGUSTO GARCÍA VALBUENA

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS

FACULTAD DEL MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES

PROYECTO CURRICULAR DE INGENIERIA FORESTAL

BOGOTÁ D.C.

2018


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AGRADECIMIENTOS

El presente trabajo lo dedico principalmente a Dios, por darme la fuerza para

continuar en aquellos momentos de dificultad y por guiarme en mi camino.

A mis padres Carlos Acero y Esperanza Sotto, por su constante compañía a lo largo

de este trayecto, por sus oraciones y palabras de aliento cuando sentía que no podía

continuar. A mi hermano Carlos Andrés Acero, por quien descubrí esta profesión y

quien es mi gran ejemplo de vida.

A la Universidad Distrital Francisco José de Caldas, a todo el proyecto curricular de

Ingeniería Forestal, a mis profesores en especial al Ing. Max Alejandro Triana, al

Ing. César Augusto García por apoyar esta idea y a la profesora Niria Bonza por su

constante colaboración.

Finalmente quiero agradecer a mi compañera Claudia Lorena Bravo, por creer en

este proyecto y a todos mis amigos con quienes compartí momentos que se

quedaran grabados en mi corazón.


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Contenido

1 ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN .............................................................. 6

2 PROBLEMA O PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN ......................................... 10

3 OBJETIVOS ..................................................................................................... 10

3.1 Objetivo general .......................................................................................... 10

3.2 Objetivos específicos ................................................................................... 10

4 MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL ................................................................. 10

4.1 Campos magnéticos .................................................................................... 10

4.1.1 Teoría del diamagnetismo y del paramagnetismo ................................ 12

4.2 Campos electromagnéticos ......................................................................... 13

4.2.1 Espectro Electromagnético ................................................................... 14

4.2.2 Campos electromagnéticos de baja intensidad o frecuencia ................ 14

4.2.3 Campos electromagnéticos de alta intensidad ...................................... 15

4.3 Latencia ....................................................................................................... 15

4.4 Tratamientos pre germinativos .................................................................... 17

4.5 El magnetismo como posible tratamiento pre-germinativo .......................... 18

5 METODOLOGÍA .............................................................................................. 20

6 DESARROLLO DE LA PROPUESTA .............................................................. 21

6.1 Influencia de los campos magnéticos estacionarios sobre la germinación de

semillas y el crecimiento de plántulas ................................................................. 21

6.1.1 Efectos sobre la germinación de semillas. ............................................ 21

6.1.2 Efectos sobre el crecimiento de plántulas. ............................................ 24

6.1.3 Efectos sobre el metabolismo y las actividades enzimáticas de las

semillas ............................................................................................................ 25


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6.2 Influencia de los campos electromagnéticos sobre la germinación de semillas

y crecimiento de plántulas. ................................................................................. 27

6.2.1 Campos electromagnéticos estáticos ................................................... 27

6.2.2 Campos electromagnéticos de baja frecuencia, pulsados y variables .. 30

7 Conclusiones y recomendaciones ................................................................... 32

8 Referencias Bibliográficas................................................................................ 34


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1 ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN

Mejorar la productividad de los cultivos forestales es uno de los retos que tiene el

sector y con ello aumentar el área que está destinada hacia esta actividad, la cual

solo alcanza un total de 400.000 hectáreas. Este déficit, hace que el país tenga una

importación de productos de origen forestal del 1.4%, representando cerca

US$206.3 millones según el Departamento Administrativo Nacional de Estadística

(DANE). (Vega, 2018).

Según la UPRA, 2018, para el 2014, Colombia contaba con cerca de 24.8 millones

de hectáreas con aptitud forestal comercial, lo que representa el 21.7% del territorio

del país (Ver figura 1); lastimosamente para el 2015, solamente el 1.8% del territorio

nacional tenia plantaciones forestales comerciales establecidas. Estas cifras se ven

reflejadas en el aporte del sector forestal al PIB, el cual solo ha llegado a cifras

cercanas al 0.79% para el 2017. (Documento CONPES 3934, 2018)

Figura 1. Mapa Aptitud forestal comercial de Colombia. Fuente: UPRA, 2014 EN: (Documento CONPES 3934,

2018)

Según el Estudio de la economía forestal bajo el marco de la Misión de Crecimiento

Verde, ejecutado por ONF Andina, el bajo desarrollo de la economía forestal, se


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debe a una articulación institucional débil, un marco normativo disperso y con

fuertes vacíos, a su vez, los altos costos en la producción y la falta de compradores

regionales hacen que país no sea competitivo frente a países como Ecuador, Brasil,

México, Holanda, Italia, Chile, entre otros. (Documento CONPES 3934, 2018)

Respecto a la parte académica, el sector presenta falencias en cuanto a la difusión

investigativa realizada en los institutos, quienes han enfocado sus esfuerzos en

documentar groso modo cinco departamentos, en los cuales se concentra cerca del

50% de la información, mientras que, regiones como la Orinoquia, el Amazonas y el

Caribe se encuentran casi inexploradas, siendo urgente el reporte de nuevas

especies de interés comercial, con el fin de poder generar productos que estimulen

el desarrollo de productos bio-innovadores y fortalecer la investigación en

biotecnología, la cual es menor comparada con otros sectores, ya que del total de

grupos de investigación (4638) en 2015, tan solo 537 se dedican a este tipo de

investigaciones generando una escasa producción académica de tan solo 332

artículos científicos, frente a 2262, 6203, 3912, 994 y 659, correspondientes a

Argentina, Brasil, México, Chile, y Cuba respectivamente. (Documento CONPES

3934, 2018)

La biotecnología es un área científico-tecnológica que está tomando gran

importancia en diferentes áreas como la salud, la economía, la agricultura, la

alimentación, el medio ambiente, entre otros (Miron, Cabo, & Cortiñas, 2007). En

Colombia, la implementación de esta tecnología oscila las tres décadas, en las

cuales, los centros de investigación se han preocupado por formar profesionales

tanto en pregrado como postgrado en aras de fortalecer esta ciencia en el país,

aprovechando las ventajas comparativas que este tiene. (Buitrago, 2012).

Actualmente, la biotecnología se clasifica en 15 colores, de los cuales 10 pertenecen

a diferentes áreas de la ciencia y los últimos cinco a áreas adicionales para la

enseñanza de las ciencias en educación básica (ver Tabla 1). DaSilva E.J., 2004

EN: (Perez, et al, 2011)


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Tabla No. 1. Clasificación de las biotecnologías, dependiendo del área de aplicación.

BIOTECNOLOGIA ÁREA

Biotecnología roja Salud humana, enfermedad, medicina e

ingeniería de tejidos.

Biotecnología

amarilla

Alimentos, nutrición y nutraceúticos

Biotecnología azul Acuicultura, costas y mar

Biotecnología

verde

Producción, procesamiento, almacenamiento

agrícola y ganadero, biofertilizantes,

agroquímicos, control de plagas,

administración de vida silvestre, preservación

de la biodiversidad, enfermedades de plantas,

mascotas y animales de granja, su salud,

nutrición, reproducción, modificación genética

o clonación, micropropagación de plantas y

cultivos de tejidos, biorremediación y

biotecnología ambiental, diseño sustentable,

generación de energía renovable,

salvaguardar recursos, uso eficiente de

energía, producción de bioenergéticas,

desarrollo sustentable, producción

competitiva, desarrollo de nuevos materiales y

nuevas fuentes de energía.

Biotecnología

purpura

Estrategias para la protección de la propiedad

intelectual, patentes, publicaciones e inventos.

Biotecnología café Geomicrobología, zonas áridas

Biotecnología

negra

Control de plagas, mascotas y humanos,

bioterrorismo. Bioguerra, biocrimen,

antiguerra


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Biotecnología

blanca

Basada en genes

Biotecnología

dorada

Bioinformática. Nanobiotecnologia,

microelectrónica y microsistemas

Biotecnología gris Industrial: Fermentación clásica y bioprocesos

Biotecnología plata Bionegocios, bioemprendedores y

biomarquetin

Biotecnología

índigo

Educación y estimulación temprana

Biotecnología

platino

Biotecnología sintética

Biotecnología iris Multidisciplinar: Bioquímica, biología

molecular, biotecnología.

Fuente: Tomado de (Perez, et al, 2011).

Una de las técnicas que conforman un campo investigativo prometedor es el bio-

magnetismo, que en la actualidad está comenzando a estudiarse con mayor

frecuencia en cultivos agrícolas, dando resultados positivos en cuanto a la

disminución de los tiempos de germinación y mejor desarrollo de raíces y brotes (A.

Teixeira da Silva and Dobránszki 2015; Aladjadjiyan 2010; Feizi et al. 2012; Iqbal et

al. 2012), lo que puede representar un aumento en la productividad de las

plantaciones forestales comerciales.

Entender los efectos de estos campos sobre los sistemas biológicos es un tema que

a la ciencia le ha tomado grandes esfuerzos de investigación. (Mendez, 2013). Uno

de los reportes encontrados señala que existe una reorientación de las moléculas

al interior de las semillas, que presentan propiedades diamagnéticas, por otro lado

se evidencia una trasferencia de energía de los campos a los tejidos; finalmente la

remoción de calcio de la membrana celular, induce la formación de poros

temporales que pueden alterar la presión osmótica y por lo tanto la capacidad de

absorber agua. (Torres-Osorio, Aranzazu-Osorio, and Carbonell-Padrino 2015).


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2 PROBLEMA O PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN

¿Existen efectos sobre la germinación y crecimiento de plántulas asociados

a la exposición a campos magnéticos y electromagnéticos?

3 OBJETIVOS

3.1 Objetivo general

Realizar una revisión bibliográfica para comprobar la respuesta que

presentan las semillas y plántulas al ser expuestas a campos magnéticos y

electromagnéticos.

3.2 Objetivos específicos

Evidenciar estudios que se hayan realizado sobre semillas forestales y las

respuestas que éstas presentaron frente a los tratamientos.

Reportar las variables tiempo/intensidad, que han presentado una mayor

incidencia sobre el porcentaje y tiempo de germinación.

4 MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL

4.1 Campos magnéticos

Los primeros fenómenos magnéticos que se observaron fueron los relacionados con

los llamados imanes naturales, los cuales corresponden a trozos de un mineral de

hierro encontrado en la ciudad de Magnesia, los cuales tienen la propiedad de atraer

el hierro no imanado, siendo el efecto más pronunciado en ciertas partes del imán,

a lo que se denominó como “Polos”. (Sears & Zemansky, 1971)

En 1819, el fisco danés Hans Christian Oersted, observó que un imán que puede

girar alrededor de un eje se desvía al encontrarse en la proximidad de un hilo

conductor que transporta una corriente, lo cual demostró que el movimiento de

cargas eléctricas puede producir efectos magnéticos. (Sears & Zemansky, 1971)

Los llamados fenómenos magnéticos proceden de las fuerzas que se originan entre

cargas eléctricas en movimiento, es decir las cargas en movimiento respecto a un

observador crean un campo magnético, el cual ejerce una fuerza sobre una segunda


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carga en movimiento en relación con el observador. De esta forma Ampére en 1820,

expresó que los electrones se encuentran en movimiento respecto a los núcleos

atómicos y cada electrón presenta una rotación continua alrededor de un eje, con

esto se puede pensar que todos los átomos presentan efectos magnéticos. (Sears

& Zemansky, 1971)

Un campo magnético puede representarse por unas curvas denominadas líneas de

inducción, las cuales representan la distribución del campo alrededor de cualquier

objeto. La dirección de estas líneas es igual a la dirección del campo magnético y la

intensidad es inversamente proporcional a la distancia entre las líneas; es decir, a

medida que las líneas se alejan, el campo disminuye su intensidad. (González,

2001)

Figura 2. Diferentes tipos de imanes y la respuesta que presentan las líneas de inducción.

Fuente: sites.google.com

Esta intensidad suele medirse por H o por B; cuando el campo se designa por B, la

intensidad se mide en Tesla (T) y cuando se designa por H se mide en ampere/metro

(A/m). Este sistema de medición se obtuvo de la relación que existe entre B y H en

el vacío, expresado en la ecuación 1 donde µ0 es una constante denominada

permeabilidad del vacío y su valor es de 4π x 10-7 T/(A/m) y M es la Magnetización

originada por la contribución del medio a la intensidad del campo. Otro sistema de

unidades B se mide en gauss (G) y H en oersted en donde 1 T=104 G ≈ 79.6 A/m

(González, 2001)

𝐵 = µ0(𝐻 + 𝑀) Ecuación 1.

Debido a que los campos magnéticos tienen pocas aplicaciones prácticas, es más

común enrollar el cable conductor con el fin de formar espiras, obteniendo líneas de


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campo idénticas a las de un imán natural, los que se conocen como electroimanes,

bobinas o solenoides. (Ver figura 3)

Figura 3. Representación de las líneas de inducción generadas en un electroimán

Fuente: juntadeandalucia.es

El electroimán cuenta con un campo magnético originado en los extremos el cual

viene dado por la ecuación 3, donde D representa el diámetro de la bobina, N el

número de espiras, I la intensidad eléctrica y la constante K=4π x 10-7 T*m/A.

𝐸 = 𝑘 1 ∗ 𝑁

𝐷 𝐸𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 2

Según Tagüeña y Martina (1986) EN: (Buitrago, 2012), el magnetismo es uno de los

pilares que sostiene la compleja estructura de la ciencia moderna, debido a la gran

variedad de aplicaciones que se realizan hoy día, en campos como la medicina, la

biología, la agricultura, la veterinaria entre otros, los cuales corresponden al

fenómeno del bio-magnetismo.

4.1.1 Teoría del diamagnetismo y del paramagnetismo

El diamagnetismo se basa en la ley de Faraday, en donde se establece que los

electrones de un átomo giran alrededor de sus respectivos núcleos, moviéndose

indefinidamente. Al establecer un campo magnético en una sustancia, el flujo

creciente, origina en cada circuito una fuerza electromotriz generando una

aceleración o desaceleración de los electrones, según el sentido del giro. Debido a

que todos los átomos contienen circuitos electrónicos, el fenómeno del

diamagnetismo se presenta en todas las sustancias. (Sears & Zemansky, 1971)


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El paramagnetismo es producido cuando las moléculas de una sustancia tienen un

momento magnético permanente, por lo que al incorporar un campo magnético

sobre un momento magnético, se obliga al vector, momento magnético, a efectuar

una precesión alrededor de la dirección del campo, esto sumado a la interacción

con otras moléculas, generan en un muy corto tiempo que los momentos

magnéticos moleculares queden alineados con el campo (Sears & Zemansky, 1971)

4.2 Campos electromagnéticos

El Campo Electromagnético (CEM), hace referencia a un campo físico, de tipo

tensorial, debido a que no es fácil disociar el vector campo eléctrico del vector de

inducción magnética, ya que se comportan genuinamente como magnitudes físicas

de tipo vectorial. Dichos campos son áreas invisibles de energía, producidas por la

electricidad, la cual se genera por el movimiento de electrones. (NIH, 2016).

Los campos eléctricos se originan por diferencias de voltaje, (presión necesaria para

empujar electrones por un alambre), es decir, entre más alto sea el voltaje, mayor

será el campo que resulta, de esta forma, los campos eléctricos se miden por voltios

por metro (V/m). A su vez los campos magnéticos tienen su origen en las corrientes

eléctricas, adquiriendo una fuerza mayor a medida que aumenta la corriente. La

fuerza de estos campos disminuye a medida que aumenta la distancia de su fuente.

(NIH, 2016 & OMS, 2018).

Independientemente de si un aparato esta encendido o no, los campos eléctricos

siempre estan presentes, a diferencia de los magnéticos. Una fuente de

debilitamiento de los campos electricos son las paredes u otros objetos, sin embargo

los campos magnéticos pueden traspasar edificios, organismos vivos entre otros.

(NIH, 2016)

De manera general, existen dos tipos de campos electromagnéticos, los cuales se

determinan según el espectro electromagnético, es decir, el número de veces que

se repiten las ondas por segundo.


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4.2.1 Espectro Electromagnético

El espectro magnético es el conjunto de frecuencias posibles a las que se produce

radiación electromagnética, dicho conjunto comprende desde longitudes de onda

extremadamente largas hasta longitudes de onda extremadamente cortas,

incluyendo la radiación ionizante como la no ionizante. (Luque, s.f)

Dependiendo del comportamiento de las ondas electromagneticas en el medio de

propagacion, se dividide en segmentos o bandas de frecuencia. (Luque, s.f) La

clasificacion mas tipica del espectro establece las siguientes categorias de radiacion

electromagentica. (Ver figura 4)

Figura 4. División del espectro electromagnético. Frecuencia (Ondas por segundo)

Fuente: (NIH, 2016)

4.2.2 Campos electromagnéticos de baja intensidad o frecuencia

Son campos son generados por centros de transformación y líneas de alta tensión,

generalmente presentan unas emisiones a la frecuencia de la red eléctrica, es decir

a una frecuencia de 50 Hercios (50 Hz), la figura 4, representa la onda

electromagnética que generan estos componentes. (NIH, 2016)


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Figura 4. Representación de la onda electromagnética generada por el componente magnético y el

componente eléctrico. Fuente: radiansa.com

4.2.3 Campos electromagnéticos de alta intensidad

Estos campos, transportan una buena cantidad de energía, la cual es capaz de

romper los enlaces entre las moléculas. Como ejemplo se tienen los rayos gamma,

los rayos X y los rayos cósmicos, los cuales se conocen como “radiación ionizante”.

Estos campos presentan cuantos de luz de ondas con frecuencias más altas,

transportando más energía que los de menor frecuencia. (OMS, 2018)

4.3 Latencia

Uno de los aspectos que presentan una mayor dificultad en el manejo de las

semillas forestales tropicales, es la germinación escalonada y los bajos porcentajes

de germinación los cuales se generan en gran medida por la latencia de ciertas

especies, definida como un estado en que la semilla es incapaz de germinar bajo

condiciones de temperatura y humedad adecuadas (CATIE, 1995; Varela & Arana,

2011). Dicha latencia varia no solo entre especies, sino tambien entre arboles de la

misma especie, en muchas ocasiones generados por las condiciones ambientales

a los que se somete la semilla durante su desarrollo, como por ejemplo árboles que

crecen a mayor altitud y bajas temperaturas pueden presentar latencia, mientras

que los árboles de la misma especie que crecen en zonas mas bajas, pueden no

manifestarla; de esta forma, la latencia es vista como un mecanismo que desarrollan

las semillas para poder perdurar en el tiempo. (CATIE, 1996)

En general, las semillas no poseen impedimentos para su germinación, como se

puede evidenciar en muchas especies nativas de bosques húmedos tropicales, las

cuales pueden presentar un bajo o nulo nivel de latencia; el problema ocurre en los

viveros, cuando se trabaja con especies adaptadas a ambientes agrestes como lo


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son los desiertos, regiones muy frías o que provienen de lugares con estaciones.

Según flores (1994) EN: (CATIE, 1995) la latencia se puede presentar debido a la

presencia de embriones rudimentarios o fisiológicamente inmaduros, cubiertas

seminales impermeables e incluso interacciones multifactoriales que impiden el

desarrollo de las plántulas, en la tabla 1, se consignan los tipos de latencia

categorizados según el criterio de clasificación presentado por Nikoaleva (1977) y

Baskin & Baskin (1991). EN: (FAO, 1991)

Tabla 2. Tipos de latencia clasificadas por Nikoaleva (1977) y Baskin & Baskin (1991).

Latencia exógena

Latencia física: La cubierta seminal de las

semillas son impermeables, dentro se

encuentra el embrión.

Latencia mecánica: Cubierta seminal

endurecida y no permite que embrión se

expanda durante la germinación.

Latencia química: Producción y

acumulación de sustancias químicas que

inhiben la germinación.

Latencia

endógena

El embrión de ciertas

familias no se ha

desarrollado

correctamente en la

época de maduración

Embriones rudimentarios: Semillas cuyo

embrión no alcanza a ser más que un

proembrion embebido en un endospermo

Embriones no desarrollados: Semillas con

embriones poco desarrollados

Latencia

interna

Control al interior de los

tejidos

Fisiológica: La germinación es impedida

por un mecanismo fisiológico inhibidor.

Interno intermedio: Inducida por las

cubiertas de las semillas y los tejidos de

almacenamiento circundante, propio de las

Coníferas.

Del embrión: Requiere de un periodo de

enfriamiento en húmedo.


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Latencia combinada morfo

fisiológica

Combinación del subdesarrollo del

embrión con mecanismos fisiológicos

inhibidores fuerte.

Latencia combinada exógena -

endógena

Combinación de latencia de la cubierta o

pericarpio con latencia fisiológica

endógena.

Tomado de: (CATIE, 1996; FAO, 1991)

4.4 Tratamientos pre germinativos

Las investigaciones sobre semillas forestales, se enfocan en la identificación de

tratamientos que permitan mejorar la germinación, disminuyendo los periodos de

latencia aumentando el porcentaje de germinación y el poder germinativo; de esta

forma el uso de estos tratamientos se ha convertido en una práctica obligatoria en

el campo forestal. Dependiendo del tipo de latencia, se recomienda emplear ciertos

tipos de tratamientos, ya que el uso inadecuado de éstos puede dañar el embrión o

por el contrario no activa de manera correcta los procesos enzimáticos que ocurren

al interior de las semillas. (FAO, 1991)

Tabla 3. Tipos de Tratamientos pregerminativos, dependiendo de la latencia.

Latencia

exógena

Métodos físicos: Cortar, perforar o abrir un orificio en la cubierta

seminal; también se recomienda lijar las semillas o golpearlas

con martillos

Remojado en agua: Los tratamientos en húmedo combinan dos

efectos, el de ablandar la cubierta y extraer por lixiviación los

inhibidores químicos

Tratamiento con ácido: El ácido más empleado para romper la

latencia de la cubierta es el Ácido Sulfúrico concentrado. Es

posible que las semillas que han estado almacenadas por un

largo tiempo, deban estar por más tiempo en acido, mientras

que las semillas frescas pueden resultar afectadas por una

duración prolongada.


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Métodos biológicos: Ingesta de animales o exponer las

semillas al ambiente natural.

Calor seco y fuego: Fuego entre leve y moderado, mediante

una combustión controlada reduce la impermeabilidad de la

cubierta

Calor húmedo (Mecánica): previamente se aplica un

tratamiento con ácido sulfúrico. Las semillas deben o frutos

deben secarse perfectamente antes de iniciar el tratamiento

Latencia

endógena

Estratificación en frio: Se recomienda remojar las semillas en

agua fría por 48 horas, escurrir y mezclar las semillas con un

medio humedecido que retenga el agua, almacenar a una

temperatura templada

Tratamiento químico: Uso de sustancias químicas que puedan

romper la latencia interna, como es el caso del ácido giberélico,

el ácido cítrico, entre otros.

Rayos X, rayos gamma, rayos lumínicos y ondas sonoras de

alta frecuencia

Latencia doble Combinación de escarificación con tratamientos húmedos.

Tomado de: (FAO, 1991)

4.5 El magnetismo como posible tratamiento pre-germinativo

Uno de los retos de la humanidad es generar tecnologías respetuosas con el medio

ambiente basados en tratamientos físicos y biológicos, los cuales permitan

aumentar el poder germinativo de las semillas, vigor de las plántulas, entre otros.

Actualmente, se ha demostrado que los campos magnéticos funcionan como un

método pre germinativo, que extiende cada vez más su popularidad, debido a que

cumple con los requerimientos mencionados. (A. Teixeira da Silva and Dobránszki

2015; A Aladjadjiyan 2010; Feizi et al. 2012; Iqbal et al. 2012)

Las plantas presentan respuesta a factores como la gravedad (Gravitropismo), las

longitudes de onda de luz (Fototropismo), el contacto físico (Trigmotropismo), y al

efecto geomagnético (Magnetotropismo) (Belyavskaya 2004; Maffei 2014); a su vez,


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el campo geomagnético se conoce como un componente natural de nuestro

entorno, el cual ha tenido incidencia durante todo el proceso de evolución de los

organismos vivientes, de esta forma, se ha podido determinar que la Tierra cuenta

con un campo magnético que se calcula dependiendo de la latitud, dicho campo

oscila entre 0,4 y 0,6 mT. (Belyavskaya 2004)

Paralelamente, la investigación interplanetaria ha logrado determinar que no solo

existe un campo geomagnético, sino que es posible identificar campos magnéticos

de baja intensidad y de alta intensidad. Un campo magnético de baja intensidad

puede oscilar entre 100 nT y 0,04 mT, y puede ser medido en el espacio, en donde

se han investigado las diferentes respuestas que han tenido las plantas al

exponerlas a dichos campos (Belyavskaya 2004). Por otro lado, los campos

magnéticos de alta intensidad pueden ser creados por humanos, y son

considerados como altos a partir de los 0,6 mT. Estos campos magnéticos se

pueden clasificar en estacionarios o variables, y se logran con el uso de imanes y

bobinas respectivamente (Amaya et al. 1996).

La investigación de dichos campos ha tomado fuerza desde la década de los

sesenta, encontrando una influencia, en general positiva, sobre la germinación y

calidad de las plántulas. Los primeros estudios reportados sobre la incidencia de los

campos magnéticos en la germinación y crecimiento de las plantas, se remontan a

la segunda mitad del siglo XIX. En 1876, Reinke hace lo que se considera hoy, como

el primer trabajo relacionado con el efecto del campo magnético en el desarrollo de

plántulas, lastimosamente, en este trabajo no se encontró efectos sobre la

germinación de las semillas y el crecimiento de las plantas; 6 años después, en

1882, D’Astre confirma los resultados obtenidos por Reinke; sin embargo, en 1893,

Tolomei documentó el efecto de una germinación más rápida mediante el uso de

campos magnéticos, atribuyéndose a este autor el descubrimiento del fenómeno del

magnetotropismo (Pietruszewski and Martínez 2015). Este fenómeno fue estudiado

con más profundidad por el profesor de botánica L.J Audus, en 1960, quien observó

que las raíces eran sensibles a los campos magnéticos. Junto a él, Krylov y


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Tarakanova, informaron sobre los efectos de los campos magnéticos en las plantas,

exponiendo la existencia de un efecto similar al de las auxinas en las semillas y

frutos, con ello se explicó que el crecimiento de la raíz no es directamente causado

por factores heliotrópicos, sino más bien magnetotrópicos o geo-magnetotrópicos.

(Belyavskaya 2004; Tompkins and Bird 1994)

5 METODOLOGÍA

Metodologia

Fase de Investigación

Búsqueda de diferentes estudios, mediante las palabras claves:

Germination, Electromagnetic field, Magnetic field, seeds, seedling.

Bases de datos como Scopus, Elsevier, Science Direct, Dialnet, Redalyc

Fase de procesamiento de la información

Los articulos se recopilaron en una base de datos, identificando, objetivos,

metodologias, resultados y conclusiones

Clasificacion de articulos por temática: CM Estacionarios; CEM de baja

frecuencia, estacionarios, pulsados

Identificacion de articulos enfocados hacia el efecto sobre el crecimiento de

semillas, procesos enzimaticos y crecimiento de plantulas.


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6 DESARROLLO DE LA PROPUESTA

6.1 Influencia de los campos magnéticos estacionarios sobre la germinación

de semillas y el crecimiento de plántulas

Los campos magnéticos se pueden representar mediante vectores que determinan

la dirección que presentan las líneas de campo o de fuerza en cada punto, a su vez

el conjunto de líneas de fuerza que atraviesan una superficie se denomina flujo

magnético (Carbonell et al. 2013). Teniendo como base estas líneas de fuerza, se

encontró que la velocidad de germinación y crecimiento de plántulas de algunas

especies de cereales, maíz (Zea mays), frijol (Phaseolus vulgaris) y trigo (Triticum

spp) se vieron afectadas positivamente cuando las semillas se orientaron

paralelamente a estas líneas; en estudios posteriores, se encontró que las semillas

de trigo respiraban más lentamente con lo que se concluyó que este método

permitía generar una eficiencia en el metabolismo de las semillas, por otro lado, se

indicó que el magnetismo puede afectar la reacción de hormonas como la giberelina

que afecta la síntesis de a-amilasa. (Pittman 1963, 1964; Pittman, Carefoot, &

Ormrod 1979; Pittman & Ormrod 1970)

Los resultados que se obtuvieron, derivaron de la exposición de las semillas a

campos magnéticos (CM) superiores al geomagnético; es decir, Pittman empleó CM

de 30 mT, 180 mT, 245 mT, entre otros (Pittman 1963, 1964; Pittman & Ormrod

1970); los cuales se conocen con el nombre de estacionarios (Amaya et al. 1996) y

son los que en la literatura reportan mejores resultados sobre la germinación,

crecimiento y calidad de las plántulas.

6.1.1 Efectos sobre la germinación de semillas.

Los campos magnéticos superiores al geomagnético han dado resultados en su

mayoría positivos en la germinación de semillas agrícolas. Debido a que este

método se considera como un tratamiento pre germinativo, el objetivo general de la

mayoría de los estudios es determinar la relación tiempo/intensidad idónea para

reducir el Tiempo Medio de Germinación (TMG) y aumentar el porcentaje de

germinación en diversos tipos de semillas.


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A lo largo de los años se ha estudiado un amplio grupo de semillas en su mayoría

agrícolas como el maíz, el tomate, el arroz, la cebada y el trigo. En el caso de

semillas de maíz (Zea mays) el TMG se redujo al 10.5 respecto al control cuando

las semillas fueron expuestas a un CM continuo, esto representó un aumento en la

tasa de germinación de 98% al ser sometidas a la dosis de 250 mT/continuo. Otro

estudio indicó que los mejores resultados se obtuvieron al exponer las semillas a un

campo de 200 mT y 60 min, en los cuales la germinación y la velocidad de

germinación mejoró en un 10% y 58% respectivamente (Flórez, Carbonell, &

Martínez 2007; Shine et. al 2017).

En las semillas de lentejas (Lens culinaris), el mejor resultado se adquirió con la

intensidad de 180 mT, dando resultados del 33.7% en 5 minutos de exposición

(Majd & Shabrangi 2009); por su parte Aladjadjiyan 2010, expuso dichas semillas a

una intensidad de 150 mT, la cual no generó diferencias significativas y una

inhibición en el crecimiento a los 12 minutos de exposición, lo cual pudo deberse a

un tiempo muy prolongado que atrofió los procesos enzimáticos de las semillas.

Las semillas de arroz (Oriza sativa), expuestas a CM de 5 y 10 mT, comenzaron a

germinar a las 62 horas finalizando a las 122 horas; con una diferencia de 2%,

respecto al porcentaje de germinación. En el caso de semillas de tomate (Solanum

lycopersicum), se observa una germinación a las 94 horas, que alcanzó una

diferencia de 17%, frente al control. La mayor incidencia de los CM sobre la

germinación de S. lycopersicum se presentó cuando las semillas se expusieron

durante 10 min con 5 mT (Torres, Díaz, & Cabal 2008). Según Feizi et al, las semillas

de tomate, sometidas a 15, 25, y 3 mT, no presentaron diferencias significativas

sobre el TMG y el porcentaje de germinación.

Florez et al. 2016; Martinez, Florez, & Carbonell 2017, realizaron estudios sobre

semillas de maíz, arroz, cebada y trigo, usando imanes de 125 mT o 250 mT, y

tiempos de 1, 10, 20, 60 min, 24 horas y crónica. En general las semillas presentaron

mejores respuestas que el control en todos los parámetros evaluados; las semillas


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del hibrido entre trigo y centeno (Triticale) tuvieron una respuesta del 96%, frente al

80% del control en cuanto a la germinación, durante la exposición a 24 horas con

125 mT. Otro estudio, evidencia la respuesta positiva de las semillas de trigo al

tratamiento magnético con una intensidad de 100 mT/1 hora; sin embargo, al

exponerlas a 200 mT durante 1 h, tardaron el máximo tiempo en emerger el 50% de

las plántulas, estando a la par de las semillas no tratadas, lo cual puede indicar que

el tiempo de exposición fue muy alto y ralentizó los procesos enzimáticos de las

semillas. (Verma et al. 2017).

Respecto a las semillas de soja (Glycine max) Carbonell et al. 2013, usaron imanes

de 125, 250 y 300 mT, durante 10, 20, 60 minutos, 24 horas y crónica. Para 24

hrs/250 mT se encontró una reducción de 10.8 horas en el TMG con relación al

control y una diferencia del 19% en el porcentaje de germinación, aunque en

general, las semillas presentaron mejores respuestas al exponerlas a los CM. Este

resultado lo contrastó Torres-Osorio, Aranzazu-Osorio, & Carbonell-Padrino 2015

con intensidades de 125 y 300 mT, encontrando que la mejor respuesta frente al

porcentaje de germinación corresponde a 300 mT/10 min, disminuyendo el TMG en

10.8 horas frente al control y una Germinación máxima de 93% frente a un 91% que

representa el control. En semillas de pepino (Cucumis sativus) expuestas a 200 y

450 mT con un tiempo constante de 20 minutos, hubo una germinación 16 horas

después de la exposición a 450 mT, con un porcentaje de 76.20% frente al 53% del

control. (Yao et al. 2005).

Otro grupo de semillas evaluados, fueron las semillas de pastos, como Festuca y

Medicago, en donde se usaron imanes de 250 mT sometidas a 10, 20, 60 min, 24

horas y exposición continua, encontrándose una mejora significativa durante 24

horas y exposición continua; para semillas de nicotina (Nicotina tabacum),

expuestas a 150 mT durante 10, 20 y 30 minutos, dieron como resultado una

elevación lineal con su exposición en el CM, finalmente las semillas de girasol

presentaron una mejora en la germinación cuando se expusieron a 24 hrs/125 y 250

mT (Aladjadjiyan & Teodora, 2003; Carbonell et al. 2005; Flórez, Carbonell &


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Martínez 2007; Flórez, Martinez & Carbonell, 2008, Garcia, Ramirez, and Padrino

2008).

Los estudios anteriores muestran la influencia positiva que presentan los campos

magnéticos estacionarios sobre la reducción del TMG y el aumento del porcentaje

de germinación, parámetros importantes para aumentar la producción de semillas

agrícolas, la cual se considera como un desafío de la ciencia del siglo XXI, para

garantizar el suministro suficiente de alimentos sanos para la creciente población

de seres humanos en la tierra (Pietruszewski & Martínez 2015). Por otro lado, estos

estudios confirman que existen combinaciones específicas en cuanto a densidad de

flujo magnético y tiempo de exposición que favorecen el aumento de los parámetros

requeridos. (Biketi et al. 2017)

6.1.2 Efectos sobre el crecimiento de plántulas.

Como se mencionó anteriormente Pittman 1964, fue uno de los primeros autores en

evaluar la respuesta magnetotrópica de las plántulas. Para ello utilizó un clinostato

e hizo girar plántulas de trigo 90° a diario en el sentido de las manecillas del reloj;

con esto, encontró que las raíces eran omnidireccionales, es decir, las raíces de las

plántulas de Trigo giradas se orientaron en una dirección espiral opuesta a la

dirección de rotación, con esto confirmó la hipótesis planteada por él.

En general, los ensayos que se realizan sobre el crecimiento de las plántulas,

evalúan parámetros como la biomasa (peso y longitud de las plántulas), índices de

vigor, entre otros, con respecto al control. En el caso del Castaño (Castanea sativa),

los tejidos se estimularon durante 28 días mediante imanes de cobalto con una

intensidad de 1060 mT, expuestas a ambos polos, encontrando una estimulación

del crecimiento de los brotes, el número de yemas axilares, porcentaje de

enraizamiento, crecimiento y número de raíces en un 25% en el polo norte, y en un

38% en el polo sur. Se concluyó que las raíces son mucho más susceptibles al

campo magnético que los brotes. (Ruzcariccar; et al. 1993).


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Las plántulas de lenteja (Lens culinaris), crecieron 15.1% más que el control y

ganaron un peso de 12.87%. Para las plántulas de Leucaena leucocephala se

evidenció un aumento en la longitud de la raíz y la altura, con una mejor respuesta

a la exposición de 125 mT/60 minutos, planteando este método como una nueva

alternativa en los procesos de escarificación. (Amaya et al. 1996; Hincapie, Torres,

& Bueno 2010)

6.1.3 Efectos sobre el metabolismo y las actividades enzimáticas de las semillas y

plántulas

Uno de los grandes interrogantes, es comprender que tipos de procesos

intracelulares se llevan a cabo durante la exposición magnética, con el fin de

identificar las enzimas o proteínas que se estimulan y favorecen la germinación; el

TMG de las semillas y el desarrollo de plántulas.

Ruzcariccar; et al. 1993 indican que el campo magnético puede inactivar la

calmodulina y con ello activar el transporte de calcio en la célula. Dentro de la fase

de división celular, Majd & Shabrangi, 2009 muestran que los CM logran alargar el

ciclo celular de la fase G2 y con ello la división celular disminuye. Alikamanoğlu et

al., 2007, expusieron plántulas de Paulowinia tomentosa, a cinco intensidades de

rayos gamma (0, 5, 10, 25 y 50 gy), encontrando que, con una radiación de 10 gy,

el porcentaje de regeneración fue de 83.3% el cual aumentó a 87.5% al aplicarse

junto al CM, evidenciando que el campo cambia el efecto de la radiación gamma

positivamente; a su vez afirman que los CM son efectivos en la tasa de división

celular y en la regeneración de los tejidos vegetales.

Paul, Ferl, & Meisel, 2006, señalan que la exposición a CM por encima de 15 T,

genera respuestas en la expresión genética en las plantas de Arabidopsis, estos

datos reflejan la perturbación que existe en los procesos metabólicos cuando se

exponen a los CM, de esta forma, se sugiere continuar las investigaciones con el fin

de calibrar los patrones de exposición adecuados para los organismos. Otro de los

reportes informa que los CM influyen en el pigmento clorofila a; sin embargo no se

presentaron cambios en el contenido de clorofila b, ni en la relación clorofila a/b,


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además se encontró un efecto negativo sobre las plántulas de pepino (Cucumis

sativus) pretratadas con CM, las cuales fueron más sensibles a la radiación UV-B

artificial y se evidencia una disminución en su tasa de crecimiento (Muszyński,

Gagoś, & Pietruszewski 2009).

Al exponer las semillas de Nicotina (Nicotina tabacum) al CM, reportaron mejores

resultados cuando fueron remojadas previamente; este hecho se puede explicar,

debido a que las mitocondrias de las células vegetales poseen propiedades

diamagnéticas, que al entrar en contacto con el CM, estimulan la liberación de

energía la cual se transforma en energía química acelerando los procesos vitales

en las semillas; así mismo, el agua también presenta estas propiedades, las cuales

absorben la energía del CM, transformándola en química la cual se suma a los

tejidos vegetales acelerando la germinación (Aladjadjiyan & Teodora 2003). Estos

resultados fueron confirmados por García y Arza (2001) EN: Flórez, Carbonell, &

Martínez 2007, quienes realizaron un estudio experimental sobre la absorción de

agua en semillas de lechugas posterior a la exposición magnética, e informaron un

aumento en la absorción de agua, siendo una posible explicación del aumento de la

velocidad de germinación. Pese a que no hay diferencias significativas, no se debe

descartar la hipótesis que relaciona el aumento en la rapidez de germinación con la

aceleración en la absorción de agua, de esta forma Torres-Osorio, Aranzazu-Osorio,

and Carbonell-Padrino 2015 plantean la necesidad de seguir estudiando la hipótesis

sobre el efecto del agua en diversas semillas.

La impregnación magnética mejora los parámetros de las plántulas de maíz, en

donde se encontró que la energía interna de la semilla responde de forma positiva

al exponerse a una combinación adecuada de campo magnético y tiempo de

exposición, además, se encontró una relación frente a la germinación de semillas

con una mayor producción de especies de oxigeno reactivo (02, OH y H2O2) en las

semillas tratadas, dicha diferencia solo se observó en las semillas embebidas

(Shine, et al, 2017)


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Uno de los factores de mayor relevancia es el estudio de las actividades enzimáticas

de la amilasa, deshidrogenasa, proteasa y peroxidasa; las amilasas son enzimas

vitales en el papel de la hidrolización en la reserva de almidón de semillas, lo que

se traduce en un suministro de azúcares al embrión en desarrollo. Estas enzimas,

presentaron una actividad significativa en semillas tratadas de Mungo (Vigna

radiata) frente al control, las cuales mostraron una rápida germinación y una mejora

en el vigor de las plántulas (Reddy et al. 2012). Estos resultados fueron confirmados

sobre semillas de Trigo (Tritricum), las cuales señalan que la deshidrogenasa y la

actividad de amilasa fueron significativamente más altas en las semillas vigorizadas

en comparación con las semillas no tratadas; sin embargo, se presume que exponer

las semillas a una mayor intensidad magnética, puede reducir el crecimiento de las

plántulas y con ello la actividad enzimática (Verma et al. 2017). En cuanto a la

peroxidasa, los datos evidenciaron que las semillas expuestas magnéticamente

presentan una mayor actividad que las semillas no tratadas (Abdulhakeem, Gazi,

Khalid & Salama 2015). Para realizar pruebas químicas a las semillas tratadas,

Torres-Osorio, Aranzazu-Osorio, and Carbonell-Padrino 2015 recomiendan que se

realice 30 horas después de la siembra debido a que, pasado este tiempo, la

actividad magnética se hace notoria.

6.2 Influencia de los campos electromagnéticos sobre la germinación de

semillas y crecimiento de plántulas.

6.2.1 Campos electromagnéticos estáticos

El uso de bobinas Helmholtz, se han empleado frecuentemente en laboratorios de

física general o de investigación, con el fin de construir magnetómetros donde es

necesario emplear electroimanes de alto campo y uniformes (Torres, J, 2006 EN:

(J. I. O. Torres, Cruz, & Ramirez 2007)). Bajo este equipo se expusieron semillas de

Caraota (Phaseolus vulgaris), Robinia (Robinia pseudoacacia) y Abeto rojo (Picea

abies). En el caso de Phaseolus vulgaris, las semillas se expusieron bajo 4

intensidades, 5, 10, 30 y 60 mT y 4 tiempos de exposición 3 m 4,5 y 6 horas, dando

como resultado un porcentaje de germinación del 55%, el cual se obtuvo de la

exposición a 10 mT/4.5 horas. Las semillas de Robinia (Robinia pseudoacacia)


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tuvieron una mejor respuesta en el octavo día alcanzando una tasa de germinación

máxima de 41.5%, comparado con un 11% para el control, mientras que las semillas

de Abeto Rojo (Picea abies) presentaron una germinación final del 75% en semillas

vigorizadas frente a un 67.5% para las testigo; estas dos últimas se expusieron en

un CM de 2,8 mT durante 20 minutos. (Odhiambo, Ndiritu, & Wagara 2009;

Sîncrăian, Criveanu, & Inoan 2014)

Las semillas de Arveja (Pisum sativum), se vigorizaron con ayuda de un electroimán

que consistía en dos pares de bobinas cilíndricas, con 4000 vueltas de alambre; las

cuales se conectaron a través de una fuente de alimentación de 220 V y 50 Hz;

dichas bobinas produjeron un campo magnético de 60, 120 y 180 mT, las semillas

fueron expuestas a este campo magnético durante 5, 10 y 15 minutos, presentando

un crecimiento de 20.5 cm frente a 9 cm del control, con 60 mT/10 min (Iqbal et al.

2012); otras semillas en las que emplearon un electroimán BioNak-03-1 fueron Café

(Coffea arábiga), este electroimán estaba formado por dos bobinas paralelas, las

cuales se conectaron y se acoplaron a un generador de señal de forma de onda

sinusoidal; estas semillas fueron sometidas a un campo de 60 Hz y un campo

magnético de 2 mT por 3 minutos, dicho campo evidenció una incidencia positiva

sobre la concentración de Hierro y Zinc, sin embargo, minerales como el Calcio,

Magnesio entre otros, no fueron superiores al control. (Isaac-Aleman et al. 2016).

En otro estudio, se generaron campos magnéticos y eléctricos con una capacidad

de 750 mT y 13 kV/cm, respectivamente; para generar el campo magnético se

conectó un electroimán a una fuente de suministro de CC constante de 0-45 v/ 0-

7.5 A, se usaron tres réplicas de Melón amargo (Momordica charantia), que se

expusieron a 4 campos magnéticos (70, 120, 170 y 210 mT) durante 20 minutos; el

campo eléctrico fue generado a partir de dos electrodos conectados a una fuente

de CC variable de bajo voltaje (0-13 kV), usando cuatro campos eléctricos (300,

500, 700 y 1000 V/cm) por 20 minutos. El tratamiento electromagnético, dio como

resultado una disminución en el TMG entre 300 y 500 V/cm y un aumento en 1000

V/cm; por otro lado, el CM evidenció una mejor absorción de agua, siendo la mejor


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respuesta en 210 mT; esto fue confirmado en semillas de Cardo comestible (Cynara

cardunculus), expuestas a un campo de 75 mT durante 15, 30 y 45 min,

considerando un grupo húmedo y otro seco, los mejores resultados se obtuvieron

en semillas húmedas y 45 min de exposición (Mahajan & Pandey 2015; Sharaf-

Eldin 2016).

Las semillas de trigo (Triticum aestivum L. cv. Kavir), se colocaron en un generador

de ondas electromagnéticas, que consistía en una cámara de madera rodeada por

una caja de madera más grande, en donde se dispusieron las fuentes de energía

eléctrica, las cuales eran de 220 V CA, con una potencia de 1 kW y 50 A CD, el CM

consistía en dos bobinas con 3000 vueltas de alambre. Las muestras se expusieron

a un campo electromagnético (CEM) cuadrático de 10 kHz, potencia de 8,3 W, con

componentes eléctricos y magnéticos promedio como 307 +/- 5 V/m y 650 +/- 20

mA/m, respectivamente, lo que dio como resultado una reducción de la longitud de

las raíces y brotes de 22.3% y 25% (Payez et al. 2013).

Por otro lado, para radiar las semillas de garbanzo (Cicer arietinum) se fabricó un

CEM con fuerza de 50 a 500 mT, que se conectó a una fuente de alimentación de

C.D. (80V/ 10 A), estas semillas se expusieron a un CM estático de 50, 100, 150,

200 y 250 mT durante una, dos y tres horas, siendo 100 mT/1 hora el que presento

una germinación del 95% frente al 88% del control y una velocidad de germinación

de 95% (Mridha & Nagarajan 2014).

Las semillas, plantas jóvenes y frutos de Tomate se expusieron a un CEM, usando

una bobina de inducción electromagnética con una frecuencia de 50 Hz y tres

intensidades magnéticas (20, 40 y 60 mT) por 20 minutos al día, durante 48 días,

lográndose un TMG a los 3 días con 40 mT, en donde había un porcentaje de

germinación del 50% en comparación con la semilla no tratada, respecto a

crecimiento de las plántulas, se reportó un mayor crecimiento con 40 mT,

alcanzando una altura de 0.45 m, equivalente a un 55.2% respecto al control y una

longitud de la raíz de 0.36 m (71.4% frente al control); finalmente el mayor peso


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promedio de la fruta madura se obtuvo con 40 mT, alcanzado un gramaje de 159,

correspondiente al 11.2% frente al control que obtuvo un peso de 143 gr (Jedlička,

Paulen, & Ailer 2014).

Las plántulas de Okra (Abelmoschus esculentus), Tomate (Solanum lycopersicum)

y Berenjena (Solanum melongena), fueron expuestas a dos inductores de CEM, los

cuales tenían 16 pies de altura, enrollados con alambre magnético entre las dos filas

del primer grupo de plantas, dichos inductores se conectaron con las lámparas

indicadoras cuya energía se suministró con una fuente de alimentación de CA de

220 V y 0.87 A; bajo este campo las plántulas de Okra (Abelmoschus esculentus),

tuvieron una media de 89.09 y una desviación de 2.86 frente a un 80.23 y 7.98

respectivamente que representa el control; en el caso de Solanum lycopersicum,

hubo una media de 86.1 y una desviación estándar de 2.50 frente a un 104.5 y una

desviación estándar de 10.7; finalmente Solanum melongena obtuvo una media de

83.86 y una desviación estándar de 0.48; frente 83.51 y una desviación estándar de

1.07 (Rio & Rio 2013)

6.2.2 Campos electromagnéticos de baja frecuencia, pulsados y variables

Al hablar de electricidad, se hace referencia a los llamados CEM de baja o muy baja

frecuencia, la cual se produce a frecuencias de 50 Hz, estos campos son líneas

invisibles de fuerza que rodean cualquier dispositivo eléctrico (Solano & Sáiz 2002).

De esta manera, se han recreado en condiciones de laboratorio, CEM de baja

frecuencia con el fin de establecer la incidencia que éstos presentan sobre las

semillas y plántulas estudiadas.

Las semillas de Garbanzo (Cicer arietinum) se dejaron expuestas a un campo

eléctrico débil durante 24 horas, dicho campo se creó mediante el uso de electrodos

conectados a una batería AA de 1.5 V, este campo mostró una diferencia

significativa entre la germinación del control y las semillas tratadas, a su vez el

desarrollo de la raíz y los brotes se desarrollaron vigorosamente dentro de las 24

horas del tratamiento (Unsugmi et al. 2017). El crecimiento de las plántulas de


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Mungo (Vigna radiata), fue representativo cuando las muestras se sometieron a

intensidades de 2525, 1263, 562 y 446 V/m durante seis días; dicho experimento se

llevó a cabo por medio de la instalación de jaulas de Faraday, las cuales se

conectaron eléctricamente al suelo con el objetivo de aislarlos de los campos

eléctricos externos. (Costanzo 2011)

Para la creación de CEM débiles, se han diseñado diversos prototipos que permiten

recrear una gran variedad de intensidades a nivel de laboratorio, uno de ellos fue el

que diseñó Rani, Kalarani, & Karuna 2012, que consistía en un sistema de caja

electromagnética el cual constaba de la Bobina Helmholtz, el regulador de flujo

eléctrico y la fuente de corriente; las semillas de Girasol (Helianthus annus. L) se

expusieron a 5 intensidades de CEM (0.1/0.3/0.5/0.7/1 mT) durante 24, 48 y 72

horas, siendo 0.5 mT y 48 horas el mejor tratamiento logrando un 100% de la

germinación comparado con un 76% del control. Respecto a la longitud de la raíz,

brotes y biomasa, el mejor comportamiento se obtuvo con 0.5 mT/72 horas,

mostrando un aumento de 30%, 59% y 47% respectivamente, en comparación con

los controles.

A su vez Biketi et al. 2017, empleó bobinas Helmholtz, en donde expuso plantas de

espinaca (Spinaca oleraceae) a 4 niveles de intensidad de flujo magnético (0.5; 1.0;

1.5 y 2.0 mT), durante 10, 30 y 60 min, con un tiempo total de 60 días de exposición

diaria. El estudio evaluó el comportamiento de cinco nutrientes, encontrando que el

Potasio presentaba un aumento notable en su concentración de 85000 mg/kg, en

1.5 mT/30 minutos; el Sodio presento un efecto inhibitorio ya que se encontró una

cantidad menor que el control excepto en 1.5 mT/60 minutos; en el Zinc presenta

un comportamiento inversamente proporcional, a media que el tiempo de exposición

disminuye, los niveles de zinc aumentan, sin embargo se presenta un aumento

notable con 1.0 mT/30, minutos; el Magnesio presenta la mayor concentración (3000

mg/kg) con 1.5 mT/ 10 minutos, finalmente el Calcio presento un aumento en su

concentración de 800 mg/kg con 1.0 mT/30 minutos


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Por otro lado Farzpourmachiani et al. 2013, emplearon una bobina cilíndrica

conectada a una fuente de alimentación de 220 V CA, para generar una corriente

de 60 Hz, el experimento empleó 3 tratamientos a saber 1 mT, 2 mT y el control,

durante tres días por treinta minutos, lo que dio un aumento en la velocidad y

porcentaje de germinación de semillas de Valeriana (Valeriana officinalis), mas no

hubo diferencias significativas.

Respecto a los campos magnéticos pulsados Bilalis et al. 2012, usaron el dispositivo

Papimi sobre semillas de maíz común y maíz dulce empleando 4 tratamientos (15,

30, 45 mT y Control) y tres repeticiones; estos campos pulsados mostraron algunas

diferencias significativas (P=0.05) respecto a la germinación, crecimiento de la

plántula, contenido de clorofila y rendimientos. Para el maíz común se encontró que

tenía una mejor respuesta al tratamiento 30 mT (75.33% - 62.7% control), mientras

que el maíz dulce respondió mejor con 45 mT (86.33% - 72% control).

Dentro del CEM variable Majd et al. 2009, utilizaron una fuente de alimentación de

220 V CA y CD para generar la potencia eléctrica; en la bobina se proporcionaron

diferentes intensidades de campos magnéticos (3,7, 4,5 mT para corriente continua

y 3,5, 2,7 para corriente alterna), durante 30, 60 y 90 minutos sobre semillas de

Canola (Brassica napus), este campo mostró que la tasa de germinación no obtuvo

diferencias significativas; por otro lado, la longitud de la raíz aumento los valores 1.1

veces en todos los tiempos de tratamiento cuando se expuso a 2.7 mT (CA); para

60 minutos el tratamiento tuvo diferencias significativas, sin embargo el campo de

3.7 mT (DC) no fue relevante. Con 90 minutos, las raíces aumentaron sus valores

1.2 veces comparadas con el control, finalmente se encontró que el número de

raíces laterales fueron significativas, excepto en la intensidad de 4.5 mT/60 minutos.

7 Conclusiones y recomendaciones

Las células vegetales responden de forma impredecible a los campos, esto depende

de diversos factores como lo es la especie, la intensidad del campo y el tiempo de


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exposición, de esta manera, los efectos que se evidencian pueden ser favorables o

desfavorables sobre los procesos fisiológicos de las semillas agrícolas y forestales.

Algunas semillas responden mejor a CM comprendidos entre 100 y 250 mT con

tiempos de exposición no mayores a 30 minutos. Sin embargo no es posible

determinar el factor tiempo/intensidad adecuado para lograr mejores resultados. A

su vez, se puede estimar una posible mejora, en el porcentaje de germinación, de

14.1% y de 15.5% para campos magnéticos y electromagnéticos respectivamente

y un aumento en la longitud de las plántulas de 8.3 cm.

Dentro del campo forestal, la pesquisa dio como resultado un bagaje limitado de

estudios, siendo únicamente cinco las especies evaluadas (Leucaena leucocephala,

Casatena sativa, Rollinia pseudoacacia, Picea abies y Pawlonia tomentosa). Los

estudios revelaron para el caso de Leucaena un aumento en la altura de las

plántulas y en la longitud de la raíz de 2.3 y 2.4 cm respectivamente. Rollinia y Picea

presentaron una germinación de 41.5% y de 75%. Las plántulas de Castanea

presentaron una mejor respuesta al ser expuestas al polo sur y finalmente Pawlonia

aumentó el porcentaje de regeneración a un 87.5% al someterse a rayos gamma y

campos magnéticos.

Las semillas se comportan mejor cuando se someten previamente a condiciones de

humedad, aumentando el porcentaje de germinación y disminuyendo el TMG.

Una nueva tecnología que se está desarrollando, es el uso del agua magnetizada,

la cual, según estudios, favorece el crecimiento de las plántulas, reduciendo el riego

en los cultivos (Cabonell, et al, 2003; Ozdemir et al, 2005; Zúñiga et al, 2016-2017),

por lo que se recomienda ampliar la investigación referente a este tópico.


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8 Referencias Bibliográficas

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