"El suelo un recurso natural no renovable"
RESUMEN
La presente propuesta sobre implementación de barreras muertas de Vetiveria zizanoides (L), (Vetiver) en laderas de la escuela agroecológica Ezequiel Zamora en la villa estado Aragua, tiene como objetivo proponer una técnica apropiable y apropiada para controlar la erosión del suelo en laderas de dicha institución. La investigación se caracteriza por ser de acción participativa sobre la base de conocimientos empíricos-científicos. Las etapas de esta investigación se realizaron de la siguiente manera:1) conversatorios con productores y campesinos del lugar 2) observaciones directas en las laderas de la escuela 3) recolección del material vegetal 4) establecimiento de barreras muertas 5) elaboración del esquema y plan de trabajo a realizar. Dentro de los resultados visibles se destaca la concienciación de los productores para llevar el trabajo técnico-agroecológico y demostrar la efectividad de este material vegetal como barrera muerta aplicado en los suelos de la escuela agroecológica Ezequiel Zamora, en la Villa estado Aragua.
Palabras Claves: apropiable y apropiado.
Introducción
El mundo vive momentos difíciles, los fenómenos naturales por efecto invernadero, la ausencia casi general de conciencia colectiva, y el consumismo exacerbado amenazan la vida en el planeta.
Los suelos vienen sufriendo un deterioro de magnitudes incalculables, esto se presenta en casi todos los países del mundo. En Venezuela la situación no es menos alarmante, en el año 2010 una sequía prolongada por más de un año acabó con cientos de hectáreas de siembra. Muchas fuentes de agua y riachuelos mermaron considerablemente su caudal hídrico, esto trajo como consecuencia el estrés de nuestros suelos fértiles debido a la ausencia de la acción fluvial .La experiencia vivida en Venezuela y en otras partes del mundo deben llamar a la reflexión en cuanto al cuidado y mantenimiento en suelos de vocación agrícola, ya que sin ellos no sería posible la vida en el planeta.
Hoy se hace necesario y urgente empezar a ver los suelos como un organismo vivo el cual respira, se alimenta y muere irreversiblemente si no se le da el tratamiento necesario.
Una quinta parte de los suelos venezolanos son de llanura, por esa razón las técnicas que se aplican no son las mismas que se le da a los suelos por ejemplo en el estado Mérida cuya geografía es de montaña, sin embargo el estrés hídrico por un lado y las posibles sequias obligan a conocer nuevas técnicas de conservación en todos los espacios de la geografía nacional, que ayuden a su mantenimiento y supervivencia. Es por eso que se propone establecer barreras muertas de Vetiveria zizanoides (vetiver) en áreas de laderas de la Escuela Agroecológica Ezequiel Zamora Guambra en la Villa estado Aragua, para así de una manera experimental poder determinar la efectividad de ésta gramínea en la conservación del suelo.
Es bueno recordar las bondades de esta planta cuya característica más resaltante es su resilencia a los embates naturales, primero por su excelente anclaje radical, lo cual le permite permear y profundizar el suelo haciéndola resistente ante las veloces escorrentía ocasionadas por las lluvias, y segundo por su cepocidad; virtud que le permite actuar como un filtro ante el arrastre de sedimentos pesados.
En Venezuela dicha gramínea es de usos múltiples tanto como barreras, para uso medicinal, e incluso como materia prima para la elaboración de artesanías, de allí la importancia de la misma y el deber de conservarla para poder darla a conocer a nuestras generaciones de relevo. En el estado Aragua específicamente en la Villa municipio Zamora, se viene adelantando un proyecto usando las barreras muertas de Vetiveria zizanoides (Vetiver), para lograr frenar la escorrentía en áreas de laderas de la Escuela Agroecológica Ezequiel Zamora y favorecer los cultivos hortícolas en esas zonas cuya inclinación de pendiente oscila en un 20% y un 40% .Cabe destacar que debido a la inclinación semi-pronunciada de la pendiente; esto trae como consecuencia el arrastre de la materia orgánica presente en la capa superficial edáfica, y de toda su micro biodiversidad , de allí la gran importancia de establecer esta técnica apropiable y apropiada.
Es bueno mencionar que dicha propuesta se enmarca desde el punto de vista político-económico en la coyuntura actual de la gran crisis mundial. Según la FAO 2009 el mundo pronto experimentará una gran hambruna, y este organismo da como única solución el cultivo de plantas hortícolas a pequeñas escalas aprovechando todos los espacios posibles, es por eso que se debe considerar con especial atención el cuido y protección de laderas haciéndolas cada vez más productivas. Desde el punto de vista económico se puede decir que esta propuesta se enmarca dentro de los parámetros de la sostenibilidad, el desarrollo endógeno y la agroecología, ya que no compromete la salud del suelo y por ende la del ambiente, y contribuye a que las generaciones futuras se apropien de ella con el fin de lograr verdadera soberanía tecnológica y soberanía alimentaria.
Según Luiz 2007, las barreras muertas de Vetiveria zizanoides (vetiver) son tan antiguas como la agricultura misma, ya que fue utilizada por nuestros primeros pobladores en lugares donde los grandes terremotos acosaban a las pequeñas poblaciones humanas, y lograban con estas barreras contener los movimientos de tierras y el paso agresivo de algunos ríos y quebradas.
MATERIALES Y METODOS
Pacas de Vetiveria zizanoides, amarres de cinta vegetal, clavos, aldabas, agronivel o nivel A, palas, escardillas,machetes,frasco de vidrio blanco,sal,agua,cuaderno de nota, lápiz .
SINTESIS METODOLOGICA
El método utilizado se basó fundamentalmente en el conversatorio con campesinos y productores del lugar, así como en la entrevista con el resto de las personas aledañas a la escuela. Se elaboró un instrumento el cual permitió la organización cuantitava en los avances de la puesta en marcha del presente proyecto.
Funcionalizacion de la barreras vivas
Esta investigación se realizó in situs, para ello se trazaron las curvas de nivel y se procedió a colocar las barreras vivas con espaciamiento de un metro cada una, se realizó la siembra de hortícolas tales como: zanahoria, cilantro y berenjenas. Se establecieron mediante la técnica de siembra directa y se observó que las barreras muertas con Vetiveria zizanoides son efectivas en un 90% para detener la escorrentía y favorecer la siembra de rubros hortícolas.
MUESTRA Y ANALISIS DE SUELO
Se tomó una muestra con pequeñas porciones de suelo, cavando a 30 cm de profundidad y recolectando porciones de distintos lugares colocando oo, 1cm de cada porción de suelo, se le adiciono 4, ooml de Ho2 en un envase cristalino con capacidad de 500 mg, y se determinó luego del reposo de la muestra tomada que: los sedimentos pesados ocupaban el 75% partes del recipiente, la arcilla 15%, y un 15 % era arena. Concluyendo que: el suelo en áreas de laderas de la Escuela Ezequiel Zamora pierde fertilidad debido a la acumulación de sedimentos pesados.
Resultados y discusión
La concienciación de los campesinos, productores y estudiantes, el desarrollo exitoso de la siembra de algunas especies hortícolas, dan muestra de una proporcional mejoría del suelo en áreas de laderas en la Escuela Agroecológica Ezequiel Zamora en la Villa estado Aragua.
Conclusiones
Los suelos deben ser vistos y tratados como un ser vivo, el respeto que debe brindárseles no llegará mediante la lecturas únicamente de manuales y libros, sino que con el ejemplo en la práctica y trabajo diario, así se hará refleja esa educación a nuestras juventudes, quienes hasta ahora lo han visto como un elemento para la explotación y el lucro.
Algo también importante es el mayor aprovechamiento de los espacios en áreas de laderas .Algunos pequeños productores han desestimado estos lugares para la siembra de hortícolas, ya que consideran que el fuerte arrastre fluvial impide el buen desarrollo de este tipo de plantaciones, sin embargo con las barreras muertas de Vetiveria zizanoides (Vetiver), se lograron resultados muy positivos sin afectar para nada el umbral de producción.
En años recientes se ha incrementado el interés en el desarrollo de materiales compuestos que combinan dos o más componentes, cuyas excelentes propiedades permiten su uso en diferentes áreas. Uno de los materiales que ha presentado un alto interés es la hidroxiapatita (HA), [Ca10(PO4)6(OH)2], una biocerámica con alta bioactividad, la cual es usada para simular y reemplazar material óseo. Sin embargo, la HA posee deficientes propiedades mecánicas que limitan su uso en aplicaciones clínicas específicamente en zonas que tengan que resistir altos esfuerzos [1,2]. Por otra parte, los nanotubos de carbono (NTC) han presentado gran interés por sus excelentes propiedades físicas y químicas, entre las que destacan su extraordinaria resistencia mecánica; la cual combinada con su baja densidad los hacen candidatos ideales para reforzar materiales [3-8]. Debido a que los NTC son químicamente inertes se requiere de modificaciones en su superficie para mejorar la interacción con otros materiales [9]. El método de oxidación química permite incorporar grupos carboxílicos, hidroxilos y carbonilos en su superficie, los cuales pueden actuar como sitios de nucleación [10]. Varias aplicaciones han sido propuestas recientemente para los NTC, muchas de las cuales se añade pequeñas cantidades de éstos a matrices cerámicas para producir materiales cerámicos más resistentes [11-15]. Por esta razón desarrollar un material HA/NTC es atractivo ya que permite combinar la osteconductividad de la HA y las propiedades mecánicas de los NTC y en este sentido, el objetivo del presente trabajo fue sintetizar nanohidroxiapatita sobre los nanotubos de carbono funcionalizados vía precipitación química.
MATERIALES Y MÉTODOS
Acido nítrico (HNO3) 70% Riedel de Haën, Acido sulfúrico (H2SO4) 97% Riedel de Haën, Fosfato de amonio dibásico (NH4)2HPO4 98,5% Fisher Scientific, Hidróxido de calcio Ca (OH)2 96.89% Fisher Scientific, Nanotubos de Carbono de Pared Múltiple (NTC) 88% Nanocyl S.A Bélgica y agua desionizada.
FUNCIONALIZACIÓN DE NANOTUBOS DE CARBONO
Esta modificación se realizó por tratamiento oxidativo, para ello se colocó en un balón, 1g NTC y una mezcla HNO3-H2SO4 (70%-98%) 1:3 v/v, y se sometió a reflujo durante 30 min a 80ºC. Finalizado el tiempo, se filtró en un frit de placa porosa y se realizaron lavados con agua desionizada. Se secaron en una estufa de vacío para luego ser tamizados.
SINTESIS DE LOS COMPUESTOS HA-NTC
Los compuestos HA-NTC fueron sintetizados por el método de precipitación química de la HA incorporando 1% de NTC funcionalizado y 1% sin funcionalizar antes de la adición de Ca(OH)2 y luego adicionando (NH4)2HPO4. Los compuestos de HA-NTC se lavaron con agua desionizada y fueron secados en una estufa a 80ºC por 72 horas, para luego ser tamizados.
PREPARACION DE LAS MUESTRAS PARA MICROSCOPIA ELECTRONICA DE TRANSMISION (MET)
Para la caracterización de los materiales se utilizó un Microscopio Electrónico Jeol JEM 2100 con un voltaje acelerador de 100keV. Las muestras analizadas por MET se prepararon vía suspensión húmeda. En el cual se colocó la muestra en un vial y se le añadió una mezcla etanol/agua al 40% y se colocó en ultrasonido, luego con una pipeta Pasteur se tomó una gota y se colocó sobre una rejilla previamente cubierta con una película de colodión.
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RESULTADOS Y DISCUSION
CARACTERIZACIÓN DE LOS NANOTUBOS DE
CARBONO
Por medio de MET se pudo observar la morfología tubular del nanotubos antes y después del tratamiento oxidativo. En la imagen de campo claro de MET (Fig 1A) se observó un diámetro promedio de NTC sin funcionalizar de 13.3 ± 0.4 nm. En la imagen de alta resolución (Fig 1B) se presenta la sección transversal de un nanotubo de aproximadamente de 11 paredes, la distancia entre paredes fue de 0.33 ± 0.03 nm, similar al espaciamiento encontrado en el grafito para los planos (002).
Fig 1. Imágenes de MET de los NTC sin funcionalizar (NTCsf).
Al comparar los NTC antes y después del tratamiento oxidativo (Fig 2A) se observó una disminución a 8 en el número de paredes, con la distancia entre paredes de 0.35± 0.03 nm.
El diámetro promedio fue 10.06 ± 0.36 nm, tomado de la (Fig. 2B), debido a que el tratamiento ácido destruye algunas paredes del mismo.
(D
Fig 2. Imágenes de MET de los NTC funcionarizados.
La caracterización los NTC mediante espectroscopia Raman se muestra en la Fig. 3. El espectro Raman de los NTC en la región de alta frecuencia (1100-1800 cm-1) exhibe dos picos característicos, denominados bandas D y G. El espectro Raman de las muestras de nanotubos pristinos y funcionalizados, muestran las dos bandas espectrales características de este alótropo del carbono. La banda D es visible alrededor de 1345 cm-1; mientras que la banda G, se presenta alrededor de 1575 cm-1. (A)
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Fig 3. Comparación entre Espectros Raman de Nanotubos pristinos y funcionalizados.
Numerosos autores [16,17] han propuesto el uso de la relación de las bandas D y G, denotada como ID/G, para la caracterización del grado de desorden estructural presente en las muestras analizadas, lo cual es muy importante para indicar la eficiencia de la funcionalización. Las relaciones de intensidades de estas bandas, así como las posiciones específicas de las mismas se presentan en la Tabla 1.
Tabla 1. Posiciones e intensidades asociadas a los picos visibles en el espectro Raman de los nanotubos de carbono pristinos y funcionalizados.
Posición del pico (cm-1)
Intensidad
(u. a.)
ID/G
Banda D
Banda G
Banda D
Banda G
NTC
1345
1577
5359
5042
1,06
NTCf
1346
1574
2192
2062
1,06
Al comparar los nanotubos funcionalizados con los pristinos no se observó cambio alguno en dicha relación ID/G, lo cual permite suponer que con este procedimiento el grado de funcionalización alcanzado fue bajo.
SINTESIS DE LOS MATERIALES HA-NTC
Los FTIR de los NTC pristinos y funcionalizados, HA y del compuesto HA-NTCf se muestran en la Fig 4 donde los NTC pristinos (Fig 4a) mostraron las bandas a 2928 y 2857cm-1 correspondientes a las vibraciones de estiramiento de grupos -CH2 (asimétrica y simétrica) que a diferencia de los NTCf se observó la desaparición de una de estas bandas (2857cm-1), y la disminución de la otra (2928cm-1); lo cual permite inferir que esto es debido al tratamiento oxidativo con la mezcla ácida. Por su parte, los picos en 3443 y 1405 cm-1 están asociados a los enlaces hidroxilos (–OH) que pueden estar formando parte de los grupos carboxílicos incorporados durante el tratamiento (Fig 4b). Las bandas características de la HA[18] se encontraron en 3578, 1104, 1040, 969, 612, y 564cm-1 (Fig 4c) y al comparar dichas bandas con las del compuesto HA-NTCf (Fig. 4d) se observaron ligeros desplazamientos en las bandas correspondientes al grupo hidroxilo a 3586 y 961 cm-1 y en la banda del grupos fosfato 1112 cm-1, siendo estos posibles lugares por donde se puede estar dando la interacción entre la HA y el NTCf .
Fig 4. Espectro de FTIR (a) NTC (b) NTCf (c) HA (d) HA-NTCf .
En las microscopias obtenidas por MET del compuesto sin funcionalizar (HA-NTCsf) (Fig 5A y 5B), los NTC presentaron diámetro promedio de 13.3 ± 0.03 nm (Fig. 5A), lo cual indica que la presencia de la HA nanométrica no está modificando el diámetro del NTC ni la distancia entre las paredes, la cual fue de 0.34± 0.02 nm y es señalado por medio de una flecha en la Fig. 5B. 12001300140015001600170018000,20,30,40,50,60,70,80,91,01,1Intensidad (u.a)Número de Onda (cm-1) NTC NTCf
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Fig 5. Imagen de MET de los compuestos HA-NTCsf.
Las micrografías del compuesto HA-NTCf (Fig 6A y 6B) muestran una mayor interacción de la HA con el nanotubo funcionalizado al compararlos con el sistema HA-NTCsf (Fig 5). El diámetro promedio del material HA-NTCf fue de 10.55± 0.40 nm, el cual fue medido y señalado mediante flechas en la Fig. 6B, observándose una disminución importante con respecto HA-NTCsf y confirmando con estas medidas las dimensiones nanométricas que presenta el material. Para el material HA-NTCf fue muy difícil observar la distancia entre paredes del NTC.
De igual forma en la Figura 6B se observa la distribución no homogénea de la HA sobre la superficie del NTCf debido a que la oxidación química del NTC fue baja y por ello se observan zonas donde no hay HA debido a la ausencia de grupos funcionales.
Fig 6. Imagen de MET de los compuestos HA-NTCf.
CONCLUSIONES
La baja funcionalización lograda en los nanotubos de carbono, mejoró la interacción de la HA con la superficie del nanotubo funcionalizado en comparación al material HA-NTCsf,. La metodología empleada de funcionalización originó una disminución en el número de paredes del NTC.
Por espectroscopia de Raman se observó que al comparar los nanotubos funcionalizados con los pristinos no se observó cambio en la relación ID/G, lo cual permite suponer que con este procedimiento el grado de funcionalización alcanzado fue muy bajo pero suficiente para lograr una mejora en el compuesto HA-NTCf.
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· Autor: José ManuelCastorena Machuca