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Operaciones Unitarias II ENFRIAMIENTO EVAPORATIVO EN LAS CIGARRAS DEL DESIERTO: EFICIENCIA TÉRMICA COSTOS DE AGUA/METABOLISMO María del Carmen Trillas Luque Hermosillo, Sonora a 31 de enero 2013

4)trillas luque maría del carmen

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Operaciones Unitarias IIENFRIAMIENTO EVAPORATIVO EN LAS

CIGARRAS DEL DESIERTO:EFICIENCIA TÉRMICA COSTOS DE

AGUA/METABOLISMO

María del Carmen Trillas Luque

Hermosillo, Sonora a 31 de enero 2013

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EL ENFRIAMIENTO EVAPORATIVO EN CIGARRAS DEL DESIERTO:

EFICIENCIA TERMICA Y COSTOS DEL AGUA/METABOLISMO

Por Neil F. Hadley, Micheal C. Quinlan Y Michael L. Kennedy

Departamento de zoología Universidad del Estado de Arizona,

Tempe26 de abril 1991

J. exp. Viol. 159, 269-283 (1991)Printed in Great Britain © The Company of Biologists Limited 1991

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RESUMEN

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Xilema de la planta

Enfriamiento Evaporativo

Temperatura corporal 5ºC

Tb

Temperatura ambiental

42ºCTa

Diceroprocta apache

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Mediciones de:Pérdida de agua

Intercambio gaseoso aumento en la transpiración, temperaturas entre 37 y 38⁰C

pequeño incremento en

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Estas cigarras se alimentan por medio del xilema de las plantas desérticas:

- Acceso abundante agua- Sistema de flujo continuo

Pérdidas de aguaIntercambio gaseoAumento de transpiración

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MATERIALES Y MÉTODOS

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Captura de animales, habitad y preparación

Tempe, Arizona. 1º Julio al 15 Septiembre 1989

I. Contenedores individuales a 30 ⁰C

II. Pruebas dentro de 24 h, después de la captura

III. Alimento: Lysiloma michophylla (tepeguaje)

Materiales y Métodos

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Primer grupo de cigarras:• Lysiloma microphylla• Termopar (3-4mm) en el tóraxTiempo de recuperación: 3h

Segundo grupo:• Lysiloma microphylla• Termopar adicional (2mm) en

los músculos torácicosTiempo de recuperación: 11h

Materiales y Métodos

T corporalTb

Captura de animales, habitad y preparación

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SISTEMA DE RESPIROMETRÍA

Materiales y Métodos

- Controlador de flujo másico

- Respirómetro de vidrio- Sensor de agua- Analizador de CO2

- Analizador de O2

- Columna de depuración CO2/O2

Mide:ṾO2 , ṾCO2, perdidas de agua y Tb

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Segmentos de ramas (0.4 x 3.2) cmLa rama contiene agua destilada.

Materiales y Métodos

SISTEMA DE RESPIROMETRÍA

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PROTOCOLOS DE CORRIDAMateriales y Métodos

Tasas de flujo bajo que ocasionaran valores saturados de ṾO2

Analizador de O2 tendía ir a la deriva

Incremento en temperatura del aire (Ta) forma gradual de 30 a 42 ⁰C

Flujo aire 50 ml/min a 30 ⁰C

Flujo de aire 150 ml/mindistintas temperaturas (PAE, ṾCO2)Duración: 30 – 60

min

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Materiales y Métodos

PROTOCOLOS DE CORRIDA

Valores de Coeficientes Respiratorios (Respiratory Quotients RQs) 30 ºC

ṾO2 altas temperaturas

Segundo grupo animales:Aumento la T directamente

de 30 a 40 ºC

Flujo de aire: 50m/min

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Materiales y Métodos

ANALISIS DE DATOS

Salidas fueron recolectadas en una tira gráfica

-Animales inactivos-Animales alimentándose

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Si era ṾO2 medido a 30 ºC, para calcular Ṿco2 se usa:

Materiales y Métodos ANALISIS DE DATOS

Donde:V1 = Flujo de aire en el respirómetro (ml/h)FEco2 = Es la concentración fraccional de CO2ṾO2 y ṾH2O = tasas de O2 y H2O consumidas o liberadas

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Materiales y Métodos

Si ṾO2 no fue medido, se usan valores de RQ a 30ºC:

ANALISIS DE DATOS

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RESULTADOS

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Comportamiento y patrones de intercambio de gases

Resultados

15 min:-Mucha actividad

5 y 10 min:-episodios de bombeo abdominal

20 min:-Exitosa penetración en la rama

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ResultadosComportamiento y patrones

de intercambio de gases

- Incrementaron 2.5 veces las pérdidas de agua por evaporación.

- Tb de la cigarra 4ºC por debajo de la Ta- ṾO2 y ṾCO2 decayeron con la disminución de Tb

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Resultados Relaciones de agua y temperatura

En rangos de 30 – 36 ºC y 38 – 40 ºC:-EWL Q10 prom. = 1.17442 y 12.142 respectivamente-Humedades relativas bajas (5% aprox)

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ResultadosRelaciones de agua y

temperaturaT(a-b) es dependiente de las pérdidas de agua por evaporación.

El principal modo de pérdida de calor de las cigarras es por enfriamiento evaporativo

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ResultadosRelaciones de agua y

temperaturaTb en la ruptura =TecTec era determinada usando Tb en Ta (método de Nickerson et al 1983)

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Resultados

Tasas metabólicas

Resting Metabolic Rate (RMR)Determinada a 30 ºC por el modelo alométrico Vx=aMb

a y b fueron determinados por la regresión logVx(ml/h).La masa inicial como variable independiente Vo2=0.591 M1.005 y Vco2=0.659M1.259

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Resultados

Tasas metabólicas

Efecto poco activo alimenticio en tasa metabólica:

13 casos observados Cuatro de estos episodios ocurrieron a 30ºC,

tres a 42ºC, dos a 33 y 40ºC, y los restantes a 36 y 38 ºC.

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CONCLUSIÓN

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El desarrollo de un sistema que podría medir la temperatura, la pérdida de agua por evaporación y el intercambio de gases en una alimentación de insecto, avanza a esta tecnología por acoplamiento de un sensor de agua de mayor sensibilidad a la de los sensores O2/CO2 disponibles en el mercado, proporcionando un medio de cambiar rápidamente y con precisión a TaSe espera que los sistemas que combinan estas mediciones de CO2 y el análisis de datos mejoraran enormemente nuestro entendimiento de las relaciones de metabolismo y agua en los organismos pequeños

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Gracias por su atención