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LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
La materia circula desde los seres vivos hacia el ambiente abiótico, y
viceversa. Esa circulación constituye los ciclos biogeoquímicos, que son los
movimientos de agua, de carbono, oxígeno, nitrógeno, fósforo, azufre y
otros elementos que en forma permanente se conectan con los componentes
bióticos y abióticos de la Tierra. Las sustancias utilizadas por los seres
vivos no se "pierden" aunque pueden llegar a sitios donde resultan
inaccesibles para los organismos por un largo período. Sin embargo, casi
siempre la materia se reutiliza y a menudo circula varias veces, tanto dentro
de los ecosistemas como fuera de ellos.
Nuestro planeta actúa como un sistema cerrado donde la cantidad de
materia existente permanece constante, pero sufre permanentes cambios
en su estado químico dando lugar a la producción de compuestos simples y
complejos. Es por ello que los ciclos de los elementos químicos gobiernan la
vida sobre la Tierra, partiendo desde un estado elemental para formar
componentes inorgánicos, luego orgánicos y regresar a su estado elemental.
En las cadenas alimentarias, los productores utilizan la materia inorgánica y
la convierten en orgánica, que será la fuente alimenticia para todos los
consumidores. La importancia de los descomponedores radica en la
conversión que hacen de la materia orgánica en inorgánica, actuando sobre
los restos depositados en la tierra y las aguas. Esos compuestos inorgánicos
quedan a disposición de los distintos productores que inician nuevamente el
ciclo.
Los ciclos biogeoquímicos más importantes corresponden al agua, oxígeno,
carbono y nitrógeno. Gracias a estos ciclos es posible que los elementos
principales (carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre) estén
disponibles para ser usados una y otra vez por otros organismos.
Los ciclos biogeoquímicos pueden ser :
• Gaseosos,
• Sedimentarios
• Mixtos.
-CICLOS GASEOSOS
Los elementos casi siempre se distribuyen tanto en la atmósfera como en el
agua y de ahí a los organismos, y así sucesivamente.
Los elementos que cumplen ciclos gaseosos son el carbono, el oxígeno y el
nitrógeno.
La transformación de elementos de un estado a otro es relativamente
rápida.
-CICLOS SEDIMENTARIOS
Son aquellos donde los elementos permanecen formando parte de la tierra,
ya sea en las rocas o en el fondo marino, y de ahí a los organismos. En estos,
la transformación y recuperación de estos elementos es mucho más lenta.
Ejemplos de ciclos sedimentarios son el del fósforo y el del azufre.
-CICLOS MIXTOS
El ciclo del agua es una combinación de los ciclos gaseoso y sedimentario, ya
que esa sustancia permanece tanto en la atmósfera como en la corteza
terrestre.
Los ciclos biogeoquímicos más importantes corresponden al agua, oxígeno,
carbono y nitrógeno.
EL AGUA
Toda el agua de la Tierra forma la hidrosfera, que se distribuye en tres
reservorios principales: los océanos, los continentes y la atmósfera. Entre
estos reservorios existe una circulación continua. Alrededor del 70% de la
superficie del planeta está cubierta por las aguas de los océanos, lagos, ríos,
arroyos, manantiales y glaciares. Al perforar el subsuelo, por lo general se
puede encontrar agua a profundidades diversas (agua subterránea o mantos
freáticos). La luz solar es la fuente de energía térmica necesaria para el
paso del agua desde las fases líquida y sólida a la fase de vapor, y también
es el origen de las circulaciones atmosféricas que transportan el vapor de
agua y mueven las nubes.
CICLO DEL AGUA
Los rayos solares calientan las aguas. El vapor sube a la troposfera en forma
de gotitas. El agua se evapora y se concentra en las nubes. El viento
traslada las nubes desde los océanos hacia los continentes.
Diagrama del ciclo del agua
A medida que se asciende bajan las temperaturas, por lo que el vapor se
condensa. Es así que se desencadenan precipitaciones en forma de lluvia y
nieve.
El agua caída forma los ríos y circula por ellos. Además, el agua se infiltra
en la tierra y se incorpora a las aguas subterráneas (mantos freáticos). Por
último, el agua de los ríos y del subsuelo desemboca en los mares.
EL CARBONO
Es uno de los elementos más importantes de la naturaleza. Combinado con
oxígeno forma dióxido de carbono (CO2) y monóxido de carbono (CO).
La atmósfera contiene alrededor de 0.03 % de dióxido de carbono. Es el
elemento básico de los compuestos orgánicos (hidratos de carbono, lípidos,
proteínas y ácidos nucleicos). El carbono también forma parte de sales
llamadas carbonatos, como el carbonato de sodio (Na2CO3) y el carbonato
de calcio (CaCO3), entre otras.
CICLO DEL CARBONO
El carbono, como dióxido de carbono, inicia su ciclo de la siguiente manera:
Durante la fotosíntesis, los organismos productores (vegetales terrestres y
acuáticos) absorben el dióxido de carbono, ya sea disuelto en el aire o en el
agua, para transformarlo en compuestos orgánicos. Los consumidores
primarios se alimentan de esos productores utilizando y degradando los
elementos de carbono presentes en la materia orgánica. Gran parte de ese
carbono es liberado en forma de CO2 por la respiración, mientras que otra
parte se almacena en los tejidos animales y pasa a los carnívoros
(consumidores secundarios), que se alimentan de los herbívoros. Es así como
el carbono pasa a los animales colaborando en la formación de materia
orgánica.
Los organismos de respiración aeróbica (los que utilizan oxígeno) aprovechan
la glucosa durante ese proceso y al degradarla, es decir, cuando es utilizada
en su metabolismo, el carbono que la forma se libera para convertirse
nuevamente en dióxido de carbono que regresa a la atmósfera o al agua.
Los desechos de las plantas, de los animales y de restos de organismos se
descomponen por la acción de hongos y bacterias. Durante este proceso de
putrefacción por parte de los descomponedores, se desprende CO2.
DIAGRAMAS DEL CICLO DEL CARBONO
En niveles profundos del planeta, el carbono contribuye a la formación de
combustibles fósiles, como el petróleo. Este importante compuesto se ha
originado de los restos de organismos que vivieron hace miles de años.
Durante las erupciones volcánicas se libera parte del carbono constituyente
de las rocas de la corteza terrestre.
Una parte del dióxido de carbono disuelto en las aguas marinas ayuda a
determinados organismos a formar estructuras como los caparazones de los
caracoles de mar. Al morir, los restos de sus estructuras se depositan en el
fondo del mar. Con el paso del tiempo, el carbono se disuelve en el agua y es
utilizado nuevamente durante su ciclo.
Los océanos contienen alrededor del 71% del carbono del planeta en forma
de carbonato y bicarbonato. Un 3% adicional se encuentra en la materia
orgánica muerta y el fitoplancton. El carbón fósil representa un 22%. Los
ecosistemas terrestres, donde los bosques constituyen la principal reserva,
contienen alrededor del 3-4% del carbono total, mientras que un pequeño
porcentaje se encuentra en la atmósfera circulante y es utilizado en la
fotosíntesis.
EL OXÍGENO
La atmósfera posee un 21% de oxígeno, y es la reserva fundamental
utilizable por los organismosvivos. Además forma parte del agua y de todo
tipo de moléculas orgánicas.
CICLO DEL OXÍGENO
El ciclo del oxígeno está estrechamente vinculado al del carbono, ya que el
proceso por el cual el carbono es asimilado por las plantas (fotosíntesis) da
lugar a la devolución del oxígeno a la atmósfera, mientras que en el proceso
de respiración ocurre el efecto contrario.
Otra parte del ciclo natural del oxígeno con notable interés indirecto para
los organismos vivos es su conversión en ozono (O3). Las moléculas de O2,
activadas por las radiaciones muy energéticas de onda corta, se rompen en
átomos libres de oxígeno (O) que reaccionan con otras moléculas de O2,
formando ozono. Esta reacción se produce en la estratosfera y es
reversible, de forma que el ozono vuelve a convertirse en oxígeno
absorbiendo radiaciones ultravioletas.
EL NITRÓGENO
La reserva fundamental es la atmósfera, que está compuesta por un 78% de
nitrógeno. No obstante, la mayoría de los seres vivos no lo puede utilizar en
forma directa, con lo cual dependen de los minerales presentes en el suelo
para su utilización. En los organismos productores el nitrógeno ingresa en
forma de nitratos, y en los consumidores en forma de grupos amino. Existen
algunas bacterias especiales que pueden utilizar directamente el nitrógeno
atmosférico. Esas bacterias juegan un papel muy importante en el ciclo al
hacer la fijación del nitrógeno. De esta forma convierten el nitrógeno en
otras formas químicas como amonio y nitratos, para que puedan ser
aprovechadas por las plantas.
CICLO DEL NITRÓGENO
Está compuesto por las siguientes etapas.
1- Fijación: se produce cuando el nitrógeno atmosférico (N2) es
transformado en amoníaco (NH3) por bacterias presentes en los suelos y en
las aguas. Las bacterias del género Rhizobium sp.viven en simbiosis dentro
de los nódulos que hay en las raíces de plantas leguminosas. En ambientes
acuáticos, las cianobacterias son importantes fijadoras de nitrógeno.
2- Amonificación: es la transformación de compuestos nitrogenados
orgánicos en amoníaco. En los animales, el metabolismo de los compuestos
nitrogenados da lugar a la formación de amoníaco, siendo eliminado por la
orina como urea (humanos y otros mamíferos), ácido úrico (aves e insectos)
o directamente en amoníaco (algunos peces y organismos acuáticos). Estas
sustancias son transformadas en amoníaco o en amonio por los
descomponedores presentes en los suelos y aguas. Ese amoníaco queda a
disposición de otro tipo de bacterias en las siguientes etapas.
3- Nitrificación: es la transformación del amoníaco o amonio (NH4+) en
nitritos (NO2–) por un grupo de bacterias del género Nitrosomas para luego
esos nitritos convertirse en nitratos (NO3–) mediante otras bacterias del
género Nitrobacter.
4- Asimilación: las plantas toman el amonio (NH4+) y el nitrato (NO3–) por
las raíces para poder utilizarlos en su metabolismo. Usan esos átomos de
nitrógeno para la síntesis de clorofila, de proteínas y de ácidos nucleicos
(ADN y ARN). Los consumidores obtienen el nitrógeno al alimentarse de
plantas y de otros animales.
5- Desnitrificación: proceso llevado a cabo por bacterias desnitrificantes
que necesitan utilizar el oxígeno para su respiración en suelos poco aireados
y mal drenados. Para ello, degradan los nitratos y liberan el nitrógeno no
utilizado a la atmósfera.
DIAGRAMA DEL CICLO DEL NITRÓGENO
NITRIFICACIÓN: transformación bacteriana de amoníaco en nitratos.
DESNITRIFICACIÓN: transformación bacteriana de nitratos en
nitrógeno.
AMONIFICACIÓN: transformación de los desechos orgánicos en
amoníaco por los descomponedores.
ASIMILACIÓN: absorción de nitratos y amonio por las raíces de las
plantas.
FIJACIÓN: transformación bacteriana del nitrógeno atmosférico en
amoníaco.
EL FOSFORO
La proporción de fósforo en la materia viva es bastante pequeña, pero
el papel que desempeña es vital. Es componente de los ácidos nucleicos
como el ADN. Se encuentra presente en los huesos y piezas dentarias.
En la fotosíntesis y en la respiración celular, muchas sustancias
intermedias están combinadas con el fósforo, tal el caso del trifosfato
de adenosina (ATP) que almacena energía.
El fósforo es el principal factor limitante del crecimiento para los
ecosistemas, porque su ciclo está muy relacionado con su movimiento
entre los continentes y los océanos.
La mayor reserva de fósforo está en la corteza terrestre y en los
depósitos de rocas marinas. El fósforo se encuentra en forma de
fosfatos (sales) de calcio, hierro, aluminio y manganeso.
CICLO DEL FÓSFORO
La lluvia disuelve los fosfatos presentes en los suelos y los pone a
disposición de los vegetales. El lavado de los suelos y el arrastre de los
organismosvivos fertilizan los océanos y mares. Parte del fósforo
incorporado a los peces es extraído por aves acuáticas que lo llevan a la
tierra por medio de la defecación (guano). Otra parte del fósforo
contenido en organismos acuáticos va al fondo de las rocas marinas
cuando éstos mueren. Las bacterias fosfatizantes que están en los
suelos transforman el fósforo presente en cadáveres y excrementos en
fosfatos disueltos, que son absorbidos por las raíces de los vegetales.
DIAGRAMA DEL CICLO DEL FÓSFORO
EL AZUFRE
El azufre está presente dentro de todos los organismos en pequeñas
cantidades, principalmente en los aminoácidos (sustancias que dan lugar a la
formación de proteínas). Es esencial para que tanto vegetales como animales
puedan realizar diversas funciones. Las mayores reservas de azufre están
en el agua del mar y en rocas sedimentarias. Desde el mar pasa a la
atmósfera por los vientos y el oleaje.
CICLO DEL AZUFRE
Gran parte del azufre que llega a la atmósfera proviene de las erupciones
volcánicas, de las industrias, vehículos, etc. Una vez en la atmósfera, llega a
la tierra con las lluvias en forma de sulfatos y sulfitos. Su combinación con
vapor de agua produce el ácido sulfúrico. Cuando el azufre llega al suelo, los
vegetales lo incorporan a través de las raíces en forma de sulfatos solubles.
Parte del azufre presente en los organismos vivos queda en los suelos
cuando éstos mueren. La descomposición de la materia orgánica produce
ácido sulfhídrico, de mal olor, devolviendo azufre a la atmósfera.
DIAGRAMA DEL CICLO DEL AZUFRE
LLUVIA ÁCIDA
La lluvia ácida es una forma de contaminación ácida, que hace referencia a la
caída (deposición) de ácidos presentes en la atmósfera a través de la lluvia,
niebla y nieve (también conocida como deposición húmeda).
Los principales precursores de los ácidos, son los óxidos de azufre (SOx) y
los óxidos de nitrógeno (NOx), que son emitidos por las termoeléctricas, los
motores de combustión interna de coches y aviones y algunas otras
industrias, como producto de la combustión de combustibles que contienen
pequeños porcentajes de azufre (S) y nitrógeno (N), como el carbón, gas
natural, gas oil, petróleo, etc.
Los ácidos, principalmente ácido sulfúrico y ácido nítrico, se disuelven en las
gotas de agua que forman las nubes y en las propias gotas de agua de lluvia,
depositándose en el suelo. Ambos ácidos se originan en la atmósfera al
reaccionar el trióxido de azufre (SO3) y el dióxido de nitrógeno (NO2) con
agua, oxígeno y otras sustancias químicas presentes. En presencia de luz
solar aumenta la velocidad de la mayoría de estas reacciones.
Existe también otra forma de contaminación ácida conocida como deposición
seca, y hace referencia a gases y partículas ácidos que son arrastrados por
el viento, chocando contra edificios, coches, casas y árboles. Otra vía de
arrastre son las lluvias fuertes. En este caso las sustancias ácidas se
incorporan a la lluvia ácida, lo que contribuye a aumentar su acidez.
Aproximadamente la mitad de las sustancias ácidas en la atmósfera caen al
suelo por procesos de deposición seca.
¿Cómo se mide la lluvia ácida?
La lluvia ácida se mide según la escala de "pH", potencial hidrógeno. Cuanto
más bajo sea el pH de una sustancia, es más ácida.
El agua pura tiene un pH de 7.0 y normalmente la lluvia tiene un pH entre 5
y 6, es decir, es ligeramente ácida, por llevar ácido carbónico que se forma
cuando el dióxido de carbono del aire se disuelve en el agua que cae. En
cambio, en zonas con la atmósfera contaminada por estas sustancias
acidificantes, la lluvia tiene valores de pH de hasta 4 ó 3 y, en algunas zonas
en que la niebla es ácida, el pH puede llegar a ser de 2 ó 3, es decir similar
al del zumo del limón o al del vinagre.
¿Cuáles son los efectos de la lluvia ácida?
Los efectos ocasionados por el agua ácida dependerán de diversos factores,
como el grado de acidez del agua, la composición química del suelo y su
capacidad de "amortiguación" (buffering), así como de las características de
los organismos vivos afectados.
La deposición ácida contribuye a la reducción del pH en ecosistemas
terrestres y acuáticos y permite la movilización de metales tóxicos,
especialmente del aluminio. Esto ocasiona una variedad de efectos, como son
daños a bosques y suelos, peces y otros seres vivos, materiales de
construcción y a la salud humana. Asimismo, la lluvia ácida actúa reduciendo
la visibilidad.
En los bosques, la lluvia ácida produce daños al descomponer los nutrientes
del suelo, dificultando el crecimiento natural de los árboles. El daño se
puede extender a los pastos de las praderas, perjudicando al ganado, y a los
lagos, pudiendo ocasionar la muerte de gran cantidad de peces.
Los efectos de la lluvia ácida en el suelo pueden verse incrementados en
bosques de zonas de alta montaña, donde la niebla contribuye a aportar
cantidades importantes de los contaminantes ácidos.
La lluvia ácida contribuye a la degradación de los materiales de construcción
y artísticos (mal de piedra) y la corrosión metálica. Los monumentos y
edificios son sensibles a la acción de la lluvia ácida. Muchas ruinas han
desaparecido o están por de hacerlo, a causa de este factor.
El daño que produce a las personas es principalmente indirecto, mediante el
consumo de peces y agua potable contaminados por la lluvia ácida.
¿Cómo se puede reducir la lluvia ácida?
Para reducir la lluvia ácida es necesario disminuir la emisión de los
compuestos químicos que dan origen a los ácidos, es decir, de los
precursores de los ácidos, los cuales son principalmente el bióxido de azufre
(SO2) y los óxidos de nitrógeno (monóxido de nitrógeno, NO, y bióxido de
nitrógeno, NO2).
En la actualidad se puede disminuir la formación de SO2 eliminando el
azufre de los combustibles fósiles o atrapando los SOx antes que se emitan
a la atmósfera, mediante reacciones químicas que los transforman en
especies químicas menos reactivas. La utilización de convertidores
catalíticos disminuye la formación de NO y NO2, puesto que reducen dichos
óxidos a N2 y O2.
*La lluvia ácida es un cambio en el pH del agua atmosférica y de las
precipitaciones, principalmente lluvia, que a partir de ella se producen.
Afecta a la fase aérea del ciclo del agua y, por lo tanto, es a la vez una de
las principales formas de contaminación atmosférica más relevantes, junto
con el efecto invernadero y la disminución de la capa de ozono. Es un cambio
de origen antropogénico principalmente y de amplias consecuencias
ambientales. Fue estudiada por primera vez por Roberth August Smith en
1872, al estudiar la relación del aumento de la acidez en las lluvias de la
región de Manchester y la contaminación industrial que la ciudad sufría.
Proceso de Formación
El agua de lluvia en condiciones naturales, tiene un pH de 5.6 acidez debida
principalmente al CO2 al que lleva disuelto. Cuando la acidez del agua de
lluvia es superior a este valor es cuando se considera que la lluvia es ácida.
Cuando los óxidos de nitrógeno, NO y NO2 (NOx) los óxidos de azufre,
SO2 llegan al la atmósfera se oxidan y se combinan con el agua de ésta y se
transforman en ácido nítrico y ácido sulfúrico respectivamente.
2(SO2) + O2 --------------- 2(SO3)
SO3 + H2O --------------------- H2 SO4
NOx + O2 + H2O ---------------- HNO3
Las fuentes naturales de estas sustancias pueden ser las erupciones
volcánicas, manantiales termales, descargas eléctricas en las tormentas, así
como del metabolismo final de algunas bacterias. Sin embargo, ni la
cantidad, ni la reiteración de estos fenómenos supone variaciones
importantes del pH de la atmósfera. En sentido contrario, las fuentes
artificiales emiten cantidades mayores y de una forma continua, lo que
produce efectos mucho más importantes. Estas fuentes artificiales son en
mayor medida la combustión de los combustibles fósiles, carbón, petróleo,
gas natural, y, en menor medida, otros procesos industriales como las
refinerías de petróleo o como la producción (por fundición) de metales como
plomo, cobre y zinc. También los incendios forestales, ciertos tipos de
fertilizantes, y la quema de rastrojos de la agricultura pueden liberar estos
óxidos de azufre y nitrógeno precursores de la lluvia ácida.
Hay que tener en cuenta que los procesos de combustión están
enormemente extendidos en las sociedades humanas de los países
desarrollados. La obtención de energía eléctrica en las centrales térmicas,
la combustión en calderas en otros procesos industriales y en las
calefacciones domésticas y también los motores de combustión que utilizan
los medios de transportes, tanto individuales como colectivos, son procesos
que están alimentados con carbón y derivados del petróleo. La concentración
de azufre en el petróleo puede estar entre el 0.1 % y el 3%, dependiendo
del origen del mismo. En el gas natural los niveles son considerablemente
menores, sin embargo en el carbón es mucho mayor. Las centrales térmicas
son las responsables de la producción de 2/3 de dióxido de azufre y de 1/4
parte de los óxido se nitrógeno de la atmósfera. Los coches y camiones de
gasolina producen la 1/2 de los óxidos de nitrógeno atmosférico.
Otra característica de estos procesos es que la producción de ácidos
sulfúricos y nítricos contaminantes y la descarga de las precipitaciones
ácidas, suelen ocurrir en lugares distantes. Esto es debido a que las nubes
que los contienen se desplazan, por la acción del viento, hasta 500 Km por
día y, por lo tanto, los efectos de la lluvia ácida pueden tener lugar en
naciones distintas de donde se encuentran las causas que las produjeron;
por ello, se habla de contaminación transfronteriza. Esto explica que gran
parte de la lluvia ácida de los países escandinavos llegara, con las masas de
aire contaminado por óxidos de azufre, procedentes de emisiones de las de
las áreas industriales de Europa central y Gran Bretaña. De la misma forma,
las lluvias ácidas que caen en zonas de Canadá como Québec parecen tener
su origen en zonas industriales del litoral oriental de Estados Unidos.
Consecuencias
Las gotas de lluvia que contienen estos ácidos al caer en distintas
superficies, suelo, agua, plantas, animales o edificios, reaccionan fácilmente
con substancias orgánicas e inorgánicas y las modifican, y con ello
perjudican o destruyen de esta manera a:
• Las plantas, sufren abrasión de sus partes verdes, principalmente las
hojas; con estos órganos dañados la planta queda debilitada, retrasado su
desarrollo, es fácilmente atacada por distintos tipos de parásitos, y con más
sensibilidad a los periodos de sequía, situaciones todas ellas que en
condiciones normales hubiera resistido. Esto puede llegar a causar la
muerte de grandes masas vegetales, como los bosques, y el deterioros más o
menos importante de la producciónes agrícolas.
• El agua. Las poblaciones de algas, plantas y animales acuáticos se
dañan de varias maneras. El agua ácida interrumpe su ciclo reproductivo.
También separa compuestos de aluminio del suelo al agua, obstruyendo las
branquias de los peces y alterando la química de su sangre o produciendo
otros efectos igualmente tóxicos en otros animales. Mientras un lago se
acidifica, desaparece una especie tras otra, empezando por las más
sensibles al pH del agua, pero en situaciones extremas desaparecen también
las más tolerantes. Además de lagos, las corrientes y ríos son también
sensibles a los depósitos ácidos. Algunos de ellos pueden disminuir su pH al
derretirse la nieve ácida en primavera. El exceso de ácido nítrico puede
provocar un aumento de nitratos en los lagos, mares y océanos y la
consiguiente eutrofización de los mismos con sus dramáticas consecuencias.
• El suelo. El aumento de la acidez del suelo destruye a los
microorganismos que lo forman, con lo que este se va deteriorando. Además,
la persistencia de la lluvia ácida sobre el suelo puede facilitar la perdida de
algunos nutrientes de las plantas como Ca, K y Mg, ya que con el aumento de
acidez aumenta su solubilidad y su perdida por lixiviación. Los suelos se
empobrecen más todavía. En este tipo de suelos, también se inhibe la
germinación de las semillas y con ello la reproducción de las plantas. Todo
ello parece influir de nuevo negativamente en las plantas, esta vez a través
del suelo.
Se produce además la solubilización de compuestos de metales tóxicos
(cadmio, níquel, manganeso, plomo, mercurio, aluminio) y puede aumentar el
contenido de los mismos en las plantas y, a través de las cadenas
alimenticias, también pueden verse afectados los animales. Si estos metales
también son movilizados y conducidos a las corrientes de agua, pueden tener
un efecto venenoso en animales acuáticos o en otros que solamente beben
esta agua.
Incluso parece probable que las lluvias acidificadas pudiesen penetrar en las
reservas de aguas subterráneas y aumentar la solubilidad de los metales
tóxicos.
• La salud humana. Determinadas concentraciones de estos compuestos
de azufre y nitrógeno de la atmósfera pueden penetrar a los sistemas
respiratorio y cardiovascular, dando como resultado enfermedades o incluso
la muerte. Los metales como el mercurio y cadmio de depósitos del suelo de
lagos, corrientes y reservas pueden acumularse en los tejidos vegetales y
animales, haciéndolos tóxicos para el consumo humano. Los metales también
pueden separarse del suelo hacia las reservas de agua o de viejas tuberías
de plomo y cobre, llegando directamente hacia el agua corriente de los
hogares y causando serias enfermedades.
• Los edificios, principalmente los construidos por rocas calcáreas
(calizas y mármoles) y por aquellas rocas que estén cementadas por
carbonatos, (areniscas y otras) son especialmente sensibles a la lluvia ácida.
El carbonato cálcico de todas estas rocas es atacado por los ácidos,
transformándose en yeso, formando una costra llamada sulfin, que no sólo
es mas soluble y por tanto, mas fácilmente
CaCO3 + H2SO4 Ca SO4 + CO2 + H2O
arrastrada por el agua, sino que, además, por ocupar más volumen, actúa
como una cuña sobre la piedra, aumentando la destrucción de la misma ahora
por erosión mecánica. Todo ello produce una descomposición superficial de
la piedra en forma de exfoliaciones, arenilla y desprendimiento de las capas
externas. Lo que a su vez da como resultado un desgaste de los relieves y
formas escultóricos, así como pérdida de las policromías e incluso el
desprendimiento de algunas partes, que pueden producir inestabilidad
mecánica y daños muy serios en este tipo de edificaciones. Esto es lo que se
conoce con el nombre de “mal de la piedra”.
Esta enfermedad de la piedra resulta especialmente significativa cuando
afecta a famosas estatuas y monumentos, como la Acrópolis de Atenas o
tesoros artísticos de Italia y España. Todos ellos y los de muchos otros
lugares han acelerado sorprendentemente su deterioro en los últimos 30
años, teniendo además en cuenta que se habían conservado en muy buen
estado durante siglos.
Por otro lado, otros materiales metálicos empleados en la construcción se
corroen más rápidamente si la lluvia tiene ese carácter ácido.
La lluvia ácida tiene efectos muy diversificados con repercusiones en la
salud humana, los ecosistemas, al patrimonio artístico de nuestras
sociedades, la producción agrícola y los consiguientes gastos económicos
que todas estas alteraciones conllevan.
Medidas para reducir la lluvia ácida
La lucha mas eficaz a largo plazo es evitar las emisiones de los precursores
de la lluvia ácida, óxidos de nitrógeno y azufre, y, principalmente en aquellos
procesos que tienen una mayor incidencia en su producción
Las emisiones de dióxido de azufre y nitrógeno pueden reducirse:
• Antes de la combustión, utilizando los combustibles con menor
cantidad de azufre y reduciendo el azufre de los combustibles mediante
procesos físicos o químicos.
• Durante la combustión utilizando quemadores especiales y lechos
adsorbentes de piedra caliza o dolomía, que transforman el SO2 en CaSO4.
• Después de la combustión, mediante el tratamiento químico de los
gases producidos con sosa, cal o piedra caliza, para eliminar los óxidos
residuales de azufre y nitrógeno. Esta fase es la más eficaz de todas.
En los coches se impone el uso de convertidores catalíticos que producen la
combustión total o transformación de los óxidos de azufre y nitrógeno,
principalmente este último, contenidos en los gases emitidos antes de salir
del motor. Los catalizadores empleados aquí son platino rodio y óxidos de
metales de transición. El hecho de utilizar gasolinas sin plomo, también
tiene que ver con el empleo de estos catalizadores ya que son inactivados
por el tetrametilo de plomo.
La aplicación de estas y otras medidas correctoras en varias naciones
Europeas y en Estados Unidos, desde el periodo de tiempo comprendido
entre 1980 y 1995, supuso descensos considerables de las emisiones de
estas sustancias contaminantes. La intensificación y extensión de estas
medidas ha mejorado, aunque no resuelto, la situación general de los países
occidentales, pero las propias autoridades chinas han reconocido
recientemente, que esta nación es el primer emisor mundial de dióxido de
azufre, afectando este tipo contaminación a casi la mitad de sus ciudades.
No en vano, China es el principal productor mundial de carbón y éste
constituye con diferencia su fuente principal de energía.
Para una lucha más eficaz contra este tipo de contaminación y otras
asociadas es también indispensable un uso más estricto, más eficiente y
menos despilfarrador de la energía. En la misma dirección seria un remedio
más eficaz la sustitución de este tipo de fuentes de energía por otras “más
limpias”.
EL EFECTO INVERNADERO
Introducción
Un invernadero es un ambiente cerrado cuyo techo puede ser de plástico o
vidrio, en este ambiente las plantas se desarrollan mejor porque el techo
conserva un clima cálido. Sin embargo como las plantas en la respiración
eliminan dióxido de carbono (CO2) este gas se acumula en el techo y se
produce un exceso de calor, ya que este no puede salir.
Este mismo fenómeno se está produciendo en la tierra y se llama efecto
invernadero. La temperatura de nuestro planeta es perfecta para la vida. Ni
demasiada fría, como Venus, ni demasiada caliente, como Marte. Gracias a
estas condiciones, la vida se extiende por todos sitios.
La Tierra recibe el calor del Sol. Algunos gases de la atmósfera la retienen
y evitan que parte de este calor se escape de retorno al espacio. Hoy en día
esta situación de equilibrio delicada está en peligro a causa de la
contaminación de la atmósfera, que provoca que los gases retengan mucho
calor cerca de la superficie. Las temperaturas de todo el planeta han
aumentado en el último siglo y esto podría provocar un cambio climático a
nivel mundial.
El aumento del nivel del mar y otros cambios en el medio ambiente
representan una amenaza para todos los seres vivos.
El termino efecto invernadero hace referencia al fenómeno por el cual la
Tierra se mantiene caliente y también al calentamiento general del planeta.
Para mantener las condiciones ambientales óptimas para la vida es
indispensable que entendamos las relaciones complejas que se establecen
entre la Tierra y la atmósfera.
Los Efectos que el hombre ha ejercido en la Atmósfera, a partir de la
Revolución Industrial, han significado drásticos y perceptibles cambios en
su composición, amenazando todo el Biosistema.
Aunque las personas que habitan los países centrales son las que
contribuyen en un mayor porcentaje al calentamiento global, Sabemos que
desde que terminó la última Edad de Hielo el planeta se ha calentado
gradualmente en la última década, el calor se ha incrementado como nunca
antes, y además las temperaturas actuales son las más altas registradas por
los científicos, y se predice que seguirán aumentando. Este aumento de
calor es propiciado por el efecto invernadero, que es una condición natural
de la atmósfera de la tierra, pero gracias a la concentración de los "gases
invernadero", éste efecto ha provocado que las radiaciones solares sean
retenidas por la atmósfera, y de esta manera, el calor natural y estable de
la Tierra, se ha venido incrementando en los últimos años.
Monografias.com
OBJETIVO GENERAL.
Identificar los elementos que producen el efecto invernadero y los
problemas que produce en el ámbito universal, tanto en los ecosistemas de
orden permanente como en el actual.
Justificación
Este tema es importante porque es de interés general, puesto que involucra
a todos los habitantes del planeta. No solamente afecta a los países
centrales, sino también a los países periféricos, así mismo, el calentamiento
global afecta a todos los seres vivos y ecosistemas de la Tierra además
porque es un problema muy actual, y que lamentablemente produce daños
casi irreparables en el clima terrestre.
Se considera que el efecto invernadero es el mayor problema relacionado
con el medio ambiente, porque aunque hay otros muchos, como el cuidado del
agua, la tala excesiva de árboles, la cacería ilegal de animales en peligro de
extinción, la quema descontrolada de áreas forestales, entre muchos otros;
el aumento en la temperatura de la Tierra es un problema que no conocemos,
puesto que es la primera vez en toda la historia de la humanidad que se
presenta.
Es por eso, que al ser un área poco estudiada, la gente no le ha tomado la
importancia que se merece, y así, como consecuencia lógica, pocas personas
son las que hacen algo por solucionar, o al menos intentar ayudar en la
colaboración para la detención del aumento de la temperatura terrestre.
Efecto invernadero
La troposfera es la parte baja de la atmósfera, de 10 a 15 kilómetros de
ancho. Dentro de ella hay gases llamados gases invernadero. Cuando la luz
del sol alcanza La Tierra, una parte es transformada en calor. Los gases
invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie
terrestre, de forma que La Tierra se calienta. Estos gases representan sólo
aproximadamente el 1% de la atmósfera, pero son como una especie de
manta que rodea a la Tierra o como el tejado de cristal de un invernadero:
retienen el calor y mantienen el planeta unos 30°C más caliente que si no
existieran. A este proceso se le denomina efecto invernadero.
La vida tal y como la conocemos existe únicamente gracias a este efecto
invernadero natural, porque este proceso regula la temperatura de La
Tierra. Cuando el efecto invernadero no exista, toda La Tierra se cubrirá de
hielo.
Desde el inicio de la revolución industrial en 1850, los procesos humanos han
estado provocando emisiones de gases invernadero, tales como CFCs y
dióxido de carbono. Esto ha causado un problema ambiental: la cantidad de
gases invernadero ha aumentado tanto, que el clima terrestre está
cambiando porque las temperaturas están aumentando. Esta adición anti-
natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global.
Según estimaciones basadas en modelos climáticos elaborados por
ordenador, la temperatura mundial media aumentará entre 1,4°C y 5,8°C
para el año 2100. En él siglo pasado se registró un aumento de la
temperatura de 0,6°C. Bastará una pequeña subida de la temperatura para
que se produzcan cambios climáticos, que se harán patentes, por ejemplo, en
la cobertura de nubes, las precipitaciones, las pautas de los vientos y la
duración de las estaciones. En un mundo superpoblado y sometido a estrés,
millones de personas dependen de que los factores atmosféricos, como las
precipitaciones de los monzones, continúen igual que en el pasado. Los
cambios serán, en el mejor de los casos, difíciles y perturbadores.
En el pasado, la Tierra paso diversos periodos glaciales. Hoy día quedan
pocas zonas cubiertas de hielo. Pero la temperatura mediana actual es solo
4 ºC superior a la del ultimo periodo glacial, hace 18000 años.
Marte tiene casi el mismo tamaño de la Tierra, y está a una distancia del Sol
muy similar, pero es tan frío que no existe agua líquida (sólo hay hielo), ni se
ha descubierto vida de ningún tipo. Esto es porque su atmósfera es mucho
más delgada y casi no tiene gases de invernadero. Por otro lado, Venus tiene
una atmósfera muy espesa, compuesta casi en su totalidad por gases de
invernadero. ¿El resultado? Su superficie es 500ºC más caliente de lo que
sería sin esos gases.
Por lo tanto, es una suerte que nuestro planeta tenga la cantidad apropiada
de gases de invernadero.
El dióxido de carbono en el proceso natural
El dióxido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de
plantas y animales, tales como fotosíntesis y respiración.
Las plantas verdes transforman el dióxido de carbono y el agua en
compuestos alimentarios, tales como glucosa y oxígeno. Este proceso se
denomina fotosíntesis.
Las plantas y los animales, a su vez, transforman los componentes
alimentarios combinándolos con oxígeno para obtener energía para el
crecimiento y otras funciones vitales. Este es el proceso de respiración, el
inverso de la fotosíntesis.
La fotosíntesis y la respiración juegan un papel muy importante en el ciclo
del carbón y están en equilibrio entre sí.
CONSECUENCIAS:
Las consecuencias del efecto invernadero son:
Sequias como la de África
Inundaciones de algunos lugares como las que sucedieron en el norte del
Perú y Argentina.
El fenómeno del niño en el Perú y el cambio del régimen de los vientos.
Aumento de la temperatura media del planeta.
Aumento de sequías en unas zonas e inundaciones en otras.
Mayor frecuencia de formación de huracanes.
Progresivo deshielo de los casquetes polares, con la consiguiente subida de
los niveles de los océanos.
Incremento de las precipitaciones a nivel planetario pero lloverá menos días
y más torrencialmente.
Aumento de la cantidad de días calurosos, traducido en olas de calor.
Calentamiento del planeta
Algunos de los gases que producen el efecto invernadero, tienen un origen
natural en la atmósfera y, gracias a ellos, la temperatura superficial del
planeta a permitido el desarrollo de los seres vivos. De no existir estos
gases, la temperatura media global sería de unos 20ºC bajo cero, el lugar de
los 15ºC sobre cero de que actualmente disfrutamos. Pero las actividades
humanas realizadas durante estos últimos siglos de revoluciones
industriales, y especialmente en las últimas décadas, han disparado la
presencia de estos gases y han añadido otros con efectos invernadero
adicionales, además de causar otros atentados ecológicos.
Es un hecho comprobado que la temperatura superficial de la Tierra está
aumentando a un ritmo cada vez mayor. Si se continúa así, la temperatura
media de superficie terrestre aumentara 0,3ºC por década. Esta cifra, que
parece a simple vista no excesiva, puede ocasionar, según los expertos
grandes cambios climáticos en todas las regiones terrestres. La década de
los años ochenta ha sido la más calurosa desde que empezaron a tomar
mediciones globales de la temperatura y los científicos están de acuerdo en
prever que, para el año 2020, la temperatura haya aumentado en 1,8ºC.
Hace demasiado calor...Sí, demasiado calor como para que nosotros, los
seres humanos, estemos tan tranquilos. Porque no estamos hablando sólo de
un aumento de las temperaturas, sino de un cambio global que puede llegar a
ser muy peligroso.
Pero no todo es tan malo: la causa de este calentamiento es la propia
actividad humana. Por lo tanto, de nosotros depende detenerlo.
Entre el 1º y el 10 de diciembre de 1997, ciento sesenta países se reunieron
en Kioto, Japón, para discutir sobre los cambios en el clima de la Tierra.
Pero, ¿qué importancia tiene conocer cuántos grados aumentará la
temperatura ambiente, dónde va a llover más o por qué no nevó tanto el año
pasado?
Actualmente, estamos frente a un nuevo cambio climático, pero esta vez
provocados por la actividad humana. La industria, los automóviles, los
grandes cultivos y la manutención de ganados, todo aquello que permite la
supervivencia de los 5 mil millones de seres humanos que poblamos el
planeta, provoca también grandes cambios. Uno de ellos, quizás el más
preocupante, es el calentamiento global de la Tierra, provocado por un
aumento del efecto invernadero.
LAS CONSECUENCIAS DEL CALENTAMIENTO GLOBAL
El clima en la Tierra es muy difícil de predecir, porque existen muchos
factores para tomar en cuenta: lluvia, luz solar, vientos, temperatura... Por
eso, no se puede definir exactamente qué efectos acarreará el
Calentamiento Global. Pero, al parecer, los cambios climáticos podrían ser
muy severos.
Una primera consecuencia, muy posible, es el aumento de las sequías: en
algunos lugares disminuirá la cantidad de lluvias. En otros, la lluvia
aumentará, provocando inundaciones.
Una atmósfera más calurosa podría provocar que el hielo cerca de los polos
se derritiera. La cantidad de agua resultante elevaría el nivel del mar. Un
aumento de sólo 60 centímetros podría inundar las tierras fértiles de
Bangladesh, en India, de las cuales dependen cientos de miles de personas
para obtener alimentos. Las tormentas tropicales podrían suceder con
mayor frecuencia.
Medidas contra el efecto invernadero
Para contrarrestar el efecto invernadero debemos tomar las siguientes
medidas: racionalización del tránsito vehicular; eficiencia el ahorro
energético público y privado; potenciación y uso de energías renovables;
repoblación forestal, lucha contra los incendios y cese de la tala; eliminación
de los CFC que dañan la capa de ozono.
¿QUE PODEMOS HACER?
Todos los habitantes de este planeta, estamos obligados a tomar medidas
para detener el cambio climático y el aumento del efecto invernadero.
Aunque las grandes decisiones, tomadas por los gobiernos de los países, son
fundamentales, hay muchas formas de ayudar a la descontaminación que
están a nuestro alcance.
Hemos de dejar de utilizar los CFC. Podemos sustituir los aerosoles, la
fuente principal de estos gases, por pulverizadores que no perjudiquen el
medio ambiente. También podemos encontrar métodos para reciclar o
destruir los CFC que provienen de otras fuentes.
El metano procedente de los excrementos del ganado se puede reciclar en
una planta química para producir energía, plantar un árbol, en casa, recordar
no malgastar la energía eléctrica. Podemos poner un buen aislante en el
tejado y doble cristal en las ventanas para reducir los escapes del calor, con
la cual cosa se necesita menos energía para mantener la casa caliente.
Utilizar un sistema de calefacción que aprovecha la energía al máximo y
necesita más energía para producir calor.
También podemos reducir el consumo de combustibles de los automóviles.
Actualmente un coche desprende cada año cuatro veces su peso en dióxido
de carbono. Si se diseñan modelos más ligeros y aerodinámicos con motores
de bajo consumo pueden llegar a consumir solo 1/3 parte de la energía que
necesita un coche actual. Ya se han fabricado algunos automóviles que
gastan menos de 2,8 litros por cada 100 kilómetros.
Apaga las luces cada vez que se salga de una habitación; los
electrodomésticos y aparatos de bajo consumo. Las bombillas de bajo
consumo pueden durar ocho veces más y gastan solo 1/5 parte de la energía
que necesita una bombilla normal. No dejar el televisor o el equipo de música
encendidos cuando no lo usemos.
No dejar correr el agua caliente cuando se lava.
También puedes dar nuevos usos a las botellas. Recicla el vidrio, los
plásticos y el papel. A demás así podemos salvar muchos arboles
Así mismo, queremos presentar algunas soluciones en que nosotros, como
ciudadanos comunes podemos tomar en cuenta para contrarrestar los
efectos del calentamiento terrestre. Tal vez sea muy difícil que todos
proporciones esta ayuda a nuestro planeta, pero esperamos que con la
información dada, se haga conciencia en la gente para que de alguna manera,
la mayoría de las personas pongan su granito de arena con el objetivo de
detener el progresivo calentamiento global.
Algunas de las medidas que se podrían llevar a cabo son: el ahorro de
energía mediante la racionalización del uso y el empleo de tecnologías
eficientes, y obtención de la energía imprescindible por métodos renovables
de bajo impacto ambiental.
Conclusión
La única defensa razonable ante el cambio climático es la reducción drástica
de emisiones de dióxido de carbono cambiando el sistema energético y por
tanto el económico, renunciando a la devoradora filosofía de desarrollo sin
límites.
Sin embargo, no es menos cierto que la satisfacción de las necesidades
básicas del Tercer Mundo, formado por el 80% de la humanidad y donde
tiene lugar el 90% del aumento de población, conlleva un crecimiento de la
demanda energética.
Diversas actividades humanas contribuyen a la emisión de dióxido de
carbono gaseoso, de esas actividades, la combustión de combustibles fósiles
para la generación de energía provoca alrededor del 70-75% de las
emisiones de dióxido de carbono. El resto del 20-25% de las emisiones son
provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehículos.
Todos los habitantes de este planeta, estamos obligados a tomar medidas
para detener el cambio climático y el aumento del efecto invernadero.
Aunque las grandes decisiones, tomadas por los gobiernos de los países, son
fundamentales, hay muchas formas de ayudar a la descontaminación que
están a nuestro alcance.
