CICLOS BIOGEOQUIMICOS
Además de la energía, los organismos requieren para vivir el suministro de
elementos químicos que se pueden encontrar en la biósfera, pero que deben ser
reciclados constantemente, a fin de asegurar su disponibilidad. Este proceso se
denomina ciclos de la materia o ciclos biogeoquímicos.
Los seres vivos toman carbono, nitrógeno y oxígeno y los usan para vivir y
crecer. Si están sustancias solo se usaran una vez, se habrían agotado. Todos los
animales y plantas respiran, crecen y, finalmente mueren y se descomponen. La
descomposición libera las sustancias de su cuerpo a la biósfera para que se
utilicen de nuevo.
Ciclo del Carbono
Los cuerpos de todos los seres vivos se basan en el elemento carbono. Es uno de
los principales constituyentes de macromoléculas como lípidos, proteínas e
hidratos de carbono. El carbono tiene su origen en el dióxido de carbono de la
atmósfera. Las plantas verdes y algunas bacterias lo ingieren y con el fabrican
alimento.
Cuando los animales comen plantas, toman parte del carbono. El dióxido de
carbono vuelve a la atmósfera por la respiración de los seres vivos o por sus
desperdicios o por su descomposición.
Ciclo del Nitrógeno
Todos los seres vivos necesitan nitrógeno para fabricar proteínas. Intervienen
fundamentalmente en este ciclo los vegetales y las bacterias fijadoras del
nitrógeno. En ese proceso, el nitrógeno es incorporado al suelo, que será
absorbido por los organismos vivos antes de regresar de nuevo a la atmósfera.
El Nitrógeno (N), el ladrillo que construye la vida, es un componente esencial
del ADN, del ARN, y de las proteínas. Todos los organismos requieren nitrógeno
para vivir y crecer. A pesar que la mayoría del aire que respiramos es N2, la
mayoría del nitrógeno en la atmósfera no está al alcance para el uso de los
organismos. La razón reside en que debido al fuerte enlace triple entre los átomos
N en las moléculas de N2, el nitrógeno es relativamenteinerte. En realidad, para
que las plantas y los animales puedan usar nitrógeno, el gas N2 tiene primero que
ser convertido a una forma química disponible como el amonio (NH4+), el nitrato
(NO3-), o el nitrógeno orgánico ( urea - (NH3)2CO). La naturaleza inerte del
N2 significa que el nitrógeno biológico disponible es, a menudo, escaso en
los ecosistemas naturales. Esto limita el crecimiento de las plantas y la
acumulación de biomasa.
Ciclo del Oxígeno
Los seres vivos toman el oxígeno del aire. Junto con el carbono, hidrógeno y
nitrógeno lo utilizan para construir nuevas moléculas en su cuerpo.
El oxígeno vuelve a la atmósfera gracias a las plantas verdes durante la
fotosíntesis, y en forma de dióxido de carbono, durante la respiración de plantas y
animales.
Los ciclos biogeoquímicos son determinantes en la continuidad de la vida,
los elementos: carbono, nitrógeno y oxígeno son esenciales para la síntesis
de proteínas.
Ciclo del Fosforo
El fósforo es un elemento que se puede encontrar en las estructuras del ADN de
los organismos, siendo un componente esencial de los mismos. La proporción de
fósforo en la materia viva es relativamente pequeña, aunque el papel que
desempeña es vital. El fósforo es el principal factor limitante del crecimiento para
los ecosistemas, porque el ciclo del fósforo está principalmente relacionado con el
movimiento del fósforo entre los continentes y los océanos. Al contrario que en el
ciclo del nitrógeno, en el del fósforo no hay fase gaseosa en el aire.
Es componente de los ácidos nucleicos como el ADN, muchas sustancias
intermedias en la fotosíntesis y en la respiración celular están combinadas con el
fósforo, y los átomos de fósforo proporcionan la base para la formación de los
enlaces de alto contenido de energía del ATP, se encuentra también en los
huesos y los dientes de animales, incluyendo al ser humano.
Su reserva fundamental en la naturaleza es la corteza terrestre y en los
depósitos de rocas marinas. Por meteorización de las rocas o sacado por las
cenizas volcánicas, queda disponible para que lo puedan tomar las plantas. Con
facilidad es arrastrado por las aguas y llega al mar. Parte del que es arrastrado
sedimenta al fondo del mar y forma rocas que tardarán millones de años en volver
a emerger y liberar de nuevo las sales de fósforo.
Otra parte es absorbido por el plancton que, a su vez, es comido por organismos
filtradores de plancton, como algunas especies de peces. Cuando estos peces son
comidos por aves que tienen sus nidos en tierra, devuelven parte del fósforo en las
heces (guano) a tierra.
Es el principal factor limitante en los ecosistemas acuáticos y en los lugares en
los que las corrientes marinas suben del fondo, arrastrando fósforo del que se ha
ido sedimentando, el plancton prolifera en la superficie. Al haber tanto alimento se
multiplican los bancos de peces, formándose las grandes pesquerías del Gran Sol,
costas occidentales de África y América del Sur y otras.
Con los compuestos de fósforo que se recogen directamente de los grandes
depósitos acumulados en algunos lugares de la tierra se abonan los terrenos de
cultivo, a veces en cantidades desmesuradas, originándose problemas
de eutrofización.
Ciclo del Azufre
Su reserva fundamental es la corteza terrestre y es usado por los seres vivos en
pequeñas cantidades.
El azufre es un nutriente secundario requerido por plantas y animales para realizar
diversas funciones, el azufre está presente en prácticamente todas las proteínas y
de esta manera es un elemento absolutamente esencial para todos los seres
vivos.
El azufre circula a través de la biosfera de la siguiente manera, por una parte se
comprende el paso desde el suelo o bien desde el agua, si hablamos de un
sistema acuático, a las plantas, a los animales y regresa nuevamente al suelo o al
agua.
Algunos de los compuestos sulfúricos presentes en la tierra son llevados al mar
por los ríos. Este azufre es devuelto a la tierra por un mecanismo que consiste en
convertirlo en compuestos gaseosos tales como el ácido sulfhídrico (H2S) y el
dióxido de azufre (SO2). Estos penetran en la atmósfera y vuelven a tierra firme.
Generalmente son lavados por las lluvias, aunque parte del dióxido de azufre
puede ser directamente absorbido por las plantas desde la atmósfera.
Perturbaciones Ambientales
Ciclo del Azufre
La actividad industrial del hombre está provocando exceso de emisiones de gases
sulfurosos a la atmósfera y ocasionando problemas como la lluvia ácida.
El incremento en las emisiones de azufre ha causado una acidificación
considerable de la precipitación, al igual que del suelo y de los ecosistemas
acuáticos, especialmente en zonas ácido-sensibles como Escandinava y Canadá.
Esto ha provocado la alteración de otros ciclos (aluminio, metales pesados y
nutrientes) y ha causado daños severos en bosques y lagos. A escala global las
emisiones de azufre pueden influenciar el clima por el incremento de aerosoles,
que actúan sobre los núcleos de condensación de las nubes.
Ciclo del Carbono
En los últimos 420 000 años o más, el balance mundial del carbono ha sido
notablemente estable, con pequeñas modificaciones (más o menos del 20 por
ciento) en el balance neto, expresado por las existencias de carbono atmosférico,
acompañadas de fluctuaciones relativamente pequeñas (más o menos de 5ºC) de
la temperatura media mundial. Sin embargo, en el siglo XIX, se asistió al inicio
de un cambio dramático en este balance que ya hoy en día ha experimentado
un aumento del 68 por ciento del CO2 en relación con la media de los 420 000
años anteriores, un aumento cuyas tasas siguen creciendo aún. Este cambio
se ha producido por perturbaciones causadas por el hombre al ciclo mundial del
carbono. Estas perturbaciones han sido directas, mediante la introducción de
nuevo carbono al ciclo activo a través de la utilización de combustible fósil y el
cambio en la utilización de la tierra, e indirectas, que afectan a la parte bioesférica
del ciclo del carbono activo a través de otros cambios en el medio ambiente y de
perturbaciones a otros ciclos mundiales biogeoquímicos. La respuesta observada
del sistema climático mundial a este cambio en los últimos 100 años, expresada
en términos de temperatura media mundial, es modesta (más de 0,6ºC) pero ya se
detectan sus efectos.
Los cambios previstos en el clima en los próximos 100 años son más probables y
se prevé que serán mayores, y que se producirán más deprisa, que los estimados
anteriormente (como mucho +6ºC o más para 2100). Aunque los ecosistemas
terrestres (y oceánicos) dan cabida actualmente a un ~60 por ciento de las
aportaciones directas antropógenas de CO2 a la atmósfera, no es probable que los
mecanismos fisiológicos, si bien son responsables de este aumento de la
absorción, funcionen de manera eficaz en el futuro. Por tanto, a falta de fines de
mitigación, el sumidero de CO2 de la tierra disminuirá probablemente y podría
incluso convertirse en fuente en el próximo siglo, dando lugar a cambios climáticos
aún mayores.
El desarrollo sostenible de la silvicultura desempeña una función fundamental
para invertir esas tendencias. Esta función no se limita al mantenimiento o
potenciación de las existencias de carbono en los ecosistemas forestales, sino que
puede incluir una disminución de las emisiones de combustible fósil. La utilización
sostenible de productos forestales (con inclusión de la bioenergía para
desplazar la utilización de combustibles fósiles y evitar el uso de materiales
alternativos con un mayor contenido energético) puede contribuir en gran
medida a mitigar el cambio climático a largo plazo, ya que evita la introducción de
nuevo carbono en el ciclo activo del carbono, al tiempo que suministra bienes y
servicios a la sociedad.
La utilización sostenible de los bosques puede proporcionar una situación que
beneficia a todas las partes: mantenimiento de las existencias de carbono en
ecosistemas forestales sanos, cuyo costo podría compensarse mediante la
producción continua de productos forestales, que por sí mismos ayudan a evitar
las aportaciones directas de nuevo carbono a la atmósfera. Una buena ordenación
forestal es parte de la solución.
www.fao.org/docrep/article/wfc/xII/MS-14-S.HTM
La alteración humana del ciclo del NITROGENO y sus consecuencias ambientales
A principios del siglo xx un científico alemán llamado Fritz Haber
descubrió como acortar el ciclo del nitrógeno fijando químicamente el
nitrógeno a altas temperaturas y presiones, creando así fertilizantes
que podían ser añadidos directamente al suelo.Esta tecnología se extendió
rápidamente durante el último siglo. Junto al advenimiento de nuevas variedades
de cultivo, el uso de fertilizantes de nitrógeno sintético ha traído un enorme
crecimiento en la productividad agrícola. Esta productividad agrícola nos ha
ayudado a alimentar a una población mundial en rápido crecimiento, pero el
aumento de la fijación del nitrógeno también ha traído algunas consecuencias
negativas. Aunque las consecuencias no sean tan obvias como el aumento de
las temperaturas globales o el agujero de la capa de ozono, son muy serias y
potencialmente dañinas para los humanos y otros organismos.
No todos los fertilizantes de nitrógeno aplicados a los campos de la agricultura se
mantienen para alimentar los cultivos. Algunos son barridos de los campos de
agricultura por la lluvia o el agua de irrigación, y son lixiviados en la superficie o
en el agua del suelo y pueden acumularse. En el agua del suelo que se usa
como fuente de agua potable, el nitrógeno excesivo puede provocar cánceren
los humanos y dificultades respiratorias en los niños.
La U.S. EnvironmentalProtection Agency (Agencia de Protección Ambiental de
los Estados Unidos) ha establecido un estándar de nitrógeno para el agua
potable que es de 10 mg por litro de nitrato-N. Desafortunadamente,
muchos sistemas (particularmente en las áreas de agricultura) ya exceden estos
niveles. En comparación, los niveles de nitrato en las aguas que no han sido
alteradas por la actividad humana y rara vez son mayores de 1 mg/L. En las
aguas de la superficie, el nitrógeno añadido puede provocar un enriquecimiento
excesivo de nutrientes, particularmente en las aguas de la costa que reciben
afluencia de los ríos polucionados. A este enriquecimiento excesivo de
nutrientes, también llamado eutroficación, se lo acusa del aumento de
la frecuencia de eventos que matan a los peces de la costa, del aumento de la
frecuencia del florecimiento de algas dañinas y de cambios en
las especies dentro del ecosistema de la costa.
El nitrógeno reactivo (como el NO3- y NH4
+) que se encuentra en el agua y suelos
de la superficie, también puede ingresar en la atmósfera como el componente
del smog óxido nítrico (NO) y el gas de invernadero óxido nitroso (N2O).
Eventualmente, este nitrógeno atmosférico puede ser soplado en ambientes
terrestres que son sensibles al nitrógeno causando cambios de largo plazo. Por
ejemplo, los óxidos de nitrógeno contienen una porción significativa de la
acidez en la lluvia ácida que es la causante de la deforestación en partes de
Europa y del Noreste de Estados Unidos.
El aumento de depósitos de nitrógeno atmosférico también causa los cambios
más sutiles en las especies dominantes y funciones del ecosistema en algunos
bosques y prados. Por ejemplo, en los suelos serpentina con poco nitrógeno de
los prados del Norte de California, los conjuntos de plantas se han limitado
históricamente a las especies nativas que pueden sobrevivir sin mucho
nitrógeno. En este momento, hay evidencia que los niveles elevados de entrada
de N atmosférico proveniente del desarrollo industrial y agrícola, han allanado el
camino para una invasión de plantas no nativas. Como se ha señalado con
anterioridad, el NO es un factor esencial en la formación del smog, que
también causa enfermedades respiratorias como el asma en niños y
adultos.
Actualmente, hay muchas investigaciones dedicadas a entender los efectos del
enriquecimiento del nitrógeno en el aire, en el agua del subsuelo, y en el agua en
la superficie. Los científicos también están explorando prácticas agrícolas
alternativas, que sostendrán una alta productividad, a la vez que disminuirán los
impactos negativos causados por el uso de fertilizantes. Estos estudios no sólo
nos ayudan a cuantificar cómo los humanos hemos alterado el mundo natural,
sino también a aumentar nuestro conocimiento sobre los procesos que forman el
ciclo del nitrógeno.
http://www.visionlearning.com
Convenios y tratados internacionales que implementan soluciones para
mitigar las perturbaciones ambientales, consecuencia de las alteraciones de
los ciclos biogeoquímicos
Convenio de Kioto
El 11 de diciembre de 1997 los países industrializados se comprometieron, en la
ciudad de Kioto, a ejecutar un conjunto de medidas para reducir los gases de
efecto invernadero. Los gobiernos de dichos países pactaron reducir en al menos
un 5% en promedio las emisiones contaminantes entre 2008 y 2012, tomando
como referencia los niveles de 1990. El acuerdo entró en vigor el 16 de
febrero de 2005, después de la ratificación por parte de Rusia el 18 de
noviembre de 2004.
El objetivo principal es disminuir el cambio climático cuya base es el efecto
invernadero. Según las cifras de la ONU, se prevé que la temperatura media de
la superficie del planeta aumente entre 1,4 y 5,8 °C de aquí a 2100, a pesar
que los inviernos son más fríos y violentos.
Una cuestión a tener en cuenta con respecto a los compromisos en la reducción
de emisiones de gases de efecto invernadero es que la energía nuclear es una de
las formas de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en cada
país.Así, el IPCC en su cuarto informe, recomienda la energía nuclear como una
de las tecnologías clave para la mitigación del calentamiento global.
Bonos de Carbono
Los bonos de carbono son un mecanismo internacional de descontaminación para
reducir las emisiones contaminantes al medio ambiente; es uno de los tres
mecanismos propuestos en elProtocolo de Kioto para la reducción de emisiones
causantes del calentamiento global o efecto invernadero .
Inicialmente fue una propuesta lanzada por la economista argentina Graciela
Chichilnisky en 1993 y finalmente fue incluida dentro de los mecanismos de
desarrollo limpio del protocolo de Kioto en 1997.
El sistema ofrece incentivos económicos para que empresas privadas contribuyan
a la mejora del sistema operativo de WALAS de la calidad ambiental y se consiga
regular la emisión generada por sus procesos productivos, considerando el
derecho a emitir CO2 como un bien canjeable y con un precio establecido en el
mercado. La transacción de los bonos de carbono —un bono de carbono
representa el derecho a emitir una tonelada de dióxido de carbono— permite
mitigar la generación de gases invernadero, beneficiando a las empresas que no
emiten o disminuyen la emisión y haciendo pagar a las que emiten más de lo
permitido.
Las reducciones de emisiones de GEI se miden en toneladas de CO2 equivalente,
y se traducen en Certificados de Emisiones Reducidas (CER). Un CER equivale a
una tonelada de CO2 que se deja de emitir a la atmósfera, y puede ser vendido en
el mercado de carbono a países Anexo I (industrializados, de acuerdo a la
nomenclatura del protocolo de Kioto). Los tipos de proyecto que pueden aplicar a
una certificación son, por ejemplo, generación de energía renovable, mejoramiento
de eficiencia energética de procesos, forestación, limpieza de lagos y ríos, etc.
En un esfuerzo por reducir las emisiones que provocan el cambio climático en el
planeta, como el calentamiento global o efecto invernadero, los principales países
industrializados -a excepción de Estados Unidos- han establecido un acuerdo que
establece metas cuantificadas de reducción de emisiones de gases de efecto
invernadero (GEI) para el 2012: el Protocolo de Kioto. Para cumplir se están
financiando proyectos de captura o abatimiento de estos gases en países en vías
de desarrollo, acreditando tales disminuciones y considerándolas como si
hubiesen sido hechas en su territorio.
Sin embargo, los críticos del sistema de venta de bonos o permisos de emisión,
argumentan que la implementación de estos mecanismos tendientes a reducir las
emisiones de CO2 no tendrá el efecto deseado de reducir la concentración de
CO2 en la atmósfera, como tampoco de reducir o retardar la subida de la
temperatura. Según el estudio de Wigley, 1999, la implantación del Tratado de
Kioto cumplido por todos los países del mundo, incluido los Estados Unidos,
causará una reducción de 28 partes por millón (ppm) para 2050, o reducirá la
temperatura predicha para ese año en 0,06 ºC o, si no, retrasará la fecha en que
debería cumplirse el aumento dicho en 16 años.
Portal de las responsabilidades y el desarrollo sustentable
Para evitar los posibles peligros que nos acechan si el planeta se recalienta, tenemos que empezar por
reducir la cantidad de gases invernadero que liberamos a la atmósfera. Para disminuir los niveles del
dióxido de carbono, hay que quemar menos combustible fósil. Esto se puede conseguir si utilizamos
energías alternativas. El racionalizar y optimizar el consumo energético también es una manera eficaz
de disminuir la cantidad de dióxido de carbono que emitimos a la atmósfera. Otra manera de reducir el
nivel de dióxido de carbono es detener la tala y quema de los bosques. También podemos plantar
árboles, que obtienen el dióxido de carbono del aire y lo transforman, evitando que vaya a la
atmósfera. Un problema muy grave es la destrucción de la selva tropical.
Cambiar 5 bombillas: cambie cinco bombillas de las que usa en casa por bombillas de bajo consumo. La próxima vez que tenga que comprar algún material eléctrico para su casa, compruebe que se encuentra etiquetado con la estrella de ahorro de energía.
Calentar y enfriar de forma razonable. Limpie los filtros del aire acondicionado de forma regular y utilice la calefacción y aire acondicionado de forma razonable, a una temperatura normal, sin llegar a los extremos.
Selle su casa. Tape las grietas y las rendijas que hay en las ventanas y puertas. Así evitará que se vayan el calor y el frío y también se sentirá más cómodo en casa.
Use energía verde. La energía verde proviene de fuentes renovables como el viento y el sol. Siempre que pueda, use la energía verde. Todavía puede contribuir más si instala paneles solares. Infórmese de las subvenciones que hay para ayudarle a instalar este tipo de materiales.
Reducir, re-usar y reciclar. Si existe algún programa de reciclado donde reside, infórmese. Reduzca el gasto, vuelva a usar materiales y recicle.
Si tiene jardín, utilice una cortadora de césped que funcione empujándola. Este tipo de cortadora no utiliza energía y no emite gases nocivos.
Ahorre agua. Todos podemos ahorrar agua. No deje el grifo abierto mientras se cepilla los dientes o se afeita. No use la taza del inodoro como una papelera.
Compre de forma inteligente: antes de comprar un vehículo, compruebe su aportación de gases nocivos a la atmósfera. Compre el que menos emita, ajustado a su presupuesto. Verifique si su coche es Flexible a la hora de utilizar gasolina. Algunos vehículos pueden usar un compuesto que contiene un 85% de etanol o la gasolina tradicional. El etanol proviene del maíz y emite menos dióxido de carbono. (Ya existen aproximadamente unos 5 millones de vehículos con esta característica).
Conduzca racionalmente. Para ahorrar y, además, reducir la emisión de gases de efecto invernadero, procure no frenar y acelerar constantemente. Evite acelerar de forma brusca y no deje el motor en marcha cuando esté hablando con los amigos.
Mantenimiento. Un coche bien mantenido será más eficiente y emitirá menos gases dañinos. Además, ¡es mucho más seguro!
Transporte público. Un sistema efectivo de transporte público puede reducir considerablemente la emisión de gases de efecto invernadero, además de ayudar a descongestionar el tráfico.
Utilizar energías limpias en los vehículos del gobierno.
.Crear más zonas verdes y proteger las ya existentes.
graficar: P contra FR, y P contra viscosidad
decir como era el levantamiento x capa de gas
Definir: porosidad secundaria,permeabilidad efectiva, FR y no me acuerdo
y despues 2 problemas facilisimos
uno le daban el espesor y hallar la presion del yacimiento