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Tercer Milenio

Con los ojos de la ciencia

La Ofrenda de Flores: un microcosmos con una impresionante diversidad de plantas

Predominan los claveles, gladiolos y rosas, pero también se encuentran otras especies. Sus múltiples pétalos son el resultado de procesos de mutación, hibridación, poliploidización y selección por parte de los jardineros y hortofruticultores.

Jardineros trabajando en la confección del tradicional manto de flores de la Virgen en la plaza del Pilar de Zaragoza.
Jardineros trabajando en la confección del tradicional manto de flores de la Virgen en la plaza del Pilar de Zaragoza.
Guillermo Mestre

Lo primero que una investigadora botánica ve al mirar el manto creado por la Ofrenda de Flores es un microcosmos con una impresionante diversidad de plantas que pueden abarcar más de 50 familias botánicas. Las flores que predominan son claveles, gladiolos y rosas, pero también se encuentran otras especies como lirios, orquídeas, girasoles, margaritas, palmas, helechos, eucaliptos, alstroemerias, gerberas, arums, gypsophylas, phyteumas... Estas plantas, domesticadas desde hace tiempo por los jardineros y los mejoradores de vegetales ornamentales, tienen sus ancestros en nuestras clavelinas, rosas y gladiolos silvestres, y en otras especies originarias de los cinco continentes.

Una característica de muchas de estas vistosas flores son sus múltiples pétalos, resultado de procesos de mutación, hibridación, poliploidización y selección por parte de los jardineros y hortofruticultores. Esa selección, iniciada hace varios siglos, ha producido la gran variedad de cultivares actuales. Mutaciones en genes homeóticos causan la sustitución de los estambres por pétalos y la producción de flores con doble número de pétalos que han sido ampliamente utilizadas en jardinería y floristería.

Azul, rosa, amarillo, rojo

Otra característica llamativa son sus enormes diferencias cromáticas, resultado de las síntesis de diversos pigmentos. Las células de los pétalos de estas flores sintetizan, a través de diversas rutas metabólicas, antocianos, que les dan coloraciones azules, rosas, púrpuras y rojas; flavonoides, que producen tonos crema a amarillo; carotenoides, que les proporcionan colores amarillos; o la combinación de los últimos, que generan tonalidades naranjas y rojas. 

Mutaciones e interacciones génicas en esa cascada de síntesis de compuestos intermedios producen las flores albinas o blancas, carentes de pigmentos y de coloración. 

Esos pigmentos florales que sirven a las especies silvestres para atraer a sus insectos o aves polinizadores han sido seleccionados para producir flores más atractivas. En el gran crisol cromático que supone la Ofrenda de Flores, se observan múltiples tonalidades, resultado de diversas concentraciones acumuladas de pigmentos, destacando de todos los rojos el rojo, de todos los amarillos el amarillo... de cada flor particular.

Algunas flores también destacan por sus fragancias, resultado de otras rutas bioquímicas de síntesis de compuestos volátiles, cuya producción y emisión depende del momento de desarrollo de la flor y de la hora del día, reminiscencias de su papel en la atracción de polinizadores y en otras funciones de señalización química, si bien esas fragancias también se ven afectadas por los hongos y los microorganismos que viven en las plantas.

Pilar Catalán Rodríguez Catedrática del Departamento de Ciencias Agrarias y del Medio Natural de la E. Politécnica Superior de Huesca y miembro del Instituto Universitario de Investigación de Biocomputación y Física de Sistemas Complejos (BIFI) de la Universidad de Zaragoza

La estructura fractal de flores y plantas

Ha habido personas que han sido sensibles a la fascinación y belleza del mundo natural y a quienes, entre otras preguntas, les surgió una que viene de muy lejos en el tiempo humano: ¿cómo ha ido ocupando el espacio cualquier tipo de objeto natural, ya sea sólido, líquido, gaseoso o mineral, vegetal y animal, durante su desarrollo? O, lo que es lo mismo: ¿qué forma tiene en un momento determinado dicho objeto? o ¿cómo ha sido su desarrollo espacial para llegar a ella?

Durante el proceso científico seguido, se ha observado que la naturaleza presenta patrones geométricos visibles, tanto de formas como de desarrollos, que se describen mediante conceptos como simetrías, espirales, ondas, teselaciones, grietas, burbujas, manchas… Y se ha llegado a la conclusión de que dichos patrones pueden ser o bien ordenados (regulares estrictos) como un copo de nieve, o bien no aleatorios (regulares estadísticos) como la corteza de los árboles. Observemos que, tal y como manifestó Mandelbrot (1924-2010), creador de la palabra 'fractal' y autor del libro titulado 'La geometría fractal de la naturaleza': "Las nubes no son esferas, las montañas no son conos, las líneas costeras no son círculos, la corteza no es lisa ni los rayos viajan en línea recta".  La irregularidad de esas formas es una característica principal de las formas naturales. Pensemos en un pino. No hay dos iguales, pero nuestros ojos distinguen perfectamente cuando estamos viendo pinos. Eso que nuestro cerebro distingue es un patrón regular estadístico y formalmente está relacionado con los conceptos de autosimilaridad y autoafinidad fractal.

En el caso de flores encontramos ejemplos de ello en la distribución de los pétalos de la dalia, la camelia, la flor de pascua, el brócoli romanescu…

Francisco Serón Arbeloa Catedrático del Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas de la Escuela de Ingeniería y Arquitectura de la Universidad de Zaragoza

La estructura del andamiaje

Detrás de la Ofrenda de Flores también hay mucha ingeniería.

La última vez que se montó la estructura de la ofrenda de flores, en 2019, esta tenía una altura de 9,50 metros, distribuidos en seis pisos o niveles. La estructura pesaba unos 38.000 kilos y ocupaba una superficie en planta de unos 27 por casi 17 metros. El monumento, que alcanzaba una altura de 15 metros cuando se colocaba sobre él la imagen de la Virgen, debía soportar unos siete millones de flores. Para esta edición de 2021, se ha redimensionado toda la estructura, que es más pequeña –5 metros de altura– dado que solo podrán participar 20.000 oferentes.

Para sostener todo este peso, la estructura debe diseñarse con todo detalle. Debe ser ligera pero resistente a la vez, cubriendo una gran luz -los ingenieros llaman luz a la distancia entre los apoyos de una viga- y deformándose lo menos posible (todos los edificios se deforman, pero están diseñados para que esta deformación sea imperceptible).

Para este cometido se han escogido vigas subtensadas o de tipo Fink, llamadas así en honor de su inventor, el ingeniero Albert Fink, que patentó un tipo especial de puente en 1854 que dio lugar a esta tipología de vigas. También son conocidas como vigas de Le Ricolais, en honor al ingeniero francés Robert Le Ricolais (1894-1977). Lejos de ser un elemento clásico, a pesar de su antigüedad, las vigas subtensadas se siguen empleando en aplicaciones muy exigentes, como la nueva terminal 4 del aeropuerto de Madrid, Barajas.

La eficacia de las vigas subtensadas se muestra al compararlas con una viga normal: se observa una reducción del valor del momento flector de más del 10%.

Elías Cueto Prendes Catedrático del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Escuela de Ingeniería y Arquitectura (EINA) y miembro del Instituto Universitario de Investigación en Ingeniería de Aragón (I3A) de la Universidad de Zaragoza

Con la colaboración de la Unidad de Cultura Científica de la Universidad de Zaragoza

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