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Construcción y operación de una cámara de crecimiento elevado de dióxido de carbono de bajo coste para evaluar la fisiología de microgreens bajo niveles deCO2 relevantes para vuelos espaciales

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DOI:

10.3791/70050

17 de abril de 2026

En este artículo

Resumen

Este protocolo describe cómo construir y operar una pequeña cámara de crecimiento de bajo coste capaz de mantener niveles extremos de dióxido de carbono (exCO2) para experimentos con plantas. La cámara permite estudios reproducibles de fisiología de microgreens bajo condiciones atmosféricas relevantes para vuelos espaciales, utilizando un sistema de monitorización y control basado en ordenador de una sola placa y un sistema pasivo de absorción hidropónica.

Resumen

Los niveles de dióxido de carbono (CO2) a bordo de naves tripuladas superan rutinariamente los 3.000 ppm, significativamente más altos que las concentraciones atmosféricas en la Tierra. La exposición sostenida a un CO2 extremo( exCO2) en niveles superiores a 3.000 ppm puede alterar el crecimiento, la fisiología y la composición nutricional de las plantas. Sin embargo, pocos sistemas de laboratorio pueden reproducir de forma fiable estas concentraciones de exCO2 . Este protocolo describe un método accesible y de bajo coste para construir una cámara de cultivo de sobremesa capaz de mantener niveles estables de CO2 por encima de 3.000 ppm para experimentos con plantas.

La cámara se crea modificando una incubadora de mesa para incluir conexiones herméticas de cable y gas, un sistema automatizadode entrega y ventilación de CO 2, y sensores integrados de temperatura, humedad y presión. El sistema se controla mediante un ordenador económico de placa única, que utiliza código Python de código abierto para mantener una concentración objetivo deCO2 regulando los solenoides que inyectan CO2 o ventilan la cámara en respuesta a las lecturas del sistema. Una caja pasiva personalizada mantiene el crecimiento de las plantas sin necesidad de riego activo, reduciendo la necesidad de abrir la cámara y minimizando las fluctuaciones en los niveles deCO2 .

Utilizando este sistema, cultivamos con éxito dos especies de microverdes, rábano (Raphanus sativus, una planta C3) y amaranto (Amaranthus cruentus, planta C4), bajo condiciones de "CO2ambiente" (mínimo 400 ppm) y "exCO tipoISS" (mínimo 3.000 ppm). Las cámaras mantuvieron niveles estables de CO2 , temperatura y humedad durante los ciclos de crecimiento de 10 a 14 días. Estesistema reproducible y relevante para vuelos espaciales de CO 2 proporciona una herramienta accesible para estudiar las respuestas de las plantas a ambientes atmosféricos extremos y para preparar experimentos para vuelos espaciales.

Introducción

Las plantas desempeñarán un papel esencial en la sostenibilidad de la vida humana durante misiones espaciales de larga duración, contribuyendo a la producción de alimentos, satisfaciendo necesidades nutricionales y promoviendo el bienestarpsicológico 1. Sin embargo, la composición atmosférica de una nave tripulada o de los hábitats futuros previstos difiere sustancialmente de la de la Tierra. La Estación Espacial Internacional (EEI) experimenta rutinariamente niveles deCO2 superiores a 3.000 partes por millón (ppm), casi un orden de magnitud superiores a las concentraciones terrestresambientales 2. Los niveles en la EEI han alcanzado hasta 6.500 ppm. Estos niveles extremos deCO2 (exCO2) pueden influir en la fisiología de las plantas, la morfología y la composición de nutrientes. Sin embargo, estos niveles de exCO2 están fuera del rango de la mayoría de los experimentos elevados deCO2 , que se centran en rangos deCO2 entre 700 ppm y 1500 ppm y, de hecho, fuera del rango que la mayoría de las cámaras terrestres de crecimiento vegetal pueden mantener. En consecuencia, los efectos de condiciones tan extremas siguen siendo poco caracterizados. Por tanto, comprender las respuestas de las plantas a los niveles de exCO2 relevantes para vuelos espaciales es fundamental para garantizar el éxito de la agricultura espacial y los sistemas bioregenerativos de soporte vital.

Recientemente, los microbrotes han surgido como cultivos candidatos prometedores para la nutrición de los astronautas debido a su rápido crecimiento, huella reducida y alta densidad denutrientes 3,4. Estos cultivos de ciclo corto pueden aportar vitaminas frescas y antioxidantes que se degradan con el tiempo en las raciones de vuelo espacial almacenadas. Las comidas para astronautas formuladas actualmente muestran una pérdida sustancial de nutrientes durante el almacenamiento de larga duración. Al medirse tras tres años de almacenamiento a temperatura ambiente, la vitamina C y la vitaminaB 1 caen por debajo de los niveles recomendados, y las vitaminas A y B6 también muestran disminucionesmoderadas 5. El acceso a microgreens frescos y ricos en nutrientes podría ayudar a mantener la salud de la tripulación en misiones de varios años. Estudios previos con niveles moderadamente elevados deCO2 (800-1.000 ppm) han demostrado que las plantas tienden a acumular más compuestos ricos en carbono, incluidos carbohidratos, flavonoides y vitamina C, mientras reducen compuestos ricos en nitrógeno como lasproteínas 6,7. Otros estudios han observado reducción en la formación de semillas, cambios en la expresión fotosintética de enzimas y cambios en la composición elemental, especialmente en reducciones de hierro, zinc ymagnesio 8. Estos cambios composicionales sugieren que la disponibilidad de carbono (como CO2) altera el equilibrio entre carbono y nitrógeno y, en consecuencia, el metabolismo primario y secundario. Por tanto, el aumento de los niveles deCO2 puede tener implicaciones para el valor nutricional de los cultivos, una necesidad crítica para la salud de los astronautas en misiones espaciales de larga duración.

Se sabe mucho menos sobre cómo responden las plantas a los niveles de exCO2 que se encuentran en entornos de naves espaciales, que pueden superar las 3.000 ppm en la EEI. Estudios de vuelos espaciales y análogos terrestres han reportado anomalías de crecimiento bajo estas condiciones, incluyendo reducción de la expansión foliar, clorosis y alteraciones en las tasasde crecimiento 2,9,10. Por ejemplo, Brassica rapa cultivada a bordo de la EEI mostró hojas amarillas de tamaño reducido, que se atribuyeron a los niveles deexCO 2 en lugar de a los efectos demicrogravedad 9. Estas observaciones subrayan que las respuestas de las plantas a los niveles deexCO2 no son simplemente una extrapolación de los efectos de un CO2 moderadamenteelevado, sino que sugieren alteraciones fisiológicas y metabólicas distintas. Sin embargo, pocos sistemas de crecimiento terrestre pueden mantener niveles estables de exCO2, lo que dificulta replicar consistentemente las condiciones de la nave espacial o probar la variación genotípica de las plantas bajo atmósferas tan extremas.

Para abordar esta limitación, desarrollamos una pequeña cámara de bajo coste capaz de mantener niveles consistentes y programables de exCO2 que simulan atmósferas de naves espaciales (Figura 1). Este sistema se construye modificando una incubadora de sobremesa e integrando sensores y válvulas solenoides, que se controlan mediante un ordenador económico de placa única (SBC) con pines programables. El diseño permite la regulación automatizada del CO2 y el monitoreo continuo de parámetros ambientales, incluyendo temperatura, humedad y presión. Para evitar una rápida disminución deCO2 causada por las puertas que se abren frecuentemente, incorporamos un sistema pasivo de absorción hidropónica que favorece el crecimiento de microgreens hasta 14 días sin necesidad de regar suplementar. Este entorno cerrado minimiza las perturbaciones y proporciona una atmósfera constante.

Aquí describimos un protocolo detallado y reproducible para construir y operar una cámara de crecimiento de exCO2 y para cultivar microbrotes bajo condiciones atmosféricas controladas y relevantes para vuelos espaciales. El protocolo incluye pasos para instalar cables herméticos y pasos de gas, un sistema de inyección y ventilación de CO2 , conectar sensores al SBC, programar el código de control exCO2 y montar el sistema pasivo de absorción hidropónica. Utilizando este planteamiento, demostramos el crecimiento exitoso de microbrotes de rábano (Raphanus sativus, una planta C3) y amaranto (Amaranthus cruentus, una planta C4) tantoen condiciones ambientales como similares a las de la EEI. La plataforma ofrece un enfoque asequible y escalable para estudiar las respuestas de las plantas a ambientes atmosféricos extremos y para preparar experimentos para vuelos espaciales.

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Protocolo

1. Instalación de cables y sensores a través de la parte trasera de la incubadora de mesa y sellado con sellador de silicona (Figura 2)

  1. Identifica dos ubicaciones en la parte trasera de la recámara libres de cableado, circuitos eléctricos o componentes del ventilador (véase la ubicación de las prensaestofas en la Figura 1B para un ejemplo). Perfora dos agujeros en estos lugares ligeramente mayores que el diámetro externo de las prensaestopas.
  2. Utilizando prensaestopas de cables de aproximadamente 10 mm (3/8 de pulgada) de diámetro, envuelve los hilos de cada prensaestopas con cinta de fontanería. Atornille una prensaestopas a un accesorio de tubo de acero inoxidable de 20 mm de diámetro exterior (OD) y 2,5 cm de largo (rosca hembra de 3/8 de pulgada National Pipe Thread (NPT)). Inserta a través del agujero perforado desde la pared exterior de la cámara y coloca otra prensaestopas desde el lado interior (Figura 3).
    NOTA: Esta configuración permite un paso hermético a través del grueso aislamiento de la cámara.
  3. Asegúrate de que las arandelas de goma de las prensaestopas estén bien sujetas a ambos lados de la pared, y luego aplica sellador de silicona alrededor de los puntos de contacto con las paredes de la cámara de cada prensapastas para sellar cualquier hueca de aire.
    NOTA: Todas las aberturas de las cámaras deben ser herméticas para reducir la fuga deCO2 .
  4. Pasa un cable de datos de cuatro hilos por cada prensaestopas, dejando suficiente longitud para conectar el SBC a los sensores.
  5. Aprieta la junta interior del prensaestofas para asegurar un sellado hermético. Afloja y ajusta el cable según sea necesario para dar más holgura en la posición del sensor.
    NOTA: Etiqueta cada hilo de cable para asegurar las conexiones correctas del sensor. Aunque soldar los cables a los sensores es suficiente, los conectores puente, terminales de tornillo u otras opciones de conexión rápida facilitan la sustitución de cables y la conexión a los pines SBC.
  6. Conecta los sensores de temperatura, humedad y presión del aire (Figura 2).
    1. Conecta los cables de un cable de datos de cuatro trenzas a un sensor de temperatura/humedad, y luego conecta el sensor de presión de aire al sensor de temperatura usando conectores de 4 pines.
    2. Conecta el otro extremo del cable de datos al SBC de la siguiente manera: PWR a un pin de alimentación de 3,3 V, GND a un pin de tierra, SDA a GPIO 2 (I2C_SDA1) y SCL a GPIO 3 (I2C_SCL1).
    3. Montar ambos sensores en la pared superior de la cámara usando tiras adhesivas entrelazadas para facilitar su retirada y calibración o limpieza (Figura 4).
  7. Conecta y coloca el sensor de CO2 .
    1. Conecta el sensor de CO2 al segundo cable de datos de cuatro hilos.
    2. Conecta el otro extremo al SBC de la siguiente manera: PWR a un pin de alimentación de 5V, GND a un pin de tierra, RxD a GPIO 14 (UART_TxD), TxD a GPIO 15 (UART_RxD).
    3. Monta el sensor de CO2 en la pared trasera superior o colócalo firmemente encima de la estantería usando tiras Dual Lock.
  8. (Opcional, pero recomendado) Conecta la fuente de alimentación del SBC a una batería de respaldo que se carga constantemente para evitar reinicios y asegurar un registro continuo de los datos del sensor.

2. Construcción del sistema de manejo de CO2 (Figura 5)

NOTA: El sistema de manejo deCO2 regula la concentración de gas dentro de la cámara. Cuando los niveles deCO2 bajan por debajo del punto establecido, el SBC activa una válvula solenoide para liberar ráfagas cortas deCO2 en la cámara. Cuando los niveles deCO2 superan el punto establecido, los solenoides de ventilación se abren brevemente para expulsar el aire de la cámara. Una bomba de aire de diafragma de 2,75 L/min circula el aire a través del sistema.

  1. Instala los accesorios de mamparo.
    1. Perfora dos agujeros adicionales en la pared trasera de la cámara (aproximadamente 14 mm) paralas líneas de entrada de CO 2 y salida de aire, ligeramente más grandes que la parte más ancha del accesorio utilizada en el paso 2.1.3.
    2. Modifica un conector de mamparo cortando la espiga de manguera por el lado roscado (Figura 6). Coloca una arandela de metal y goma y envuelve las roscas con cinta de fontanero.
    3. Atornille un conector roscado de 3 cm y 8 mm de diámetro interior al extremo del acople modificado del mamparo para extenderlo a través de la pared de la cámara y el aislamiento (Figura 6).
    4. Sella los accesorios modificados del mamparo en su lugar con arandelas a cada lado y aplica una capa adicional de sellador de silicona. Atornilla bien para conseguir un sellado hermético.
  2. Conecta tubos, solenoides, filtro y bomba de aire usando tubos flexibles de calidad acuario (diámetro diametral de 4,8 mm, diámetro diametral de 6,35 mm) (Figura 7).
    1. Para la línea de entrada de CO2 , conecta los componentes con la tubería de la siguiente manera: Caudalímetro -> válvula solenoide de CO2 -> conector en T -> conector en T -> lado exterior del mamparo de entrada de CO2 . Conecta el primer conector en T a la salida de la bomba. Conecte el segundo conector en T a un solenoide de ventilación (Figura 5).
    2. Conecta el lado exterior del conector de salida de aire de la siguiente manera: salida de aire -> conector en T -filtro de aire en línea >> entrada de la bomba de aire. Conecta otro solenoide de ventilación a este conector en T (Figura 5).
    3. Dentro de la cámara, conecta un tubo de ~15 cm al lado de entrada de CO2 , y un tubo de ~30 cm al lado de salida de aire.
    4. Sella las conexiones con sellador de silicona.
  3. Instala conexiones de bloqueo de luer. (Figura 7)
    1. Fija conexiones de bloqueo de leur-lock con púas en las uniones de los tubos clave para facilitar el ajuste y el reemplazo de componentes.
    2. Sella cada conexión de púas de manguera con silicona para reducir las fugas.
      NOTA: Los solenoides suelen desgastarse tras varios meses. Los accesorios Luer-lock permiten un reemplazo fácil y eliminan la necesidad de acortar el tubo durante el reemplazo. Por lo tanto, se recomienda encarecidamente añadir estos accesorios en las uniones solenoides.
  4. Conecta la fuente deCO2 y los reguladores.
    NOTA: Utilice tubos de polietileno de 6,4 mm (1/4 de pulgada) entre los reguladores del tanque y el caudalímetro.
    1. Con una llave inglesa, conecta el regulador primario al tanque de CO2 (ajusta el regulador a 10 psi), luego conecta de la siguiente manera: regulador primario ->conector roscado push-to-fit -> tubo de polietileno -> conector push-to-fit (opcional) (para múltiples cámaras) -tubo de polietileno > -conector push-to-fit >roscado -> regulador reductor (ajustado a 1–3 psi) -> conector push-to-fit roscado -tubo de polietileno > -caudalímetro > (Figura 8).
      NOTA: Se pueden operar múltiples cámaras desde un solo depósito deCO2 de 22 kg (50 lb) utilizando conectores en T opcionales push-to-fit entre reguladores reductores de cada cámara (Figura 8).
  5. Conecta los solenoides a los relés controlados por el SBC.
    1. Conecta el solenoidede entrada de CO 2 (+) al terminal positivo de una fuente de alimentación de 5 V, y el cable del solenoide (-) al terminal 3 del relé de CO2 . Conecta el terminal 4 del relé CO2 al cable de tierra de la fuente de alimentación. Conecta los terminales de relé CO2 1 y 2 a GPIO 12 y a una toma de tierra en el SBC, respectivamente.
    2. Conecta ambos solenoides de ventilación de forma similar: cada solenoide (+) conduce a la fuente de alimentación de 5 V (+) y cada uno (-) a la terminal 3 del relé de ventilación. Conecta el terminal 4 de ese relé a la toma de tierra de la fuente de alimentación, y los terminales 1 y 2 del relé de ventilación a GPIO 17 y a tierra en el SBC.
    3. Etiqueta cada relé (por ejemplo, "CO2 input", "Ventilación") para ayudar en la resolución de problemas.
      NOTA: Los solenoides pueden compartir una única fuente de alimentación de 5 V si están cableados en paralelo. Ajusta el código de control si usas diferentes pines GPIO.

3. Construir las luces de cultivo

  1. Selecciona tiras compactas de diodos emisores de luz (LED) protegidas con un recubrimiento de silicona, ofreciendo un espectro de luz adecuado para el crecimiento de plantas y baja producción de calor.
    NOTA: Las luces de cultivo personalizadas que usamos entregan hasta 550 μmol·m-2·s-1 de radiación fotosintéticamente activa (PAR) a la altura de la superficie de las cajas de cultivo hidropónicas (la altura más baja alcanzada por las plántulas germinantes). Las luces consisten en tiras LED COB de 24V con diodos alternados de 2700K y 6500K.
  2. Prepara tiras LED.
    1. Corta seis tiras de LED (aproximadamente 25 cm) en las uniones indicadas por el fabricante.
    2. Usa una cuchilla de afeitar para eliminar el recubrimiento de silicona de las almohadillas de cobre en cada extremo de cada tira (Figura 9).
      PRECAUCIÓN: Ten cuidado para evitar lesiones personales o daños en la tira LED. Trabaja en una tabla de cortar.
    3. Aplica una pequeña cantidad de soldadura a cada almohadilla de cobre, conectando las tiras de luz en serie usando piezas de 3,5 cm de cable trenzado de 22 G (+ a + y tierra a tierra) (Figura 9).
    4. Suelda dos piezas de cable de 20–30 cm a un extremo de la matriz en cada almohadilla de cobre para conectarlas a la fuente de alimentación.
      PRECAUCIÓN: Utilice protección ocular adecuada y suelde bajo una campana extractora o en un lugar bien ventilado. Trabaja en una alfombrilla resistente al calor.
  3. Monta las luces.
    1. Coloca la matriz LED en la parte inferior de la estantería superior dentro de la cámara para una iluminación uniforme en toda la zona de crecimiento (Figura 10).
    2. Despega el adhesivo de las luces y presiona firmemente las tiras en su lugar (Figura 10).
    3. Recubre las almohadillas y cables expuestos con silicona de grado eléctrico para evitar la corrosión y las descargas eléctricas.
    4. Una vez seca la silicona, coloca la balda ligera en el soporte superior incorporado de la recámara.
  4. Conecte las tiras LED a los sistemas de alimentación y control (Figura 2).
    1. Pasar dos cables adicionales de 22-G por uno de los prensaestopas. Córtalas lo suficiente para conectar las luces a la fuente de alimentación y al relé. Conéctalas a los cables largos de una de las tiras LED con un conector tipo barril o un conector rápido eléctrico.
    2. Conecte la matriz de LEDs (+) al terminal positivo de la fuente de alimentación de 24 V, el LED (-) al terminal 2 del relé de luz y el terminal 1 del relé de luz al terminal negativo de la fuente de alimentación (Figura 2).
    3. Conecta el terminal 3 del relé de luz al GPIO 21 del SBC y el terminal 4 del relé a un pin GND en el SBC (Figura 11).
  5. Asegura los cables largos de la luz con clips adhesivos a la pared de la cámara para evitar la tensión en las uniones soldadas.
  6. Verifica que la intensidad de luz sea la deseada en la superficie de la planta usando un medidor PAR. Mide en 4–5 ubicaciones a la altura de las cajas del sistema de cultivo hidropónico.

4. Instalación de software para el control de recámara y el sistema de alarma en un SBC

  1. Descarga el código de control de la cámara (Control_chamber_JoVE.py, Archivo Suplementario 1) y guárdalo en una carpeta designada en el SBC (por ejemplo, /home/pi/chamber/ ). Consulta https://www.raspberrypi.org/ para más detalles sobre la configuración inicial del SBC y cómo navegar por su sistema operativo.
  2. Instala las librerías necesarias que aparecen al principio del script de Control_chamber_JoVE.py (serie, datatime, csv, placa, etc.) y las librerías de cada sensor. Consulta https://projects.raspberrypi.org/en/projects/generic-python-installing-with-pip para más detalles sobre cómo instalar librerías en el SBC.
  3. Abrir Control_Chamber.py en Thonny (o un IDE similar en Python) para configurar parámetros de sensores y relés. Actualiza las asignaciones de pines en la sección superior del script de Control_chamber_JoVE.py para que coincidan con el cableado de las conexiones de temperatura/humedad, presión y relé de CO2 establecidas en las Secciones 1 y 2 (si se cablea como se sugiere, no se necesitan cambios). Consulta https://thonny.org/ para más detalles sobre cómo usar Thonny.
  4. Define el punto de ajuste mínimo de nivel CO2 y establece parámetros para los umbrales de fotoperiodo, temperatura y alarma dentro del bloque de configuración en la parte superior del script de Control_chamber_JoVE.py. Guarda el archivo.
    NOTA: Todos los puntos de ajuste pueden modificarse editando el bloque de configuración sin necesidad de reinstalar el software.
  5. Configura el sistema de alarma por correo electrónico.
    1. Crea una cuenta de correo electrónico dedicada (por ejemplo, MyPiAlarm@gmail.com) para alertas automáticas.
    2. Introduce las credenciales y direcciones del destinatario en las secciones "Alarma de CO2" y "Alarma de temperatura" del guion de Control_Chamber.py y guarda.
      PRECAUCIÓN: No utilices una dirección de correo electrónico personal o profesional para enviar mensajes. Utiliza una cuenta dedicada para proteger las credenciales de seguridad y utiliza una contraseña específica para cada app.
  6. Operación de cámara de ensayo.
    1. Haz clic en el icono Ejecutar en Thonny para ejecutar el código.
    2. Confirma que los sensores reportan lecturas válidas y que los relés cambien correctamente cuando cambian los niveles de CO2 .
    3. Simula condiciones deCO2 y temperatura bajas y altas cambiando el caudal y la configuración de la cámara. Asegúrate de que se produzcan inyecciones y ventilaciones automáticas y que se activen las alarmas de correo electrónico.
    4. Si las lecturas deCO2 fluctúan, comprueba si hay fugas alrededor de prensaestopas o conexiones de mamparo y vuelve a sellar con sellador de silicona según sea necesario.
  7. Habilitar la monitorización remota
    NOTA: Aunque el SBC puede funcionar "sin cabeza", conectar un monitor por HDMI simplifica la resolución de problemas.
    1. Instala el Visor RealVNC o una aplicación similar de escritorio remoto en un dispositivo conectado a la misma red que el SBC. Consulta https://www.realvnc.com/en/connect/download/viewer/raspberrypi/ para las instrucciones sobre cómo instalar RealVNC.
    2. Activa el VNC Server en el SBC y confirma la conectividad. Consulta https://help.realvnc.com/hc/en-us/articles/360002249917-RealVNC-Connect-and-Raspberry-Pi#setting-up-your-raspberry-pi-0-0 instrucciones para habilitar VNC Server.
    3. Usa la interfaz remota para monitorizar el estado, ajustar la configuración o reiniciar el programa.

5. Construcción de un sistema pasivo de mecha hidropónica (Figura 12)

NOTA: Cada sistema pasivo de absorción hidropónica utiliza una caja estéril de punta de pipeta de 1.000 μL con un inserto extraíble equipado con una mecha de fieltro con flecos, que extrae la solución nutritiva desde el depósito inferior hasta las semillas.

  1. Prepara la caja de alojamiento.
    1. Selecciona una caja vacía de punta de pipeta de 1.000 μL con inserto extraíble.
    2. Usando una herramienta Dremel, una sierra rotativa o una taladro y sierra de recorte cortado, corta una abertura rectangular ~ 11 cm por 7 cm en la tapa superior.
  2. Corta y prepara la mecha de fieltro.
    1. Corta fieltro de bambú en tiras de 34 cm y 7,5 cm. Tres insertos para portapuntas pueden servir como plantilla.
    2. Corta ocho flecos espaciados uniformemente de 14 cm a lo largo de cada borde largo de la tira de fieltro.
    3. Enhebra cada fleco por la fila de agujeros en los extremos cortos del inserto del portapunta usando un par de pinzas para que los flecos cuelguen hacia abajo y el centro sin cortar permanezca plano en la parte superior.
    4. Asegúrate de que las franjas lleguen al depósito inferior cuando el inserto esté en la caja. Guarda las cajas secas hasta que se usen.

6. Preparación de materiales para el experimento de los microgreens

  1. Desinfecta la cámara limpiando todas las superficies no electrónicas (paredes, techo, puertas, etc.) con desinfectante SA-20 (7,8 mL/L de agua). Deja que la cámara se seque al aire durante la noche con la puerta abierta.
    NOTA: Este paso es crucial para reducir el riesgo de patógenos que crecen en ambientes húmedos.
  2. Preparar medios basales de sal Murashige y Skoog (MS) 0,25x sin agar. Disuelva 4,3 g de sales de MS y 1 g de ácido 2-(N-morfolino)etanolsulfónico (MES) en 1 L de agua desionizada (DI) y ajuste el pH a 5,7 con una solución de 1M KOH. Diluye a 4 L. Dispensa 700 mL de alicuotas (suficientes para una caja hidropónica) en botellas de 1-L.
  3. Llena botellas autoclavables con agua destilada o desionizada para la esterilización y enjuague de semillas.
  4. Autoclave tanto el medio MS como el agua usando un ciclo líquido durante 30 minutos.
  5. Envuelva cajas hidropónicas, herramientas y recipientes en papel de aluminio. Autoclave en un ciclo seco con un tiempo de secado de 30 minutos, y mantener los materiales envueltos hasta colocarlos en una campana de flujo laminar.
    NOTA: Los pasos 6.6–6.8 deben realizarse en una campana de flujo laminar para evitar la contaminación.
  6. Esterilizar semillas
    NOTA: Este protocolo deberá adaptarse según la especie de planta. A continuación se describe un protocolo que funciona para semillas de rábano y amaranto.
    PRECAUCIÓN: Usa guantes, protección ocular y bata de laboratorio mientras trabajas con solución de lejía.
    1. En una campana de flujo laminar, añade semillas a una solución de lejía al 2% que contenga 0,05% de Triton X-100.
    2. Sacude suavemente durante 5 minutos a temperatura ambiente.
    3. Decanta la solución de lejía y enjuágala tres veces con agua estéril.
    4. Después de enjuagar, remojas las semillas durante la noche en agua estéril para favorecer una germinación uniforme.
      NOTA: Para este estudio, 8 mL de lejía al 7,5%, 22 mL de DIH2O y 15 μL de tensioactivo Triton X-100 en un tubo centrífuga de 50 mL fueron suficientes para esterilizar cuatro cajas de microgreens de rábano o amaranto.
  7. Llena cajas hidropónicas y planta semillas en una campana laminar.
    1. Llena cada caja hidropónica con medio estéril de 0,25 MS hasta que la superficie del fieltro quede cubierta con uno o dos milímetros de líquido (~650 mL). Verifica que no haya espacio de aire entre el fieltro y el líquido; Los huecos reducirán el establecimiento de plántulas.
    2. Con pinzas estériles, planta hasta 60 amaranto o 30 semillas de rábano por caja. Presiona las semillas suavemente contra el fieltro con pinzas, asegurándote de que estén centradas sobre los orificios de la punta del inserto.
    3. Cubre cada caja plantada con film transparente o tapas estériles para mantener la humedad durante la germinación. Una vez cubiertas, las cajas pueden retirarse de la capucha estéril.

7. Realizar el experimento de los microgreens

NOTA: Operar al menos dos cámaras simultáneamente, una bajo exCO2 y otra bajo condiciones ambientales como control. Alterna los tratamientos entre cámaras entre réplicas para minimizar el sesgo de cámara. Asigna aleatoriamente (usando un lanzamiento de moneda o un generador de números aleatorios) un tratamiento a cada cámara. Para el siguiente experimento, intercambia los tratamientos a diferentes cámaras.

  1. Ajusta el regulador primario de CO2 a aproximadamente 10 psi y el(los) regulador(es) secundario(s) "reductor(es) a 1–3 psi. Abre lentamente la válvula principal del depósito deCO2 .
    PRECAUCIÓN: Presiones de aire superiores a 5 psi dañarán los solenoides. No ajustes el regulador de "bajada" por encima de 4 psi.
  2. Arranca la recámara y verifica el funcionamiento.
    1. Enciende las cámaras incubadoras de mesa y ajusta la temperatura interna a 23 °C o la temperatura deseada.
    2. Verifica que el ventilador interno funcione y esté libre para asegurar la circulación del aire. Asegúrate de que cada unidad de cámara se equilibre a menos de 2 °C de la temperatura establecida antes de plantar.
  3. Abre Control_chamber_JoVE.py código en Thonny, confirma la configuración de CO2 y luz (sección 4.7), y luego ejecuta el programa. Comprueba que los solenoides, sensores y luces respondan correctamente. Guarda el archivo y ejecuta el programa de control pulsando el icono Ejecutar .
  4. Carga y germina las cajas plantadas.
    1. Una vez que el entorno sea estable, coloca las cajas hidropónicas cubiertas dentro de cada cámara. Cierra la puerta y confirma que las concentraciones deCO2 vuelven a los puntos de ajuste en un plazo de 3–5 minutos.
    2. Deja que las semillas germinen con las cubiertas de humedad en su lugar durante 3–4 días hasta que sea visible la emergencia del cotilédon, y luego retira las cubiertas de humedad una vez que la mayoría de las raíces de las plántulas hayan penetrado el sustrato de fieltro.
      NOTA: Si se utilizan especies distintas de rábano o amaranto, ajusta la duración de la germinación según sea necesario para asegurar una penetración constante de las raíces en la superficie del fieltro antes de descubrirla.
  5. Mantener y monitorizar las condiciones de la cámara.
    1. Mantén las cámaras cerradas durante todo el experimento para mantener niveles estables deCO2 .
    2. Cubre los paneles de las puertas con papel de aluminio o película opaca para evitar interferencias de la luz. Abre el papel de aluminio a diario para comprobar el estado de la planta y vuelve a pegar la tapa con cinta.
    3. Monitoriza las lecturas una a tres veces al día usando RealVNC o localmente mediante una pantalla HDMI.
    4. Responde rápidamente a cualquier alerta por correo electrónico y registra anomalías o intervenciones manuales.
      PRECAUCIÓN: Las temperaturas ambientales por debajo del punto de ajuste de la cámara pueden causar condensación en la tubería. Si se produce condensación, séquense y vuelvan a sellar las líneas y accesorios antes de reiniciar para evitar obstrucciones al flujo de aire. Cierra la válvula del depósito deCO2 antes de abrir las líneas.
  6. Cosecha plantas y recoge datos.
    1. Al final del ciclo de crecimiento, abrir la cámara y retirar y procesar las plantas según sea necesario para fines experimentales (por ejemplo, biomasa, clorofila o análisis de nutrientes).
    2. Detiene el script de control y apaga la incubadora de mesa y las luces.
    3. Renombra chamber_data.csv, el archivo de datos ambientales (por ejemplo, Date_Species_3000vs400ppm.csv) y cópialo a una memoria USB.
      PRECAUCIÓN: El programa registra los datos en el archivo chamber_data.csv del directorio principal cada minuto. Siempre renombra este archivo al guardar para evitar modificar conjuntos de datos anteriores.
    4. Documenta cualquier desviación o fallo del equipo durante la ejecución.
  7. Limpieza post-experimento.
    1. Elimina el condensado y limpia las superficies interiores no electrónicas con etanol al 70%.
    2. Deja la puerta de la cámara abierta y usa la bomba de aire hasta que la cámara y la tubería estén secas.
    3. Apaga las regleta y cierra la válvula del depósito deCO2 para evitar fugas y ahorrar gasolina.

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Resultados

Dos incubadoras de mesa fueron modificadas con éxito para mantener concentraciones programables deCO2 adecuadas para experimentos de crecimiento de microverdes. Para cada prueba experimental, una cámara se programó para mantener condiciones de "exCO2 similares a la EEI" (mínimo 3000 ppm), y la otra para condiciones de "CO ambienteinterior 2" (mínimo 400 ppm). Cultivamos microgreens de rábano y amaranto durante 10 y 14 días, respectivamente (

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Discusión

Este protocolo proporciona un método reproducible y rentable para cultivar plantas bajo concentraciones extremas deCO2 (exCO2) de aproximadamente 3.000 ppm, comparables a las encontradas en la Estación EspacialInternacional 2. El sistema modifica una incubadora de sobremesa, combinando el control ambiental basado en SBC con un sistema pasivo de crecimiento hidropónico para apoyar el crecimiento de las plantas durante hasta dos semanas sin reg...

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Divulgaciones

Ninguno de los autores tiene conflictos de interés relacionados con la obra descrita anteriormente.

Agradecimientos

Queremos agradecer a las asistentes de investigación de grado Makayla Destafino, Emily Dettmer y Ellie Saltier por su ayuda en la preparación del material, la esterilización de semillas y la medición de plantas. Gracias al personal técnico del Fitotrón de la NCSU por las herramientas, suministros y consejos. Esta investigación fue financiada por la subvención de la NASA número (80NSSC23K0344) y una beca de grado NC Space Grant otorgada a Samantha Rueckeis.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Tubería de polietileno de 1/4 de pulgadaLoweshttps://www.lowes.com/pd/EZ-
FLO-1-4-in-Diámetro-Interior-x-25
-ft-Polietileno-Tubing/1000180497
Se usa para conectar reguladores de CO2 para reducir reguladores de bajada.
Ácido 2-(N-morfolino)etanolsulfónico (MES)Fisher ScientificBP300-100Agente tampón en la solución de fertilizante.
Fuente de alimentación de 24 V para luces Buenas intencionesLPV-35-24Usa la fuente de alimentación para las luces según las especificaciones de la luz.
Cilindro graduado de 25 mLCole ParmerUX-34502-70Para medir líquidos para la solución de esterilización de semillas.
Cilindro graduado de vidrio de 250 mL - autoclave para esterilizarFisher Scientifichttps://www.fishersci.com/shop/
productos/cilindros de pyrex-single
-white-enamel-metric-graduatio
NS-18/085524D
Para medir medios de MS al cargar cajas hidropónicas. La marca no importa.  
Sellador de silicio de grado eléctrico 388American Sealants, Inchttps://meridianadhesives.
com/products/asi-388/
Se usan para aislar luces y sellar la cámara. Otras marcas están bien, pero asegúrate de que sea de grado eléctrico si se usa en luces. El de calidad no eléctrica está bien para usar en el resto de la cámara.
70% etanolAvantor71002-508Se usa para desinfectar campanas y cámaras de crecimiento.
Bomba de diafragma 8K - versión 110 V/60 HzBoxer8KSe utiliza para circular el aire entre la cámara, la entrada de CO2 y el sistema de ventilación. 120 dólares en el momento de la compra.
Cable de corriente alterna para  BombaGE https://www.homedepot.com
/p/GE-8-pie-Cable-Replacement
-Set-con-Enchufe-Polarizado-en-
1-Extremo-Negro-54435/203735885
La marca y la empresa no importan
Sensor de presión resistente al agua Adafruit LPS35HWAdafruitProducto #:4258Se usa para medir la presión del aire.
Sensores de temperatura y humedad de precisión Adafruit Sensirion SHT40AdafruitProducto #:4885Se usa para medir temperatura y humedad.
Llaves ajustablesAce Hardwarehttps://www.acehardware.com
/departamentos/herramientas/herramientas manuales/
llaves inglesas/2299329
Usado para acoplar reguladores
Papel de aluminioCostcohttps://www.costco.com/p/-/
kirkland-signature-reynolds-
foodservice-foil-12-in-x-100
0-ft/100116721?langId=-1
Para cubrir contenedores durante el autoclave.
Tubo de acuario - diámetro exterior de 1/4", diámetro interior de 3/16"Amazonhttps://www.amazon.com/dp/B0DLNH81LJ/Uso para transportar CO a la cámara
Conectores de tubos de acuario variados - polipropilenoAmazonhttps://www.amazon.com/AQU
ANEAT-Aquarium-Airline-Conn
ector-Plastic/dp/B08LMZ86QC/
Se usaba para dividir y conectar tubos de acuario
Tornillos de máquina variadosAmazonhttps://www.amazon.com/AETTL-
Assortment-Stainless-Assorted-
Phillips/dp/B0B428NP2L/ref=sr_
1_2_sspa?crid=FQ8XLSW2WZE6
& keywords=assorted%2Bmetric%
2Bbolts%2Band%2Bnuts& qid=16
92727621& s=industrial& sprefix=
assorted%2Bmetri%2Cindustria
l%2C159& sr=1-2-spons&; sp_cs
d=d2lkZ2V0TmFtZT1zcF9hdGY& th=1
Se usan para fijar componentes a un tablero de clavos.
Batería de respaldo con salida USBSistemas FotovoltaicosV25Se utiliza para alimentar pi's y mantener la energía durante cortes breves.   Cualquier batería USB que permita carga pasante funcionará.
Rollo de manta de crecimiento de fieltro de bambú (10" x 100 pies)VegBedhttps://www.vegbed.com/products
/Rollo de bambú vegetal-microgreens-10 pulgadas x 100 pies
Se usa para la mecha de la caja de cultivo.
Conectores de jack de barril: pack de 10Amazonhttps://www.amazon.com/dp/B079RBL339/Se utiliza para conectar componentes eléctricos a la corriente.  La marca exacta no importa.
Vaso de precipitados - 2 LFisherCLS10002LUsado para crear medios. Necesitarás dos para hacer 4 L en total.
Incubadora Mini Benchmark Scientific H2200-HC MyTempBenchmark ScientificH2200-HCCámara modificada para este protocolo. Asegúrate de conseguir la versión con control de calor y refrigeración. 850 dólares en el momento de la compra.
Lejía - 7,5% Chloroxhttps://www.clorox.com/
Productos/Clorox-Performance
-Lejía con cloromax/
Se usa para esterilizar semillas. La marca no importa, pero compra una versión sin perfumes ni agentes de vertido.
Montaje de mamparo - 3/16 de pulgadaANPTGHThttps://www.amazon.com/AN
PTGHT-Thru-Bulk-Bulk-Bulkhead-F
ittings-Aquarium/dp/B08SCDC28R/
Se usa para pasar tubería a través de la cámara
Bandeja de cafeteríaAmazonhttps://www.amazon.com/Carlisl
e-CT121605-Caf%C3%A9-Stan
dard-Cafeteria/dp/B008BLINFE/
Se colocó una bandeja bajo cada cámara para recoger la condensación que se filtraba al abrirla. La marca exacta no importa. Solo necesita ser más grande que la huella de la cámara, pero no obstruir la puerta.
Tubo centrífugo - 50 mL, estérilFisher Scientific339653Solía contener semillas durante y después de la esterilización.
Alarma CO2 (opcional)Amazonhttps://www.amazon.com/
DP/B09MRX4F12/
Opcional, pero recomendado para detectar fugas externas en el sistema CO2.   Previene niveles inseguros de CO2 en la sala de la cámara.
CO2 Regulador   - baja presiónAmazonhttps://www.amazon.com/gp/
¡aw/d/B01BPQDG62
La marca exacta no importa. Pero debería poder reducir la presión entre 1 y 4 psi.  
Depósito <>sub2 - 50 lbAirGashttps://www.airgas.com/product/
Gases/Dióxido de carbono/p/CD%2050S
Probablemente se podría usar un acuario más pequeño que este. Solo que tendría que reemplazarse más a menudo.
Crimper Grainger806FA9Para conectar conectores de crimp a cables
Manómetro digital (opcional)Amazonhttps://www.amazon.com/Pressure
-Protector-conector-Uharbour-0-
200psi/dp/B0783PYQ27
Para leer el ajuste de presión del regulador de baja presión de bajada. Requiere pila AAA. Alternativamente, puedes usar un manómetro analógico sin alimentación.
Pinzas de disección - autoclave para esterilizarFisher Scientific13-812-39Para manipular semillas esterilizadas. La marca no importa.
Tiras adhesivas de doble bloqueo3MSJ3560Se usan para fijar sensores al lateral de la recámara.
Vacío 1000 y micro; Cajas de punta de pipeta en LGenesee24-160RUsa un dremel para eliminar la mayor parte del rectángulo superior de la tapa.  La marca no importa, pero algunas pueden contener más líquido que otras.   Las cajas Genesee más nuevas contienen menos líquido que las antiguas.  
Conectores de crimpado de terminal de horquilla - 22-16 AWGAmazonhttps://www.amazon.com/Baomain
-Terminal-aislado-22-18-Gauge/
dp/B01B17DL0G/
Se usa para conectar cables a relés. La marca exacta no importa.
Botella de cristal - 1 LMillipore SigmaCLS13951L-1EAAntes contenía alicuotas de medios estériles de MS 0,25x.
Regulador del tanque de CO2 Harris & nbsp;Grainger5KZ48Ajustado a 10 psi.  Ten en cuenta que este regulador es independiente del segundo regulador de "baja de grado".  
Cable HDMI a cable micro HDMI (opcional)Amazonhttps://www.amazon.com/KELink-
Camcorde
Aluminum-Combable-Camcordebr/ Raspberry/dp/B0C3LR54C3/
(Opcional) Para conectar el pi al monitor HDMI para ver lecturas de sensor
Pistola de calorAmazonhttps://www.amazon.com/MAXXH
EAT-Empaja-Envolvimiento-Envolvimiento Portátil
-MF300L/dp/B09P66LLMW/
Para fundir, termifica el termoretráctil en el lugar para aislar los cables. La marca no importa.
TermoretráctilAmazonhttps://www.amazon.com/560PCS-
Tubo termoretráctil-Eventronic/dp/
B072PCQ2LW/ref=sr_1_4?crid=21
4VBYLN60TGD& palabras clave=calor+
encogiendo+tubos& qid=1685586705& s
prefijo=heat+sh%2Caps%2C143&; sr=8-4
Necesitaba aislar cables. La marca exacta no importa. Recomendamos comprar un paquete variado de diferentes diámetros.
Filtro en línea para proteger la bombaGrainger794F21Monta aguas arriba de la bomba de diafragma para protegerla de residuos y condensación
Cables puentesAmazonhttps://www.amazon.com/Elegoo-
EL-CP-004-Multicolored-Breadbo
ard-arduino/dp/B01EV70C78/ref=
sr_1_1?keywords=raspberry+pi+j
umper+wires& qid=1685586340& sr=8-1
Necesitaba conectar elementos a pi.  La marca exacta no importa.
K30 FR CO2 SensorSensair030-8-0010Se usa para detectar niveles de CO2 en la cámara. 60 dólares en el momento de la compra.
Cinta de laboratorioMillipore SigmaBAF134620300Para etiquetar recipientes y adherir el papel de aluminio a la puerta de la cámara
Tira LED - COB, 24 VLEDs súper brillanteshttps://www.superbrightleds.com
/tiras y barras LED/serie cob-l
luces ed-strip-and-tape-lights/5m-tuna
ble-white-cob-led-strip-light-cob
-serie-led-tape-light-2700k-6500
k-ip20-24v
Úsalo para luces de cultivo personalizadas. Otros tipos de tiras LED blancas probablemente funcionarían bien, pero usa un medidor PAR para ajustar la densidad de las tiras y conseguir la intensidad de luz deseada.
Luer Lock a conexiones de púas de manguera 3/16 - polipropileno - hembraAmazonhttps://www.amazon.com/Femal
e-Luer-Lock-4-8mm-Manguera/dp/B08GQDBY46/
Se usa para unir piezas que se reemplazan con frecuencia a tubos.
Bloqueo Luer a conexiones de púas de manguera 3/16 - polipropileno - macho y nbsp;Amazonhttps://www.amazon.com
/Adaptador de Jeringa-Male-Lue
Kit de Conector-Conector de Pulgada de Luer/d
p/B0C1FV8NGL/
Se usa para unir piezas que se reemplazan con frecuencia a tubos.
Barra de agitación magnética (opcional)Millipore SigmaZ282456Se usa con placa de agitación para mezclar medios MS. Alternativamente, puedes usar una cuchara.
Placa magnética de agitación (opcional)FisherS194615Se usa para disolver sales en medios. También puedes usar una cuchara.
Sales MSCajónMSP01Se usa como solución hidropónica. Diluir a 0,25 x.   
Plicadores de punta finaGrainger2078216Se usaba para sujetar cables al soldar
Guantes de nitriloGeneseehttps://www.geneseesci.com/
producto/x-gen-nitrile-gloves-
sin polvo/
Para proteger las manos al trabajar con lejía y para una técnica estéril. La marca no importa.
Caudalímetro de O2JIAWANSHUNhttps://www.amazon.com/JIAW
ANSHUN-0-1-1-5LPM-Caudalímetro
-Conector-conector/dp/B01N0UWZ2T
Se usa para controlar el flujo de CO2 hacia la cámara.
Pipettor - 20 y micro; L y consejosMillipore SigmaEP3124000040-1EAPara medir TritonX para la esterilización de semillas. La marca no importa.
Film transparente de plásticoCostcohttps://www.costco.com/p/-/kirkl
y-signature-stretch-tite-plasti
c-food-wrap-12-in-x3000-ft/100300513
Se utiliza para cubrir las cajas mientras germinan las semillas para aumentar la humedad y mejorar el establecimiento de las plantas.
Tablero de plástico (19"D x 5"An x 12"H)Amazonhttps://www.amazon.com/SWAN
LAKE-Plástico-Paneles-Pegboards
-Garaje/dp/B0BGS3C41N/
Los componentes, cables y tubos se fijaron a tableros perforados para facilitar el movimiento y la organización. La marca exacta no importa.
Fuente de alimentación con conector de jack de barril: 5V 2AAmazonhttps://www.amazon.com/Acloro
l-100-240V-Universal-Converter
-Transformador/dp/B099RBBTWY
/ref=sr_1_4?crid=XKSME1C2
86OE& keywords=5v%2Bpower
%2Bsupply& qid=1683217539&
s=hi& sprefix=5v%2Bpower%2
Bsupply%2Ctools%2C93& sr=
1-4& th=1
Se usan para alimentar solenoides. La marca exacta no importa.
Báscula digital de precisiónFisherFB30786159Se usa para medir sales de esclerosis múltiple y MES.
Push-to-connect de 1/4 de pulgada a 1/4 de pulgada NPTAmazonhttps://www.amazon.com/CE
KER-Connect-Fittings-Pneu
matic-Connectors/dp/B07XBHYP3B/
Se usa para conectar tubos de 1/4 de pulgada al regulador del tanque
Codo de empuje para conectar a un NPT de 3/8 de pulgadaAmazonhttps://www.amazon.com/Q
olekog-Pneumatic-Connec
t-PL-3-8-N2/dp/B0B59JXMRW/
Se usa para conectar tubos de 1/4 de pulgada al regulador de bajada (alternativamente podría usar un conector recto, dependiendo de la configuración de tu configuración)
Conector en T push-to-connect - 1/4 de pulgadaAmazonhttps://www.amazon.com
/dp/B07TV3JS9Q/
(opcional) uso si se divide la línea de 1/4 de pulgada del tanque CO2 entre dos cámaras.
Conectores rápidos para cable grandeXHFB086J49D1JOpcional, pero útil para empalmar cables temporalmente.
Kit de inicio Raspberry Pi 4 2 GB - 32 GBCanakitPI4-2GB-STR32F-C4-BLKControla sensores y relés. 110 dólares en el momento de la compra del equipo.
Raspberry Pi OSBase de Base Raspberry Pihttps://www.raspberrypi.
com/software/
Sistema operativo para pi.
Visor RealVNCRealVNChttps://www.realvnc.com/en/
conectar/descargar/visualizar/raspberrypi/
Se usa para monitorizar remotamente las lecturas de la PI.
Semillas de amaranto de granate rojoLas semillas heredadas de Maryhttps://www.marysheirloomseeds
.com/productos/granate-amaranto rojo
Asegúrate de que las semillas sean de un lote reciente.
Semillas de rábano Red King F1Las semillas de Johnnyhttps://www.johnnyseeds.com/
verduras/rábanos/daikon-ko
rábanos rean/red-king-2-f1-ra
dish-seed-4173.html
Asegúrate de que las semillas sean de un lote reciente.
Relevos uxcellASH-10 DDControla los solenoides y la fuente de alimentación de la luz.
Desinfectante SA-20Agricultura del Sur#10501Limpiador fungicida para cámara de crecimiento. Evita rociar las piezas electrónicas.
Gafas de seguridadFisher Scientific19-130-2089Recomendado para protección ocular. La marca no importa.
Destornillador - múltiples piezasGrainger6XW12Se usan para desmontar cámaras y atornillar piezas durante la construcción.
Alfombra de siliconaAmazonhttps://www.amazon.com/K
aisi-Aisi-Aislamiento-Soldadura-Ma
Intenance-Electrónica/dp/B073RFB6BX/
(Opcional, pero recomendado) Para proteger las superficies de trabajo del calor al soldar
Monitor pequeño con conexión HDMI (opcional)Amazonhttps://www.amazon.com/LON
CEVON-7-Raspberry-1024X6
00-Altavoces-Auriculares/dp/B06XQJVXHL/
Opcional, pero a veces útil para configurar o monitorizar una Pi. Recomendamos usar un monitor HDMI de ordenador existente que quizá ya tengas, pero proporciona un enlace para una opción económica si la necesitas.
Juego pequeño de destornilladoresAmazonhttps://www.amazon.com/Screw
driver-FIXITOK-Screwdrivers-Pe
ntalobe-Different/dp/B093372MGD/
Usado para desenvainar tornillos pequeños
Conectores de socket para Raspberry Pi PicoAdafruitProducto #:5583Opcional para usar en lugar de cables puente.
Soldadura - sin plomo, núcleo de resinaAmazonhttps://www.amazon.com/Dia0
-032in-0-11lb-Precision-Electr
onics-Soldadura/dp/B07Q167J
98/ref=sr_1_5?crid=17RNDW
GBX6X5O& palabras clave=lead+f
ree+soldadura& qid=1692729157
& sprefix=lead+free+solder%
2Caps%2C160& sr=8-5
Había que conectar cables a las luces. Cualquier soldadura con núcleo de resina sin plomo sirve para esto.
SoldadorAmazonhttps://www.amazon.com/Wel
ler-120V-Soldering-Iron-Halo/
dp/B0962SX47X/ref=sr_1_4?c
rid=NE9BVDKLETUL& keyw
ords=weller+soldadura+hierro&; qi
d=1692727772& s=industrial& s
prefijo=weller+soldiering+hier%
2Cindustrial%2C190& sr=1-4
Había que conectar cable a las luces.
Conector de tubería de acero inoxidable - 20 mm de diámetro exterior, diámetro interior de 16 mm, 2,5 cm de largo (rosca hembra NPT de 3/8 de pulgada x 3/8 de pulgada)Amazonhttps://www.amazon.com/
GP/AW/D/B08SCL8VRS
Se utiliza para extender prensaestopas a través del aislamiento de cajas
Conector de tubería de acero inoxidable - 8 mm de diámetro interior / 12 mm de diámetro exterior, 3 cm de largo (rosca hembra M8 en ambos lados)Amazonhttps://www.amazon.com/
GP/AW/D/B09ZS17WYB
Se utiliza para extender la conexión de mamparo a través del aislamiento de cajas
Cable STEMMA QT / Qwiic JST SH de 4 pines - 50 mm de largoAdafruitProducto #: 4399Se usan para conectar sensores entre sí.
Cable STEMMA QT / Qwiic JST SH de 4 pines a macho premium - 150mm de longitudAdafruitProducto #: 4209Se usa para conectar sensores a pi.
Agua estéril DIProducido in situProducido in situAutoclave DI agua en ciclo L30.
Protector contra sobretensiones/regletaAmazonhttps://www.amazon.com/GE-
Protector-Enchufe-Extensión-
14092/dp/B00DOMYL24/
Úsalo para proteger los componentes de la cámara de sobretensiones.
Cinta de fontanería de teflónAmazonhttps://www.amazon.com/
Pulgadas-Fontanería-
Fontanero-Sellado/dp/B091913Z7F/
Para sellar los hilos de los conectores
Thonny (IDE Python) - debería venir preinstalado en la piThonnyhttps://thonny.org/Se usa para editar y ejecutar software de control de recámara.
Tensioactivo TritonXFisher Scientifichttps://www.fishersci.com/
Tienda/Productos/Triton-X-100
-Termo-Científico/AAA16046AE
Mejorar el recubrimiento de las semillas con agua de lejía durante la esterilización superficial.  
Válvula solenoide miniatura Uxcell DC5V 0.22A Válvula solenoide de aire de agua de 2 víasuxcella19051000ux0811Se necesitan tres para la cámara y recomendamos tener algunos de repuesto a mano.
Paquete pasante de cable impermeable  MAKERELE‎ NPT(38)Cuadro 4A-BSe usa para crear un paso hermético para los cables que entran en la cámara. Usé prensaestopas de 3/8 de pulgada.
Alambre - trenzado, aislado con silicona, 22 GAmazonhttps://www.amazon.com/Fermerry
-Stranded-Electric-Tinned-Copper/
dp/B089CQHRDT/ref=sr_1_1?
crid=PEFEI7BQBPNB& palabras clave
=22%2Bgauge%2Bwire& qid=168
5586908& sprefix=22%2Bguage%
2Bwire%2Caps%2C144& sr=8-1&; th=1
Necesitaba conectar elementos a pi.  La marca exacta no importa.
Decapante de cablesAmazonhttps://www.amazon.com/Southwire
-Equipo-S1626STR-Desmontaje de hechas/dp/B00LQMRS7O/
Se usaba para cortar y pelar aislamiento de cables para luces y otras conexiones eléctricas
Cinchos de plásticoAmazonhttps://www.amazon.com/HAVE
-ME-TD-Cables/dp/B08TVLYB3Q/
Se usa para organizar cables y conectar tubos a solenoides. La marca exacta no importa, pero necesitas una variedad de tallas pequeñas.

Referencias

  1. De Micco, V., et al. Plant and microbial science and technology as cornerstones to Bioregenerative Life Support Systems in space. Npj Microgravity. 9, 69(2023).
  2. Georgescu, M. R., Meslem, A., Nastase, I. Accumulation and spatial distribution of CO2 in the astronaut's crew quarters on the International Space Station. Build Environ. 185, 107278(2020).
  3. Boles, H. O., et al. build and testing of hardware to safely harvest microgreens in microgravity. Gravitat Space Res. 11 (1), 1-14 (2023).
  4. Poulet, L., et al. Large-Scale crop production for the Moon and Mars: Current gaps and future perspectives. Front Astron Space Sci. 8, 733944(2022).
  5. Cooper, M., Perchonok, M., Douglas, G. L. Initial assessment of the nutritional quality of the space food system over three years of ambient storage. Npj Microgravity. 3, 17(2017).
  6. Poorter, H., Navas, M. L. Plant growth and competition at elevated CO2: On winners, losers and functional groups. New Phytol. 157 (2), 177-198 (2003).
  7. Prior, S. A., et al. A review of elevated atmospheric CO2 effects on plant growth and water relations: Implications for horticulture. Hortscience. 46 (2), 15-162 (2011).
  8. Dong, J., et al. Effects of elevated CO2 on nutritional quality of vegetables: A review. Front Plant Sci. 9, 924(2018).
  9. Burgner, S. E., et al. Growth and photosynthetic responses of Chinese cabbage (Brassica rapa L. cv. Tokyo Bekana) to continuously elevated carbon dioxide in a simulated Space Station "Veggie" crop-production environment. Life Sci Space Res. 27, 83-88 (2020).
  10. Levine, L. H., et al. Physiologic and metabolic responses of wheat seedlings to elevated and super-elevated carbon dioxide. Adv Space Res. 42 (12), 1917-1928 (2008).

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