ciclos biogeoquímicos mcgrawhill

94

La naturalezatambién recicla

¿Qué ejemplos de reciclaje nosda la naturaleza?

94

Tema 5

En la naturalezatodo se recicla .......... 97

Tema 6

Alteración de los ciclos biogeoquímicos yproblemáticaambiental ................. 109

• Identifico condiciones de cambio y de equilibrio en los seres vivos y en los ecosistemas.

• Evalúo el potencial de los recursos naturales, la forma como se han utilizado en desarrollos tecnológicos y las consecuencias de la acción del ser humano sobre ellos.

Ecología

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96

¿Has tenido cerca a un familiar o a un amigo enfermo? Lo natural es darle al enfermo el tra-tamiento adecuado y oportuno para ayudarle a que se recupere.

Pues bien… la Tierra se encuentra en un estado similar al de una persona con problemas de salud. La contaminación del aire, del agua y del suelo, el calentamiento global y el cam-bio climático son algunos de los problemas que la aquejan. Las razones de estos problemas son múltiples, y se han presentado por una probable combinación entre la dinámica natural del pla-neta y la acción antropogénica. Cuando habla-mos de acción antropogénica nos referimos a aquella relacionada con las actividades humanas que sostienen la civilización moderna, como los sistemas de transporte, los sistemas de calefac-ción, la industrialización y la luz en los hogares, entre otras.

Para mantener el estilo de vida actual se necesitan grandes cantidades de energía, prove-nientes del petróleo y sus derivados; en especial, se queman combustibles fósiles que son nuestra principal fuente de energía. Sin embargo, la can-tidad de combustible utilizado es tan enorme, que esta fuente de energía está causando emi-siones contaminantes que exceden la capacidad de equilibrio de la Tierra.

En todo el mundo existe gran preocupa-ción por el futuro cercano del planeta. Si no atendemos a tiempo los problemas ambienta-les que aquejan, se podrían presentar desastres de mayores dimensiones a las ocurridas hasta ahora, como superinundaciones, epidemias, reducción de la biodiversidad y escasez de ali-mento y de agua.

Es necesario que el mundo se encamine hacia el uso de energías limpias, aunque esto lleva tiempo. Por eso es fundamental que cada uno de nosotros participe activamente en el cui-dado del planeta, practicando principios ecoló-

gicos básicos como los que promueven algunos medios de comunicación a través de campa-ñas ecologistas. Algunas de las campañas tie-nen nombres y frases tan persuasivas como las siguientes:

• Ahorraenergíaysalvaalmundo.• Lasciudadesdelmañana:dedevoradorasde

energía a máquinas verdes.• Recoge,reutilizayrecicla.• Caminaoutilizalabicicleta.• Aguaquehasdebeber,déjalacorrerlimpia.

A través del correo electrónico también se difunden mensajes que nos ayudan a sensibili-zarnos sobre esta situación; y en Internet exis-ten numerosas páginas web con una misión informativa y formativa al respecto. En España, un ejemplo de este tipo de movimientos es la Fundación Biodiversidad del Ministerio del Medio Ambiente, que promueve una campaña de sensibilización sobre el cambio climático del planeta. La fundación entrega a los visitantes de la página web, interesados en estos temas, un carné que identifica a su poseedor como miem-bro del Club del Protocolo de Kyoto, y éste, a su vez, firma un compromiso de acción concreto.

La Tierra necesita que todos la cuidemos

Reflexiona1. Diseña una campaña ecologística similar a las presenta-

das en la lectura y ponla en práctica en tu colegio y en tu casa, con tus compañeros y familiares.

2. Dibuja el recorrido que haces desde tu casa hasta el cole-gio. ¿Serías capaz de hacerlo en bicicleta todos los días? ¿Esto contribuirá con el cuidado de la Tierra? Argumenta tus respuestas.

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Si quieres ser miembro del Club del Protocolo de Kyoto, visita la página:www.fundacion-biodiversidad.es

Explora en internetExplora en internet

En la naturalezatodo se recicla

Tema

Competencias

Comprensión de información

• Explico la importancia de los ciclos biogeoquímicos para el equilibrio ecológico del planeta.

• Describo las principales fases de algunos ciclos biogeoquímicos.

Indagación y experimentación

• Interpreto algunos modelos de los ciclos biogeoquímicos y establezco sus interrelaciones.

• Planteo hipótesis acerca de algunos fenómenos relacionados con el ciclo de nutrientes.

Promoción de compromisos personales y sociales

• Reconozco, evalúo y comparo las estrategias de la naturaleza con las utilizadas por las personas para reciclar sustancias.

• Reconozco que los modelos de la ciencia cambian con el tiempo y que varios pueden ser válidos simultáneamente.

Resuelve los siguientes ejercicios en tu cuaderno de actividades:1. ¿Qué es un ciclo? Menciona algunos ejemplos.2. Observa el ciclo y realiza los siguientes análisis: ¿con qué actividad comienza y con cuál termina?, ¿qué

actividades están planteadas para la mitad del ciclo, al finalizar el primer cuarto y al finalizar los tres cuartos del ciclo?, ¿clasificarías este ciclo como biológico, atmosférico, químico u otro?, ¿qué nombre le darías? Escribe tus respuestas.

Manejo conocimientos propios de las ciencias naturales

Describo y relaciono los ciclos de algunos elementos y de •la energía en los ecosistemas.

Justifico la importancia del agua en el sostenimiento de la vida.•

Explico la función del suelo como depósito de nutrientes.•

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Levantarse

Desayunar

Hacer tareas

Organizarcosas

Dormir

Ir al colegio

Regresar a casaComer

Almorzar

Compartiren familia

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Explora

Me aproximo al conocimiento como científico(a) natural

Registro mis resultados en forma organizada y sin alteración alguna.•

Formulo explicaciones posibles, con base en el conocimiento cotidiano, •teorías y modelos científicos, para contestar preguntas.

¿De dónde provienen los carbonatos?¿Cómo proceder?1 Tritura un poco de cada material y ponlo en uno de los tubos de ensayo

o vaso transparente.

Marca los tubos con el nombre de cada una de las muestras.3Agrega vinagre a cada una de las muestras hasta cubrirla

(1 cc aproximadamente).4Emplea una lupa para observar lo que ocurre con cada muestra

al cabo de una semana.

Razona y concluye1 ¿Cuáles de las muestras provenían de organismos?

2 ¿Cuáles de las muestras reaccionaron con el vinagre y produjeron burbujas?

3 Estas burbujas son de CO2, que se produce cuando los carbonatos presentes en las muestras reaccionan con el vinagre. Predice de dónde crees que provienen esos carbonatos.

4 Analiza la tabla 5.1, que indica algunos de los componentes del huevo de gallina. Predice de dónde provienen esos nutrientes.

Explora algo más1 Indaga: ¿qué nutrientes obtienen las plantas del suelo y del agua? Escribe tus hallazgos.

2 ¿Qué nutrientes obtienen los animales de las plantas?

3 ¿Para qué se agregan fertilizantes a un cultivo?

Materiales• Tubos de ensayo o vasos transparentes• Cáscaras de huevos trituradas• Dientes de animal muerto (opcional)• Conchas• Tiza• Tableta de antiácido• Pedazo de piedra caliza o de mármol• Vinagre• Lupa

Componente CantidadAgua 75,2 g

Nitrógeno total 2,03 g

Nitrógeno proteico 1,93 g

Hidratos de carbono 0,68 g

Calcio 56,2 mg

Magnesio 12,1 mg

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Tabla 5.1. Composición de 100 g de un huevo de gallina.

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Idea principalEl planeta Tierra funciona como una gran fábrica de nutrientes para los seres vivos. Estos nutrientes se mueven y reciclan a través de los ciclos biogeoquímicos, atmosféricos y geológicos.

Vocabulario

Ciclo biológico, 99Ciclo geológico, 99Ciclo atmosférico o gaseoso, 99Ciclo biogeoquímico, 99Hidrosfera, 99Atmósfera, 99Geosfera, 99Biosfera, 99Nutrientes, 99Acuífero, 100Fotosíntesis,101Autótrofo, 101Ozono, 101Bioelemento, 103Bacteria nitrificante, 103Bacteria desnitrificante, 104Guano, 104

Lectoescritura1. Indaga en diferentes fuentes

uno de los siguientes temas:• Ciclo lunar• Ciclo menstrual• Ciclo vital de las ranas o de las

mariposas.• Ciclo de la meiosis Representa sus fases en una

figura o diagrama cíclico.2. ¿Cuál de los ciclos

biogeoquímicos te parece más importante para el equilibrio del planeta? Argumenta tu respuesta.

Los fenómenos cíclicosMuchos de los fenómenos que ocurren en el planeta son cíclicos, es decir, se componen de una serie de pasos o fases que se repiten con determinada frecuencia y que cumplen con una función específica. Estos procesos se pueden clasi-ficar así:

• Ciclos biológicos: son aquellos que ocurren en los orga-nismos vivos, como el ciclo de vigilia-sueño, el ciclo de la reproducción celular, el ciclo menstrual, etc.

• Ciclos geológicos: son los que mueven las sustancias, principalmente entre la geosfera o corteza terrestre (suelo, rocas, sedimentos, etc.), la hidrosfera y los organismos vivos. Estas sustancias son retenidas en las rocas sedimen-tarias, generalmente durante períodos que alcanzan millo-nes de años. Por ejemplo, los ciclos del fósforo y el azufre.

• Ciclos atmosféricos o gaseosos: son los que mueven los nutrientes principalmente entre la atmósfera y los seres vivos; tienen que ver con el reciclaje de gases como el oxí-geno, dióxido de carbono y nitrógeno. Por lo general, las sustancias que intervienen en estos procesos se reciclan rápidamente, con frecuencia de horas o días.

• Ciclos biogeoquímicos: las sustancias circulan por la hidrosfera (agua), la atmósfera (aire), la geosfera (tierra) y la biosfera (seres vivos). Es el caso del ciclo hidrológico.

Gracias al funcionamiento natural de estos ciclos es que tenemos oxígeno en la atmósfera –para respirar– y agua en los ríos, para beber. Es decir que ellos nos aportan los nutrien-tes, o sea las sustancias que los seres vivos necesitamos para vivir.

El suministro de minerales que necesitan las plantas en el suelo también tiene que reponerse continuamente a través de estos ciclos. Cuando los ciclos se alteran, como sucede en la actualidad por diversas actividades humanas a gran escala, se presentan problemas ambientales como el descongelamiento de los glaciares, la contaminación del aire y del agua, la reduc-ción de la capa de ozono o el calentamiento global.

Nuestro primer objetivo de este tema es conocer cómo se mueven las sustancias en cada uno de los ciclos, compren-der su importancia para el equilibrio de la naturaleza y tomar decisiones responsables que contribuyan a su restauración y cuidado.

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Ciclo del agua

La vida terrestre depende del ciclo del agua, y esto ha venido ocurriendo durante billones de años. El ciclo del agua (figura 5.1) se puede des-cribir en las siguientes cuatro grandes fases:1. Evaporación: fase líquido-gas. En esta

fase, el agua de los océanos se evapora por la acción del calor generado por la luz solar y todos los procesos energéticos del planeta, para luego subir a la atmósfera. Las molécu-las de agua evaporada permanecen en el aire durante aproximadamente diez días. Diver-sos estudios han demostrado que los océa-nos, mares, lagos y ríos proveen alrededor del 90% de la humedad atmosférica debido a la evaporación; el otro 10% proviene de la transpiración de las plantas.

2. Condensación: fase gas-líquido. El agua evaporada en la atmósfera se mezcla con diminutas partículas de polvo, sales y humo. Como la atmósfera alta es muy fría, el gas se condensa y origina gotas de nube que, en conjunto, forman las grandes nubes. El agua de las nubes está en continua evaporación y condensación y se mantiene allí debido a las ráfagas de aire ascendente que soportan su peso. Las corrientes de aire hacen que las nubes se muevan alrededor del planeta.

3. Precipitación. Cuando las moléculas de agua en las nubes empiezan a colisionar entre sí, se forman gotas cada vez más grandes y son tan pesadas que salen de la nube y caen o se precipitan en forma de lluvia, aguanieve, nieve o gra-nizo. Para que se produzca una gota de lluvia se requie-ren muchas moléculas de agua de la nube.

3. Precipitación

2. Condensación

1. Evaporación4. Almacenamiento de agua en los océanos

Se ha demostrado que la cantidad de agua que se evapora es más o menos la misma que se precipita tanto en la superficie terrestre como en los océanos. En los océanos, sola-mente el 10% del agua evaporada se mueve hacia tierra firme y cae y se precipita de dife-rentes formas.

4. Almacenamiento de agua en los océanos. El agua precipitada toma diversos caminos. Por ejemplo, el agua que cae en forma de nieve se acumula sobre la superficie en capas de hielo o se derrite con el calor y sigue su trayecto. La que cae en forma de lluvia alcanza los ríos en las depresiones del terreno, se infiltra en la tierra para formar depósitos subterrá-neos o se mantiene en las capas superiores del suelo, donde puede ser absorbida por las plantas.Parte del agua subterránea emerge a la

superficie terrestre en forma de manantiales de agua dulce. Otra parte del agua infiltrada alcanza las capas más profundas del suelo y recarga los acuíferos, que son las formaciones

Figura 5.1. El ciclo del agua o ciclo hidrológico describe el movimiento del agua alrededor del planeta. Aproximadamente el 96,5% del agua está en los océanos, el otro 3,5% se distribuye en el resto del planeta.

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geológicas por donde circulan o se almacenan las aguas subterráneas. El agua que proviene de la descongelación de los glaciares fluye al mar. De esta forma, el agua continúa su constante movimiento, para retornar una vez más a los océanos, donde se reinicia el ciclo hidrológico.

Ciclo del oxígenoEste ciclo es el encargado de fabricar oxígeno para el planeta (figura 5.2). Se realiza en las siguientes fases:1. Fotosíntesis. Mediante este proceso los autó-

trofos o productores liberan oxígeno.2. Formación de ozono. Las moléculas de

oxígeno que se elevan a la estratosfera son impactadas por las radiaciones de onda corta (r.o.c.) de la luz solar y se rompen en átomos de oxígeno. Estos átomos se unen a otras moléculas de oxígeno (O2) y forman ozono (O3), compuesto que conforma la capa de ozono, la cual protege a los seres vivos de las

radiaciones solares. Esta reacción química se expresa así:

2O2 + r.o.c. 2O + 2O + 4O2 4O3

donde r.o.c. son las radiaciones solares de onda corta

3. Formación de más oxígeno. El ozono (O3) se vuelve a romper y libera O2 por acción de las radiaciones ultravioleta. Químicamente la reacción se representa así:

2O3 + Radiaciones ultravioleta 3O2

4. Respiración de los seres vivos. El oxígeno en la atmósfera y el que se disuelve en el agua es absorbido y utilizado por los autó-trofos y heterótrofos durante la respiración.

El oxígeno es un recurso natural que se renueva a partir de los procesos descritos en el ciclo. Su funcionamiento se relaciona estrechamente con los ciclos del carbono y del agua. Los anima-les, al respirar, lo combinan con el carbono y lo devuelven a la atmósfera en forma de dióxido de carbono.

Figura 5.2. El oxígeno comenzó a formar parte de la atmósfera terrestre hace unos 3.200 millones de años, con el proceso de la fotosíntesis.

Se libera oxígeno

C02

02C02

C02

02

02

03

02

2. Formación de la capa de ozono

1. Proceso de fotosíntesis en los autótrofos

4. Consumo de O2 en el proceso de la respiración y liberación de CO2

3. Formación de más oxígeno

Entraluz solar

(r.o.c.) (radiacionesultravioleta)

Molécula de oxígenoMolécula de CO2Molécula de ozono

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Ciclo del carbonoEste ciclo es muy importante porque el carbono forma parte de las biomoléculas o moléculas orgánicas (carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos) (figura 5.3). Comienza igual que el del oxígeno, es decir, a partir de la fotosín-tesis, y se desarrolla con los siguientes pasos:

1. Captación de dióxido de carbono por los organismos autótrofos. Éstos realizan la fotosíntesis con el agua absorbida en presen-cia de la luz solar. Como resultado de este proceso, las moléculas de agua se rompen y se libera oxígeno, y el carbono forma cade-nas de carbohidratos como la glucosa, grasas y proteínas que se almacenan en los tejidos de los productores. La siguiente ecuación resume este proceso:

12 H2O + 6CO2 C6H12O6 (glucosa) + 6O2 + 6H2O

2. El carbono pasa de productores a herbívo-ros y de éstos a los carnívoros, cuando son consumidos a través de la red trófica.

3. El carbono se libera en la respiración. Las plantas y los animales captan oxígeno durante la respiración y rompen la glucosa para

obtener energía y cumplir sus funciones. En este proceso liberan dióxido de carbono y vapor de agua a la atmósfera. La reacción quí-mica se representa así:

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O

4. Los organismos que mueren se descom-ponen por acción de las bacterias y liberan CO2 que se almacena en el suelo en forma de rocas carbonatadas, carbón y petróleo a través de procesos químicos que requieren mucho tiempo.

5. El CO2 se intercambia entre la geosfera y la atmósfera. Esto ocurre por la acción de varios procesos como el de meteorización de las rocas carbonatadas o por lavado de las llu-vias. Así mismo, por las erupciones volcáni-cas y por la quema de combustibles fósiles.

6. El carbono atmosférico se precipita a la geos-fera o se mueve por acción de organismos como las corales en la hidrosfera.

El carbono permanece en movimiento cons-tante entre la atmósfera y la hidrosfera para que la concentración se mantenga en equili-brio en ambos medios.

1. Captación de CO2

2. El carbono pasa a los herbívoros y carnívoros 4. Los organismos

muertos liberan CO2

6. El carbono atmosférico se precipita a la hidrosfera

5. El CO2 se intercambia entre la geosfera y la atmósfera

3. El carbono se libera en la respiración como CO2

Figura 5.3. El carbono es el cuarto elemento de mayor abundancia en el universo y es un componente esencial de la vida terrestre.

CO2CO2

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Ciclo del nitrógenoEl nitrógeno es un bioelemento, es decir, una sustancia que hace parte de los seres vivos y es fundamental para la síntesis de proteínas, áci-dosnucleicos(ADNyARN)yotrasmoléculas.

Las fases del ciclo muestran cómo se mueve el nitrógeno a través de la geosfera, la hidros-fera y la atmósfera. Los pasos que se dan son los siguientes:

1. Fijación biológica del nitrógeno atmosfé-rico en el suelo. Esta tarea es realizada por las bacterias nitrificantes, es decir, las que toman el nitrógeno gaseoso de la atmós-fera (N ) y lo combinan con el hidrógeno para formar amoniaco (NH3). La reacción se representa así:

N2 + 8H+ 2NH3 + H2

Las bacterias nitrificantes viven dentro de los nódulos de las raíces de plantas legumi-nosas como el fríjol y la arveja. Éste es un ejemplo de mutualismo donde las plantas les suministran alimento a las bacterias y reci-

ben a cambio amoniaco o nitratos que no pueden tomar directamente de la atmósfera. En los ecosistemas acuáticos, la fijación de nitrógeno la realizan las cianobacterias que viven en las cavidades de plantas acuáticas.

2. Asimilación de nitratos o amoniacos. Ocu-rre cuando las plantas leguminosas absorben a través de sus raíces nitrato (NO3) o amo-niaco (NH3) para formar proteínas y ácidos nucleicos.

3. El nitrógeno se mueve en la cadena tró-fica. Pasa de las plantas a los herbívoros y de éstos a los carnívoros a través de las redes tróficas.

4. Amonificación. Corresponde a la liberación de nitrógeno en forma de amonio (NH4), a partir de la orina, excrementos de las aves y organismos muertos.

5. Nitrificación. En este proceso intervienen dos tipos de bacterias: las nitrosomonas, que provocan un cambio químico en el amonio (NH4+) y producen nitrito (NO ), y las nitro-bacter, que actúan sobre el nitrito y hacen el cambio químico para convertirlo en nitrato. En

Figura 5.4. La reserva principal del nitrógeno es la atmósfera.

2. Las plantas leguminosas toman el nitrógeno del suelo

1. Las bacterias nitrificantes fijan el nitrógeno atmosférico en el suelo

5. Otras bacterias convierten el amoniaco de la orina en nitratos (nitrificación)

3. El nitrógeno pasa a los herbívoros y carnívoros

6. Desnitrificación

4. Los animales liberan amoniaco en la orina (amonificación)

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este proceso, las moléculas de NH y NO son convertidas en nitrógeno molecular que no es asimilable.

6. Desnitrificación. Es realizada por las bac-terias desnitrificantes, que producen un cambio químico en los nitratos en presencia de carbono y agua para convertirlo en N2(g), que es liberado directamente a la atmósfera para reiniciar el ciclo.

4NO3 + 5C + 2H2O(g) 2N2(g) + 4HCO3 + CO2

Ciclo del fósforo

El fósforo es otro componente esencial en los organismos para la formación de los ácidos nucleicos, moléculas fosfatadas y fosfolípidos que forman parte de las membranas celulares, los huesos y dientes de los animales. La prin-cipal reserva de fósforo está en la geosfera y su proceso para que lo puedan utilizar los seres vivos es muy lento.

El ciclo del fósforo presenta estas fases:

1. Erosión de las rocas fosfatadas

5. Deposición del fósforo

6. Fosfatización

4. Movimiento del fósforo a las aguas

2. Asimilación del fósforo por las plantas

3. Movimiento del fósforo en animales

1. Erosión de las rocas que contienen fós-foro. La lluvia erosiona las rocas fosfatadas y lo mueve disuelto en el agua del suelo.

2. Asimilación del fósforo. Las plantas absor-ben el fósforo del suelo a través de las raíces.

3. Movimiento del fósforo por la red trófica. El fósforo orgánico de las plantas pasa a los herbívoros y de éstos a los carnívoros a tra-vés de la red trófica.

4. Movimiento del fósforo a las aguas. El fósforo se diluye con el agua del suelo y va hacia los ríos y el mar, donde los peces lo asimilan; luego pasa a las aves y con ellas al suelo a través de los excrementos o guano.

5. Depósitos de fósforo en el fondo marino. Los organismos muertos de ríos y océanos lo depositan en el fondo marino como piedra fosfatada.

6. Fosfatización. Las bacterias fosfatizantes actúan sobre los organismos muertos y los excrementos y los convierten en fosfatos disueltos que son absorbidos por las raíces de las plantas.

Figura 5.5. La reserva principal del fósforo está en las rocas fosfatadas de la corteza terrestre.

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Ciclo del azufreLas reservas fundamentales del azufre son la corteza terrestre y los fondos marinos. Las rocas lo contienen en forma de sulfuros que se han sedimentado en el transcurso de largos perío-dos de tiempo. Los pasos del ciclo del azufre son los siguientes:1. Las plantas absorben el azufre combinado

del suelo a través de las raíces.

2. Luego pasa a los herbívoros y de éstos a los carnívoros a través de la cadena trófica.

Figura 5.6. El azufre es requerido por los seres vivos en pequeñísimas cantidades para producir las proteínas.

La geosfera está formada por rocas con sulfuros de hierro

Atmósfera (SO2)

Hidrosfera

2. El azufre pasa a los herbívoros y carnívoros en la cadena trófica

3. Cuando los volcanes erupcionan liberan azufre a la atmósfera

1. El azufre del suelo es absorbido por las raíces de las plantas

4. El azufre que hace parte de los compuestos de la atmósfera cae al suelo

3. Otra parte del azufre que llega a la atmósfera proviene de las erupciones volcánicas, del simple oleaje de las aguas, donde se encuen-tra combinado.

4. En la atmósfera se combina con el vapor de agua y se precipita al suelo.

5. Cuando los organismos mueren y se des-componen por acción de las bacterias, el azufre pasa nuevamente al suelo.

6. El azufre disuelto en el agua también se fil-tra en el suelo.

Amplía tu información sobre el ciclo del agua en:http://ga.water.usgs.gov/edu/watercyclespanish.htmlhttp://www2.epm.com.co/bibliotecaepm/biblioteca_virtual/actividades-pcbgq.htmwww.aguasdesevilla.com/infantil/infan/ciclome.html. Para ver el proceso de purificación del agua que se consume en los hogares.www.eeppm.com/bibliotecaepm/biblioteca_virtual/actividades_pcbgq.htmAmplía tu información sobre el ciclo del carbono en: www.ceroco2.orgwww.ciclodelcarbono.comwww.ciceana.org.mx


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¿Alguna vez has plantado un árbol? ¿Qué cuidados tuviste en cuenta?

Muchas personas siembran un árbol sin tener en cuenta los nutrientes que requiere, ni la humedad o cantidad de luz que necesita. Las consecuencias se ven al poco tiempo: el árbol no crece, se manifies-tan enfermedades o se produce la muerte.

Cuando las deficiencias de nutrientes son seve-ras, las plantas presentan síntomas como clorosis de hojas; hojas marchitas, enrolladas o torcidas; ramas y hojas muertas; crecimiento insuficiente, que hace que la planta sea más susceptible a heridas provo-cadas por insectos, o a enfermedades por tempera-tura y humedad extremas.

Por estas razones es importante considerar:•Un test de nutrientes. Se utilizan dos métodos:

análisis de suelo y análisis de tejido.•Seleccionar fertilizantes apropiados. Algunos

se colocan en las hojas, otros en el suelo y otros bajo la superficie por inyección.

•Seleccionar la especie adecuada para el terreno donde se va a plantar.

Comprensión de la lectura

1. Ordena de mayor a menor importancia los aspectos para lograr que un árbol tenga mejores opciones para su desarrollo.

2. Indaga: ¿qué otros aspectos son importantes para plantar un árbol en condiciones adecuadas?

AgronomíaCondiciones adecuadas para los cultivos

Estos ciclos involucran cambios físicos y químicos. Por ejemplo, en el ciclo hidrológico las moléculas de agua pasan constantemente de estado líquido a gaseoso o a estado sólido y viceversa. En los ciclos del nitrógeno, azufre y fósforo se forman compuestos que pueden ser asimilados por los seres vivos o que permiten su transporte por otros medios.

En toda reacción química, un átomo puede ceder o recibir electrones. Si los dona, se dice que se oxida; si los gana, se dice que se reduce. La ten-dencia de un átomo a recibir o donar electrones depende de su electronegatividad. Cuanto mayor sea ésta, mayor será la capacidad de atraer electro-nes hacia sí mismo.

Cada electrón tiene una cantidad de energía aso-ciada. Por ello, un compuesto reducido posee mayor cantidad de energía que uno oxidado. A manera de síntesis se puede decir que los compuestos dentro del ecosistema oscilan entre estados de alta y baja energía.

El paso de las sustancias por los ciclos se hace por procesos de oxidación y reducción. La oxidación implica una liberación de energía, como ocurre en la respiración, mientras que la reducción implica un

aporte de energía, como sucede en el caso de la fotosíntesis.


Con la ayuda de tu profesor o profesora, analiza los cambios químicos de un par de sustancias que intervienen en alguno de los ciclos biogeoquímicos y los procesos de oxidación y reducción e identifica que ocurren en él.

QuímicaLos ciclos bioquímicos

107

Químico alemán nacido en 1868. Puesto que la química no era entonces una carrera con grandes expectativas económicas, Haber se dedicó a vender patentes y a desa-rrollar tecnología para las grandes empresas industriales, como BASF y Bayer, y dedicó parte de su tiempo a la investigación sobre el amoniaco.

Aunque un siglo atrás Berthelot había descrito el amoniaco como un compuesto de hidrógeno y nitrógeno, nadie había podido producirlo en el laboratorio. Un día de 1909, Haber logró deslum-brar a los directivos de la Fábrica Bávara de Anilina y Sosa de Baden (BASF) al producir unas gotas de amoniaco a partir del agua y del aire. Haber utilizó altas presiones y temperaturas y aceleró la reacción con un catalizador, el Osmio. En 1913, Carl Bosch, químico del equipo de BASF, perfeccionó la técnica y se comenzó a producir amoniaco por toneladas.

El amoniaco se comenzó a utilizar en todo el mundo para producir abonos nitrogenados. En 1918, Haber ganó el Premio Nobel por su contribu-ción en la fabricación de los fertilizantes sintéticos que incrementaron sustancialmente la producción agrícola mundial.

Haber ganó mucho dinero con sus patentes, pero su fanatismo y el nacionalismo de la época le hicie-ron poner todo su talento y prestigio científico al servicio de la producción de armas químicas como el fosgeno, los gases lacrimógenos y el cloro gaseoso, causantes de la primera de las grandes masacres del siglo XX. Fue durante la guerra de 1914-1918, que algunos denominaron “la guerra de los químicos”. Tras la derrota de Alemania, Haber fue juzgado como un criminal de guerra por los aliados y tuvo que refugiarse en Suiza.

Fritz Haber

Personajes y contextos

Amplía la ficha biográfica

1. ¿Qué aspectos sobre el ciclo del nitrógeno pudie-

ron contribuir en el proceso industrial de Haber y

Bosch?

2. Averigua otros datos de Haber que muestren su

lado humano, tanto en aspectos positivos como

negativos.

3. Reflexiona acerca de la responsabilidad de los

científicos con el uso de sus descubrimientos y

escribe un párrafo con tu opinión acerca de los

aportes de Haber a la ciencia.

Lee diagramasLos ciclos biogeoquímicos

Identifica la(s) rejilla(s) que cumplen cada una de las siguientes afirmaciones:

Ciclo del carbono Ciclo del S

Ciclo del N Ciclo del O2

a. En este ciclo se produce la sustan-cia que respiramos para mantenernos vivos.

b. En este ciclo se recicla la sustancia que exhalamos en la respiración

c. Los seres vivos necesitan de este ciclo para obtener una sustancia que se necesita para elaborar proteínas.

Ayuda: todos los ciclos biogeoquímicos producen sustancias que son importantes para mantener la vida en el planeta.

1

3

2

4

Ciencia, tecnología, sociedad y ambiente

108

Tecnologías para enriquecer las características del suelo

Un suelo en buenas condiciones es esencial para alcanzar una cosecha provechosa. Para lograrlo, requiere que tenga los nutrientes nece-sarios para que las plantas puedan crecer y ser productivas. Las plantas necesitan macronu-trientes como: nitrógeno (N), fósforo (P), pota-sio (K), calcio (Ca), magnesio (Mg), azufre (S), y micronutrientes como: hierro (Fe), cinc (Zn), manganeso (Mn), boro (B), cobre (Cu), molib-deno (Mo) y cloro (Cl). Cuando hay carencia de ellos en el suelo se manifiestan diversos sínto-mas como hojas amarillas, menor crecimiento, escasez de flores, deformación de frutos, etc.

¿Cómo se maneja la fertilidad del suelo?

Un suelo pobre puede llegar a ser muy pro-ductivo si se maneja con el suficiente cuidado. Abonos como el compost y la turba ayudan a mejorar la estructura del suelo, y los fertilizan-tes contribuyen a mejorar la productividad.

Compost: se compone de desechos orgá-nicos como hojas y pasto cortado, sobrantes de verduras, hierbas, etcétera. Estos elementos se alternan con tierra y se comprimen.

Fertilizantes: los fertilizantes incluyen principalmente K, N y P, que se aplican un poco

antes de la plantación para que las plantas los aprove-

chen de la mejor forma.

Abono verde: Se puede preparar con legum-bres en un proceso similar al del compost.

Capa de hierba: sirve para proteger el suelo de la erosión. La hierba se dispersa sobre el suelo en una capa de seis centímetros alrededor de la planta.

Debido al impacto ambiental de la agricul-tura masiva y los investigadores, agricultores y ambientalistas en general han propuesto cam-bios en la agricultura convencional por la lla-mada agroecología, que incluye alternativas más amigables con el medio ambiente como la agricultura natural, orgánica y la permacul-tura.


1. ¿Qué macronutrientes requieren las plantas para lograr un buen crecimiento?

2. ¿Cómo se pueden mejorar las condiciones de un suelo pobre?


Analizo las ventajas y desventajas del uso de algunas tecnologías •para enriquecer los suelos.

108

Analiza el impacto social y ambiental

1. ¿El uso de fertilizantes es benéfico o no? Argu-

menta tu respuesta.

2. Indaga qué son los productos orgánicos y cuáles

son sus ventajas y desventajas.

... hacia el desarrollo de compromisos

personales y sociales

Indaga acerca de la permacultura y las posibilidades

de desarrollo que existen con el uso de esta tecno-

logía en el país.

Alteraciónde los ciclos

biogeoquímicos y problemática

ambiental

Tema

Competencias

Comprensión de información

• Describo algunos problemas ambientales y su relación con la alteración de algunos ciclos biogeoquímicos.

Indagación y experimentación

• Construyo modelos explicativos de problemas ambientales.

• Indago sobre la problemática ambiental actual y los convenios internacionales para enfrentarla.

Promoción de compromisos personales y sociales

• Participo activamente en las campañas que promueven las tres erres: reutilización de sustancias, reducción de emisiones contaminantes y reciclaje.

• Me informo acerca de los posibles efectos del cambio climático en la región donde vivo y preparo planes de protección.

Resuelve los siguientes ejercicios en tu cuaderno de actividades:1. ¿En qué lugares del país o del mundo se han presentado

últimamente inundaciones, sequías, cambios en las migraciones de aves, oleadas de calor o de frío intenso? ¿Cuáles crees que han sido las causas y consecuencias de estos fenómenos? ¿Qué medidas preventivas se han planteado?

2. Escribe las causas y consecuencias de un problema ambiental que esté afectando la región donde vives.

3. ¿Cuáles son tus inquietudes acerca de los problemas ambientales?

Manejo conocimientos propiosde las ciencias naturales

Justifico la importancia del agua en el sostenimiento de la vida y como •factor de surgimiento y desarrollo de comunidades humanas.

Relaciono algunos problemas ambientales con la alteración de los ciclos •biogeoquímicos y sus implicaciones para la salud humana y del planeta.

Identifico recursos renovables y no renovables y los peligros a los que •están expuestos a causa del desarrollo de los grupos humanos.

109

ExploraMateriales

• Cartón

• Plásticos

• Otros, según el experimento seleccionado

Razona y concluye1¿Qué entiendes por modelo científico o modelo explicativo?

2¿Qué ventajas tiene utilizar un modelo explicativo para aprender un tema?

3¿Por qué crees que los científicos utilizan modelos para explicar algunos fenómenos de la naturaleza?

4¿Qué obstáculos tuviste para desarrollar esta experiencia y cómo los superaste? ¿Qué aciertos consideras haber logrado con el experimento?

5¿Cuál de los modelos presentados por tus compañeros te gustó más y por qué?

Explora algo más¿Qué ajuste le harías a tu experimento o a los de otros compañeros y para qué?

Me aproximo al conocimiento como científico(a) natural

Manifiesto mi creatividad en la elaboración de modelos explicativos.•

¿Para qué se utiliza un modelo explicativo?

¿Cómo proceder?1Consulta qué es un modelo científico o explicativo.

Analiza la figura de la derecha, correspondiente a un modelo del fenómeno llamado efecto invernadero, en el cual el vidrio cumple la misma función de la atmósfera, es decir, retener la energía de los rayos solares.

2Explora la siguiente página: http://www.ecoeduca.cl, sección Actividades y experimentos.

3Revisa con detenimiento los modelos y escoge el que más te guste para explicar un fenómeno ambiental.

4Diseña el modelo determinando el objetivo, la lista de los materiales que necesitas y los pasos para realizarlo. Describe los resultados de tu experiencia.

5Comparte tu experiencia con tus compañeros del curso.

110

111

Idea principalDiferentes actividades humanas o antropogénicas a gran escala de los últimos dos siglos están alterando los ciclos de la naturaleza, con lo cual es probable que se generen problemas ambientales y se aceleren cambios en la dinámica del planeta, como los que hemos observado en el clima.

VocabularioAcción antropogénica, 111Combustible fósil, 111Basura, 111Contaminación, 112Control vehicular de gases, 112Ozono antropogénico, 112Tecnologías limpias, 113Agricultura intensiva, 113Aguas residuales, 113Lixiviación, 113Eutrofización, 114Deforestación, 114Desertificación, 114Erosión, 114Gases tóxicos, 114Gases de efecto invernadero (GEI), 115Sumideros, 118Dengue, 119Climatología, 123

Lectoescritura

Elabora una tabla comparativa de los siguientes fenómenos: efecto invernadero, calentamiento global y cambio climático. Considera aspectos comunes y diferentes entre ellos.

Panorama general de la problemática ambientalToda la problemática ambiental actual gira en torno al abuso, maltrato o uso inapropiado que los seres humanos le hemos dado a los recursos naturales como los bosques, el suelo, el agua y el aire. Eso ha provocado que desde hace un tiempo se hayan alte-rado los ciclos biogeoquímicos, que son los que sostienen la vida en el planeta.

Las actividades humanas que afectan la naturaleza se cono-cen como acción antropogénica, y se clasifica según el lugar donde ocurren en zonas rurales, zonas urbanas y zonas costeras, y de acuerdo con los asentamientos humanos en el campo, la ciu-dad y las costas, respectivamente. En seguida veremos cómo ha sido la acción antropogénica en cada una de las zonas.

Zonas rurales. Se incluyen actividades antropogénicas como el uso de pesticidas o plaguicidas, herbicidas y fertilizantes, cau-santes de la eutrofización, la deforestación, la desertificación y la erosión, conceptos que analizaremos más adelante.

Zonas urbanas. Se incluyen las actividades relacionadas con la quema de combustibles fósiles, la emisión de gases tóxicos, la eliminación de aguas residuales y la producción de basura doméstica e industrial, entendiéndose por basura aquellos dese-chos que no se pueden reciclar.

Zonas costeras y en los mares. Se presentan derrames de petróleo o marea negra, desechos industriales y marea roja, entre otros.

Debido a la acción antro-pogénica, el planeta está pre-sentando algunos problemas ambientales: contaminación del aire; reducción de la capa de ozono; contaminación del suelo y del agua; efecto de la lluvia ácida, efecto invernadero anómalo y su posible relación con el calentamiento global y los cambios climáticos.

Figura 6.1. Panorama de Bogotá. La contaminación se observa de un color oscuro en la atmósfera.

111

112

Contaminación del aireEl aire limpio se compone principalmente de nitrógeno (78%), oxígeno (21%) y dióxido de carbono (0,03%). Sin embargo, con el incre-mento de la población y de las construcciones de viviendas, carreteras y toda la infraestruc-tura de las grandes ciudades, el aire se ha ido llenando de partículas como polvo y tierra. Además, la quema de combustibles para el funcionamiento de las industrias y el trans-porte automotor han incrementado su conta‑minación, que no es otra cosa que el exceso de partículas y sustancias que alteran las pro-piedades físicas y químicas naturales del agua, el aire y la tierra. Las partículas más livianas flotan en las capas más altas y se mueven con el viento; las más pesadas quedan suspendi-das más cerca de la superficie. En la tabla 6.1 puedes ver cuáles son los mayores contami-nantes del aire, y cómo se producen.

Después de analizarla, piensa cuáles de estos contaminantes afectan la región donde vives y cuáles se relacionan con el control

Contaminante ¿Cómo se produce?

Monóxido de carbono (CO)Por la quema de madera, carbón, llantas, tabaco, gasolina y otros combustibles.

Óxidos de azufre (SOx)Por la quema de combustibles con alta concentración de azufre, como carbón mineral, petróleo crudo, diésel.

Partículas suspendidas o PST (polvo, polen, tierra, arena, cenizas y humo; microorganismos que viajan por el aire y residuos minúsculos de algunos metales como aluminio, hierro o plomo).

Al realizar diferentes trabajos como la construcción de viviendas y carreteras, la fundición de metales y la utilización de pinturas y barnices.

Óxidos de nitrógeno (NOx) (uno de los precursores del ozono nocivo).

Por la combustión de gasolina en automóviles e industrias.

Hidrocarburos (HC)

Por emisiones gaseosas de gasolina no quemada y de solventes de pintura y pegamento. También provienen de depósitos y derrames de gasolineras, vehículos mal afinados o sin tapón de gasolina, aerosoles, barnices y pinturas de aceite.

Ozono antropogénico (O3)Por acción de los rayos ultravioleta sobre los óxidos de nitrógeno y los hidrocarburos en las capas más bajas de la atmósfera.

vehicular de gases, es decir, el que se realiza en las grandes ciudades para reducir la conta-minación causada por falta de mantenimiento de los automotores.

Además de los daños ambientales, la conta-minación del aire provoca problemas de salud como la fiebre tifoidea, el cólera y la hepati-tis infecciosa, que se transmiten por microor-

Tabla 6.1. Principales contaminantes del aire.

Figura 6.2. Los automóviles son los mayores emisores de CO2 en las ciudades, junto con los gases que se liberan para producir electricidad.

113

ganismos que viajan en el aire desde los focos de infección. El ozono antropogénico afecta las mucosas, las vías respiratorias y los ojos.

Reducción de la capa de ozonoEn este tema es importante diferenciar entre el ozono antropogénico y el que forma parte de la capa de ozono. El primero se describe en la tabla 6.1 como uno de los mayores contaminantes del aire en las ciudades; el segundo se encuentra en la estratosfera, a una distancia de 40 ó 50 km de la superficie terrestre, nos protege de los rayos directos del sol, absorbe los rayos ultravioleta (UV), principales causantes del cáncer de piel.

Se forma a partir de la combinación de óxi-dos de nitrógeno e hidrocarburos bajo la presen-cia de fuerte radiación solar. Es el contaminante que más abunda en las grandes ciudades.

Aunque el panorama luce complejo, tene-mos que conocer los problemas para actuar en su solución. Los beneficios se logran con un desarrollo sostenible, que consiste especial-mente en ahorrar energía eléctrica apagando las luces que no se están utilizando, y usando agua caliente lo menos posible, además de otras acciones que evitan quemar combustibles en forma innecesaria.

El uso racional de la energía eléctrica y de los combustibles reduce la contaminación atmos-férica y pueden dar tiempo de tolerancia para implementar tecnologías limpias o de conta-minación cero.

Contaminación del agua y del sueloLas principales causas de la contaminación del agua son las siguientes:• Usode fertilizantes,abonos,pesticidasy

biocidas en la agricultura intensiva.• Escapesenlostanquessubterráneosusados

para almacenar el combustible doméstico, o en los gasoductos.

• Uso de grandes extensiones para construirciudades y carreteras, ya que esto impide el flujo normal del agua debajo del suelo y la llegada a los acuíferos.

• Generacióndeaguasresidualesdehogareseindustrias.En la tabla 6.2 se incluyen algunos productos

de uso cotidiano y sus ingredientes contaminan-tes del agua, con el fin de que los conozcas y pro-muevas un uso responsable de los mismos, o, si está en tus manos, tomes la decisión de cambiar-los por productos biodegradables.

Las soluciones para el problema de la con-taminación del agua se orientan tanto hacia la reducción de materia prima contaminante durante la elaboración de productos y al incre-mento de productos biodegradables, como hacia la implementación de sistemas de tratamiento de aguas residuales, como el que se representa en la figura 6.4, en el cual se muestra que las aguas tratadas son las liberadas en el consumo diario en las casas y la industria.

En cuanto a los contaminantes del suelo, es importante conocer el concepto de lixiviación,

Temperatura (ºC)baja alta-100

650

640

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0-50 0 50

Termosfera

MesosferaEstratosfera

Troposfera

650 km

Termosfera

80 km

Mesosfera

50 km

Estratosfera

20 km

Troposfera

(8-18 km)

Nivel del mar

Monte

Evere

st

CAPA DE OZONO

Altit

ud (k

m)

Figura 6.3. Capas de la atmósfera terrestre y ubicación de la capa de ozono.

114

Producto Ingredientes

Limpiadores domésticos Polvos y limpiadores abrasivos, fosfato de sodio, amoniaco, etanol.

BlanqueadoresHidróxido de sodio y potasio, peróxido de hidrógeno, hipoclorito de sodio o calcio.

Limpiadores de hornos Hidróxido de potasio, hidróxido de sodio, amoniaco.

Limpiadores de inodoros Ácido oxálico, ácido muriático, paradiclorobenceno e hipoclorito de sodio.

Limpiadores de alfombras Naftaleno, percloroetileno, ácido oxálico y dietilenglicol.

Pesticidas y repelentes de insectos Organofosfatos, carbamatos y piretinas.

Tabla 6.2. Productos de uso diario que contienen contaminantes del agua. En lo posible, se debe reducir o evitar su uso.

proceso que se da cuando, en su paso por el suelo, el agua disuelve sustancias que se encuen-tran en él, y las transporta hacia las capas infe-riores para alimentar el agua subterránea.

El exceso de nutrientes provenientes de fer-tilizantes y similares que son liberados, o que llegan al agua de alguna manera, promueve el crecimiento de las algas y plantas verdes sobre la superficie, lo cual impide que la luz solar llegue a los organismos que viven dentro del agua, causando su disminución o desapari-ción, con sus consecuentes efectos sobre la red trófica. Esta forma de contaminación se llama eutrofización, que también significa "bien alimentado".

De otra parte, también proliferan organis-mos que se adaptan a la nueva situación, como

las bacterias, que, al tener alimentación sufi-ciente de la materia muerta, consumen el oxí-geno que necesitan los peces y moluscos.

Otras formas de contaminación del suelo son la deforestación, que tiene que ver con la eliminación de zonas de bosque causada por la tala de árboles; la desertificación, que es el empobrecimiento o la degradación de los sue-los, impidiendo su productividad, y la erosión, que es el desgaste de la superficie terrestre por agentes externos, como el agua o el viento.

Efecto de la lluvia ácidaLa lluvia ácida es un fenómeno estrechamente relacionado con los gases tóxicos que produ-cen las industrias, los cuales contienen azufre, y con las emisiones de óxidos de nitrógeno de los automóviles. Estos gases, nocivos para los seres vivos, reaccionan químicamente con otras sus-tancias del aire y forman gotitas de ácido sulfú-rico que luego se condensan y se precipitan en forma de lluvia.

Aunque los gases de la lluvia ácida se ori-ginan generalmente en áreas urbanas, pueden moverse con los vientos hacia lugares distantes y contaminar los bosques y los lagos en el campo.

El suelo de muchos lugares está en capaci-dad de contrarrestar un poco esa lluvia ácida, aunque no toda la que se produce, así que estas sustancias se filtran contaminando el suelo y el agua.

5. Lago o reserva

3. Coagulación

4. Sedimentación

2. Desinfección

1. Planta de tratamiento de agua en almacenamiento

Figura 6.4. Propuesta de una planta de tratamiento de aguas residuales generadas tanto en la industria como en los hogares.

115

Algunas clases de peces y animales, como las ranas, tienen problemas para adaptarse y reproducirse en ambientes ácidos. En las ciu-dades, la lluvia ácida corroe las fachadas y los objetos de piedra.

El efecto invernadero anómaloPara hablar del efecto invernadero anómalo es necesario conocer qué es el efecto invernadero normal. Éste consiste en que la luz solar atra-viesa la atmósfera y llega a la superficie terres-tre. Parte de la radiación infrarroja se refleja de vuelta al espacio y otra es retenida por la acción de los llamados gases de efecto invernadero (GEI) que intervienen en el efecto invernadero, como el dióxido de carbono (CO2), el óxido nitroso (N2O), el metano (CH4) y los clorofluo-rocarbonos. De ellos, el dióxido de carbono es el que genera mayor preocupación, ya que, al ser emitido en grandes cantidades a la atmós-fera, está convirtiendo al planeta en un gran invernadero.

De esta manera, la Tierra mantiene una temperatura agradable a la cual los seres vivos nos hemos adaptado. Uno de los gases inver-

nadero es el CO2 que se recicla naturalmente según vimos en el ciclo del carbono. Otros son el metano (CH4) y el óxido nitroso (NO2).

El efecto invernadero anómalo y su posible relación con el calentamiento global

Desde hace más de 150 años, diferentes activi-dades humanas o antropogénicas como las que se muestran en la figura 6.7 han aumentado las emisiones de CO2 a la atmósfera junto con otros gases nocivos.

Algunas investigaciones muestran que la concentración atmosférica de dióxido de car-bono en la actualidad es la más alta en los últi-mos 650.000 años y que en los últimos diez años este aumento se ha marcado con mayor intensidad.

Con base en estos índices, los científicos consideran que se ha provocado un efecto inver-nadero anómalo que se relaciona con el calen-tamiento global de la Tierra.

Figura 6.6. La atmósfera que rodea la Tierra actúa como el vidrio o el plástico de un invernadero, permitiendo el paso de unos rayos y reflejando otros al espacio exterior.

Los rayos solares alcanzan la Tierra y producen su calentamiento

Los gases de la atmósfera atrapan parte del calor y lo reflejan hacia la Tierra

Parte del calor vuelve a la atmósfera

La superficie terrestre absorbe la mayor parte de ese calor

Figura 6.5. Generación de lluvia ácida.

Luz solar

Contaminaciónpor el humo

Lluvia ácida

116

1900 ... 1915 1920 1925 1930 1935 1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000

+0,5

+0,4

+0,2

0

-0,2

-0,4

-0,6

Tem

pera

tura

Años

Cambio climáticoEl cambio climático observado en los últimos años es un fenómeno complejo que depende de diversos factores, por lo cual es necesario que los investigadores hagan un seguimiento más profundo para comprenderlo mejor. Sin embargo, aquí analizaremos algunos aspectos relacionados con este tema, como las eviden-cias, y las posibles causas y los efectos del cam-bio climático.

Algunas evidencias del cambio climático• La elevación de la temperatura media de la

Tierra en los últimos 100 años oscila entre 0,3 ºC y 0,6 ºC.

• El aumento del nivel del mar alcanzó los 17 cm durante el siglo XX. Esto se debe, en parte, al derretimiento de nieve y hielo en un

Residencial10%otros

4%Agricultura

2%

Industria22%

Generación de electricidad

39%

Transporte23%

Emisiones de dióxido de carbón en diferentes actividades humanas

Figura 6.7. Principales actividades humanas que liberan exceso de CO2 y otros gases de efecto invernadero a la atmósfera.

Lee diagramasEvidencias de cambio climático¿En qué años se han registrado las tres temperaturas más altas del planeta? ¿En qué años, las tres temperaturas más bajas?

Figura 6.8. Variación de la temperatura del planeta en grados centígrados entre los años 1915 y 2000.

Ayuda: en el año 1920, se presentó una de ellas.

117

buen número de montañas y en las regiones polares. Los expertos consideran que durante el siglo XXI el nivel del mar podría aumentar de 9 a 88 cm.

• Las alteraciones en las temperaturas medias de diversas regiones del mundo y en el hielo del Ártico.

• Los cambios en la salinidad de los océanos, régimen de vientos, sequías, precipitaciones, frecuencia de olas de calor e intensidad de ciclones tropicales.

• El aumento de catástrofes en la última década relacionadas con inundaciones, olas de calor y sequías.

• Los 11 años más calurosos desde que se co -menzó a registrar información al respecto (1850) se presentaron en la década de 1990.

• Los seres vivos propios de cada región se ven obligados a migrar y con ello se provocan efectos sobre las redes tróficas y ecosistemas, que son muchas veces difíciles de medir.

Posibles causas del cambio climáticoExisten varias teorías sobre las razones del cam-bio climático. Algunos científicos lo relacionan con el incremento de emisiones de CO2 y otros gases en la atmósfera y el consecuente efecto invernadero anómalo. Otros, sin embargo, sugieren que la causa son las corrientes subma-rinas, la disminución de las manchas solares y el aumento de precipitaciones sobre el hemisfe-rio norte.

Consecuencias del cambio climáticoDesde hace décadas, los científicos nos están alertando sobre los riesgos inminentes del cambio climático, por lo que los gobiernos ya empezaron a mos-trar un verdadero interés por tomar medidas al respecto. Existe concien-cia del impacto negativo tanto social –por la cantidad de personas afectadas–, como eco-nómico –porque los cultivos y otros medios de producción se verían afectados–, pero es casi

imposible enumerar todas las repercusiones que podría tener un pequeño cambio, pues en la naturaleza todo está perfectamente interrela-cionado. Sin embargo, las siguientes son algu-nas de las consecuencias más graves:• Los glaciares y los casquetes de hielo podrían

desaparecer junto con su biodiversidad.• Los patrones y las condiciones de fenóme-

nos meteorológicos extremos (inundaciones, tormentas violentas, etc.) podrían ser más frecuentes.

• Se incrementarían los problemas en la agri-cultura, puesto que el cambio de las condi-ciones ambientales afectaría los cultivos y los granjeros tendrían que emigrar.

• La pérdida de la biodiversidad altera las cadenas tróficas de los ecosistemas. Muchas especies de animales y plantas no podrían adaptarse a los cambios de temperatura. Especies como los osos polares, las focas, las morsas y los pingüinos son especialmente vulnerables.

• Según las previsiones de los científicos, las temperaturas del planeta podrían aumentar entre 1,1 y 6,4 ºC durante este siglo, si no se adoptan las medidas necesarias para reducir las emisiones.

• La salud de las personas se vería muy afec-tada por estos cambios y podrían elevarse las cifras de dengue y malaria en lugares donde antes no había riesgo.

Figura 6.9. El descongelamiento de los glaciares pone en riesgo de extinción a las especies que se han adaptado a estos lugares en el transcurso de millones de años.

117

118

Alternativas de solución al cambio climático

Todas las alternativas para solucionar el cambio climático se enfocan a la reducción de las con-centraciones de CO2 en la atmósfera.

Dicha reducción se puede lograr a través de la reforestación de bosques que capten grandes cantidades del gas, o por medio de alternativas tecnológicas que permitan almacenarlo en el subsuelo. Esta técnica se denomina Captura y Almacenamiento de Carbono (CAC).

Se requieren, además, los siguientes ajustes para estabilizar la concentración atmosférica de los gases de efecto invernadero:

• Utilizar combustibles que requieran menos cantidades de carbono, como por ejemplo el gas natural.

• Aumentar el uso de las fuentes de energía limpias o de energía nuclear, las cuales emi-ten muy poco –o casi nada– de CO2.

• Reducir la producción de otros gases de efecto invernadero como el metano.

• Aplicar las siguientes premisas: reciclar, ca-minar o utilizar la bicicleta, apagar los electro-domésticos y la maquinaria que no se utilice, reducir las emisiones de CO2 y cambiar las costumbres en pro de un consumo sos-tenible.

Posibles efectos del cambio climático en Colombia

Si no se toman medidas urgentes para enfren-tar el cambio climático que ya comenzó, es muy probable que nos veamos enfrentados a una serie de amenazas de desastres naturales, posi-bles problemas de salud, efectos sobre el recurso hídrico, y problemas en el sector agropecuario. Los siguientes son algunos posibles efectos del cambio climático en Colombia:• El nivel del mar hacia el 2050-60 puede

aumentar de 40 a 60 cm en las costas Caribe y Pacífica.

• La temperatura media del aire para la misma época puede subir de 1 °C a 2 °C.

• Los cambios de precipitación podrían aumentar o disminuir cerca del 15% según la región.

• Las viviendas rurales y las zonas de cultivo y pastoreo de las costas podrían presentar inundaciones.

• En el caso de la isla de San Andrés, su área se reduciría entre el 12 y el 17% a causa del ascenso del nivel del mar.

• En cuanto al sector agrícola, se prevé que las zonas más afectadas sean las de alta mon-taña, superiores a los 2.700 metros sobre el nivel del mar, donde se cultiva principalmente papa, pastos para ganado y hortalizas.

Figura 6.10. Las plantas jóvenes y en crecimiento son sumideros, o captadores de CO2. Gracias al proceso de la fotosíntesis, los árboles absorben CO2 de la atmósfera y lo almacenan como carbono. Simultáneamente emiten oxígeno a la atmósfera.

119

1. En el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales puedes ampliar la información sobre el cambio climático en Colombia: http://www.ideam.gov.co/

2. Observa algunos videos sobre el cambio climático en:

http://www.cambio-climatico.com/videos3. Amplía tu información sobre los problemas

ambientales en: www.cienciapopular.com/ecologia.php http://ec.europa.eu/environment/youth/air/air_

climate_es.html www.greenfacts.org http://www.greenfacts.org/es/cambio-climatico- http://www.imta.gob.mx/educacion-ambiental/

seccion-infantil.html4. Consulta algunas animaciones explicativas sobre

la lluvia ácida en: http://www.epa.gov/acidrain/education/site_

kids_spanish/index.htm http://ingenieria.uaslp.mx/Recursos/

Animaciones/lluvia_acida.swf5. Amplía tu información sobre la contaminación

del aire en: http://www.vidasostenible.org/Figura 6.11. En los últimos años, Colombia ha afrontado inundaciones, deslizamientos y avalanchas en varios departamentos del país.


El dengue también se conoce como fiebre rompe huesos. Pertenece al grupo de enfermedades que puede proliferar con el cambio climático. Su forma más grave, el dengue hemorrágico, puede ser mortal.

La Organización Panamericana de la Salud (OPS) ha desplegado un intenso operativo para cooperar con los países en el combate de esta epidemia. Esta enfermedad se manifestó por primera vez hacia 1635 en Martinica y Guadalupe. En el siglo XVIII se registran epidemias en Estados Unidos, Asia y África, y posteriormente en Perú.

La reaparición del dengue durante los últimos años ha golpeado en América Latina a países como Venezuela, Colombia, Brasil y, más recientemente, a El Salvador y Honduras.

El virus es transmitido por un mosquito que se mueve con comodidad en el medio urbano, cuya

presencia se ve fortalecida por fenómenos como el crecimiento de las áreas metropolitanas y el dete-rioro en las condiciones sanitarias. Las campañas contra el dengue tienen como punto de partida el ataque al vector, en este caso el mosquito Aedes aegypti.


1. ¿Qué clase de enfermedad es el dengue?

2. ¿Cuándo y en dónde se manifestó por primera vez?

3. Amplía los datos sobre esta enfermedad en la Organización Panamericana de la Salud en http://www.paho.org/spanish/hcp/hct/vbd/den-gue.htm

4. Describe en una página los síntomas, las precau-ciones y el tratamiento básico.

SaludEl dengue, una enfermedad viral

• La región Caribe, los valles interandinos, la Guajiraylosaltiplanoscundiboyacenseynari-ñense son altamente susceptibles a procesos de desertificación.

• Con respecto a la salud humana, podrían ex-pandirse enfermedades como el dengue y la malaria en diversas regiones del país.

120

• Junio de 1992: Conferencia de las Naciones Unidas sobre Medio Ambiente y Desarrollo (Cumbre para la Tierra).

• Junio de 1997: Período Extraordinario de Sesiones de la Asamblea General para elExamen y la Evaluación de la Aplicación de la Agenda 21.

• Agosto de 2002: Cumbre Mundial sobre el Desarrollo Sostenible (2002).Todos estos eventos de interés internacional

se han realizado bajo el nombre de cumbres, convenciones o conferencias y han producido acuerdos, tratados, protocolos y declaraciones con un fin común: proteger el planeta en el que vivimos. Con ellas se busca generar una gran movilización de gobiernos y de la comunidad en general.

Actualmente, los eventos de mayor vigen-cia se relacionan con el cambio climático por los efectos que se evidencian diariamente. Así mismo, la Agenda 21 y su relación con la Carta de la Tierra, son otros aspectos de gran interés. En seguida veremos en qué consiste la Agenda 21 y la Carta de la Tierra.• Agenda 21: es un programa de la Organi-

zación de las Naciones Unidas (ONU) para promover el desarrollo sostenible. En esta agenda se presenta un plan detallado de las acciones que deben ser promovidas mun-dial, nacional y localmente por entidades de

Figura 6.12. El cuidado ambiental está en manos de todos.

Cuidado del ambiente global. Convenciones y acuerdos internacionalesLa Conferencia de Estocolmo sobre el Medio Ambiente, convocada por las Naciones Uni-das y celebrada en 1972, aumentó la conciencia política sobre la naturaleza global de muchas amenazas al medio ambiente.

Los principales tratados sobre el medio ambiente firmados desde la Conferencia de Estocolmo incluyen los siguientes:

• 1973: Convención sobre el Comercio Inter-nacional en Especies Amenazadas de Fauna y Flora.

• 1974: Convención para la Prevención de la Contaminación del Mar desde estaciones si-tuadas en tierra.

• 1979: Convención sobre la Contaminación Transfronteriza a Larga Distancia.

• 1985: Convención de Viena para la Protección del Nivel de Ozono. Protocolo de Montreal.

• 1989: Convención de Basilea para el Control de los Desplazamientos Transfronterizos de Residuos Peligrosos y su Eliminación.

• 1992: Naciones Unidas convocó una Con-ferenciaGlobal sobreelMedioAmbienteyel Desarrollo –conocida como Cumbre para la Tierra– que se celebró en Río de Janeiro. En ella se aprobaron dos importantes convenciones internacionales: la Convención Marco sobre el Cambio Climático, y la Convención sobre Diversidad Biológica.

Cumbres sobre desarrollo sostenible

Estos eventos tienen una visión igualitaria de la civilización humana con derecho a una vida digna para todos. Para ello, se convocaron varias reuniones, entre las que se destacan las siguientes:

121

la ONU, los gobiernos de sus Estados miem-bros, y por grupos principales particula-res en todas las áreas en las cuales ocurren impactos humanos sobre el medio ambiente. El nombre de Agenda 21 hace alusión a la palabra agenda –como la lista detallada de asuntos que requieren atención, organizada cronológicamente– y al número 21, que hace referencia al siglo actual.

• Carta de la Tierra: la Carta de la Tierra es una declaración de principios fundamenta-les cuyo propósito es formar una sociedad justa, sostenible y pacífica en el siglo XXI. Promueve entre los pueblos un sentido de interdependencia y responsabilidad com-partida para el bien de la humanidad y las demás especies que habitan el planeta. Es una expresión de esperanza, así como un llamado de ayuda para crear una sociedad global en un momento crítico de la historia.

Ecología social

Campañas sobre cuidado del medio ambiente

Alrededor del mundo se promueven diferentes cam-pañas para detener el cambio climático. La siguiente invitación es para que niños, niñas y jóvenes expre-sen sus inquietudes por medio de dibujos, cartas, videos, etc., a los políticos del mundo, para tomar decisiones responsables sobre esta situación. Para participar puedes visitar la siguiente página:

http://kidscall.info/es/campaign.html


Luego de visitar la página e informarte acerca del tema, escribe un texto corto sobre el efecto del cambio climático en la región donde vives y algunos planes de protección.

LiteraturaHistorias sobre problemas

ambientales

En las siguientes páginas puedes encontrar dos cuentos relacionados con problemas ambientales y una historieta sobre el plan para capturar CO2 en las zonas rurales.Sus títulos son: ¡Un calor achicharrante! y Los tres secretos del medio ambiente.http://ec.europa.eu/environment/youth/library_es.html, Baja los cuentos al disco duro y léelos.


1. Elabora una cartelera con dibujos sobre las ense-ñanzas de cada historia.

2. Evalúa qué tanto te sirvieron estas historias para comprender los problemas ambientales.

Finalmente, queda el compromiso personal de cada habitante del planeta. En todo el mundo se adelantan campañas para encontrar solucio-nes a los problemas ambientales. Aunque no es una tarea sencilla, se habla en particular de una estrategia conocida como “las tres erres”, y que implica tres medidas de control correspondien-tes a reducir, reutilizar y reciclar. En seguida las describiremos en detalle.• Reducir: suprimir por completo la emisión de

contaminantes. Los compuestos fluorocarbo-nados ya no se utilizan en aerosoles, en refri-geración, ni en aparatos de aire acondicionado, sólo en forma limitada en algunas industrias. El uso del tóxico DDT está prohibido en varios países y en su lugar se usan otros productos menos contaminantes. Además, las industrias petroquímicas desde hace 20 años están tra-tando de reducir los contenidos de plomo en los diversos tipos de gasolina.

122

Ephraim Lovelock Nació en 1919 en Inglaterra. Científico independiente, meteo-rólogo, escritor, inventor y am-bientalista. Estudió química y fue investigador del Consejo de Investigación Médica de Londres.

Ha sido uno de los científicos más polémicos y originales de la

segunda mitad del siglo XX. Ideó la teoría de Gaia, que sostiene que el planeta es capaz de autorregu-larse. En su discurso nunca dijo que Gaia, la Tierra, fuera un ser pensante, ni que tuviera conciencia ni propósito, pero, pese a ello, sus ideas fueron perse-guidas y ridiculizadas ferozmente por muchos perso-najes de la comunidad científica durante casi 30 años, hasta que, a partir de los años noventa, empezaron a ser aceptadas.

Lovelock creó el detector de captura de electro-nes (ECD), tan sensible que es capaz de detectar las moléculas de un perfume derramado hoy en el Japón, en el aire de Londres, pasadas dos semanas. Con ese invento, relativamente tan sencillo, los ecologistas han detectado residuos de pesticidas en todo el planeta.

En su último libro La venganza de Gaia, Lovelock asegura que estamos al borde de una catástrofe natural. Dice que para 2050 se habrán descongelado los polos y que Londres, entre muchos otros lugares de la Tierra, estará sepultado bajo las aguas por causa de las inundaciones.

La teoría Gaia aborda aspectos como el equilibrio de la atmósfera, la salinidad de los mares, los ajustes del clima, entre otros fenómenos. El nombre de Gaia fue acuñado junto con su amigo William Holding, autor del libro El señor de las moscas.

Amplía la ficha biográfica

1. ¿Qué relación encuentras entre la teoría Gaia

de Lovelock y la problemática ambiental?

2. ¿Qué pronósticos de Lovelock están ocurriendo

actualmente en el planeta?

3. Prepara un informe sobre la teoría Gaia y su

relación con un problema ambiental que se

haya analizado en este tema.

• Reutilizar: significa volver a aprovechar las cosas que se mantienen en relativo buen estado después de su uso inicial, sin necesi-dad de modificarlas o procesarlas. Por ejem-plo, los envases de vidrio y de plástico, partes de automóviles, aparatos electrónicos y com-putadoras, muebles y algunos materiales de la construcción, entre otros.

• Reciclar: es el proceso de reincorporación de los materiales de desecho en la fabricación de nuevos productos. Por ejemplo, los envases de vidrio se pueden reciclar industrialmente para producir platos, vasos, ventanas, arte-sanías, etc. Otros materiales que se pueden reciclar son el papel, los metales y el plástico.

Personajes y contextos

En las siguientes páginas podrás ampliar tu información sobre diferentes eventos del cuidado ambiental.Consúltalos y prepara con los compañeros de curso un foro en torno a estos temas.http://www.un.org/spanish/conferences/wssd/unced.htmlhttp://www.eclac.org/cumbres/listado_cumbres.asphttp://www.cartadelatierra.orghttp://www.iepe.org/cartadelatierra/


Ciencia, tecnología, sociedad y ambiente

123


Indago sobre los adelantos científicos y tecnológicos que han hecho •posible la exploración del universo.

llo de la sociedad y de los ecosistemas tal y como los conocemos hoy. Pero

ahora el calentamiento se ace-lera y existe mucho desconcierto en la comunidad científica por-que se desconocen las verdade-ras causas. Aún falta mucho por estudiar para comprender estos

cambios y se recurre a programas de simulación del clima y bases de

datos que recogen información en muchas partes del mundo.


1. ¿Qué estudia la climatología?2. Menciona dos estratégias que utilizan los

científicos para obtener información del pasado climático.

La reciente ciencia de la climatolo‑gía (estudio del clima) se dedica a estudiar el pasado y a obser-var e interpretar con precisión los cambios climáticos que están sucediendo ahora. Los científicos utilizan una varie-dad de estrategias para obte-ner información del pasado climático, como por ejemplo las siguientes:• Testigos de hielo en forma ci‑

líndrica: se obtienen al per-forar los casquetes polares a grandes profundidades. Algunas de estas muestras corresponden a capas de hielo que se formaron hace más de 900.000 años y pueden brindar información sobre el clima y la atmósfera en aquella época.

• Anillos de árboles y corales de épocas remotas.

• Estalagmitas y los pólenes, semillas y hojas antiguas.El análisis de estos elementos ha permitido

saber que las glaciaciones se han alternado con períodos más cálidos y que la Tierra ha tenido temperaturas entre 9 ºC y 22 ºC, comparadas con la actual, que es una media de 15 ºC. Ade-más, se sabe que estas fluctuaciones se debie-ron a causas naturales como las variaciones de la órbita de la Tierra en torno al Sol y del eje de la Tierra, o por cambios en la actividad solar.

También se sabe que durante los últimos 8.000 años, el clima ha sido bastante estable, con pequeños cambios de menos de 1 ºC por siglo. Esta estabilidad ha permitido el desarro-

Figura 6.13. Testigos de extraído en la Antártica.

Investigaciones sobre el clima de la Tierra

Analiza el impacto social y ambiental

1. Identifica los problemas causados por el cambio

climático en la región donde vives y sus posibles

efectos en la salud.

2. Indaga qué información aportan las estrate-

gias mencionadas en el artículo para conocer el

pasado climático del planeta.

... hacia el desarrollo de compromisos

personales y sociales

1. Indaga sobre diferentes campañas mundiales y

regionales para frenar el cambio climático.

2. Elabora una lista de compromisos que estás deci-

dido a cumplir para reducir las emisiones de CO2.

3. Participa en campañas que promuevan el uso de

la estrategia de las “tres erres” en tu casa y en tu

colegio.

124

Conoce tu país

Los primeros zoológicos tuvieron su origen en las colecciones particulares que hacían fami-lias poderosas en China y Europa. Hoy día, son organizaciones dedicadas a conservar la bio-diversidad mediante la investigación y la edu-cación, además de ofrecer un espacio de sano esparcimiento para el público en general.

La investigación en los zoológicos se centra en temas como nutrición, enriquecimiento ambien-tal, fisiología, comportamiento, reproducción, y biología de la conservación, entre otros, cuyos resultados se aplican, principalmente, al manejo de poblaciones silvestres y la repoblación.

Zoológicos, acuariosy jardines botánicos

Muchos zoológicos también dan alber-gue a especies en vías de extinción. El caso de los osos panda es emblemático en China, país donde los zoológicos se han convertido en cen-tros conservacionistas y de crianza de este her-moso animal en riesgo de desaparecer.

Actualmente, la mayoría de los zoológicos recrean el hábitat natural para que los anima-les se sientan cómodos. Las personas consi-deran que estos lugares son pequeños, pero la experiencia científica demuestra que poseen el espacio suficiente para que la vida en cautiverio sea posible. Algunos zoológicos utilizan espe-jos o vidrios polarizados para que los animales no perciban la presencia humana; otros ofre-cen espacios extensos para que los animales se muevan con total libertad.

Los acuarios son depósitos de agua donde se tienen animales o vegetales acuáticos vivos, y que sirven para exhibir e investigar especies marítimas. En Bogotá existe desde la época de la Colonia el Jardín Botánico que incluye inver-naderos que albergan diversos ecosistemas del país (simulando sus condiciones) y una completa colección de plantas de todas las regiones.

Indagación

1. Planifica con tu docente de Ciencias una visita al zoológico más cercano a la región donde vives. En el sitio www.eduteka.org/VisitaZoo.php encontrarás todo el plan para una visita guiada.

2. Consulta al menos dos de las páginas refe-renciadas en el sitio para conocer de manera

125

En la siguiente tabla se incluyen algunos de los zoo-lógicos, acuarios y jardines botánicos más cono-cidos de Colombia con sus páginas web, donde puedes visitarlos virtualmente. Sin embargo, es mejor una visita real, para que puedas apreciar la belleza de las especies que albergan.

Zoológico de Caliwww.zoologicodecali.com.co

Zoológico de Barranquillawww.zoobaq.org

Zoológico de Santa Cruz, Cundinamarcawww.zoosantacruz.org

Zoológico Matecaña, Pereirawww.zoopereira.org

Zoológico Jaime Duque, Cundinamarcawww.parquejaimeduque.com

Bioparque Los Ocarros, Villavicenciowww.bioparquelosocarros.com

Acuario y Museo del Mar El Rodaderowww.acuariorodadero.org

Oceanario de Colombia, Islas del Rosariowww.oceanariocolombia.com

Jardín Botánico José Celestino Mutiswww.jbb.gov.co/web/index.php



Describe algunas de las principales funciones de

zoológicos, acuarios, jardines botánicos y otras

instituciones dedicadas a la conservación de la

biodiversidad.

virtual los aspectos relevantes de cada zooló-gico. Prepara un informe para compartir con el grupo, reconociendo el aporte al conoci-miento y cuidado de la biodiversidad.

3. Consulta las siguientes páginas para obtener información acerca de las actividades de las asociaciones de zoológicos nacionales y lati-noamericanas.

Http://acopazoa.org/esp/index.php http://alpza.com

126

Carreras afines con la Ecología

126

Las personas que sienten interés por los pro-cesos requeridos para solucionar problemas ambientales como la contaminación del aire y el agua, y que además se interesan por conocer la legislación vigente sobre el control de conta-minantes, pueden planear estudios a nivel téc-nico como saneadores ambientales, o hacer una especialización en química ambiental después de realizar una carrera básica en ciencias.

Si entre tus planes para el futuro está ade-lantar estudios en estas áreas, es importante que desarrolles destrezas científicas como la obser-vación, la formulación de hipótesis, el diseño de experimentos y la elaboración de modelos. Así mismo, es importante que en tus actividades académicas te preocupes por adquirir compe-tencias laborales generales como las menciona-das en el siguiente cuadro:

Amplía tu información sobre el campo de acción de la química ambiental en:http://www.udistrital.edu.co

PersonalesValores éticos y espirituales,

actitud positiva, autodominio,

flexibilidad.

IntelectualesToma de decisiones, creatividad,

solución de problemas, atención,

memoria, concentración.

InterpersonalesBuena comunicación, trabajo

en equipo, liderazgo, manejo

apropiado de conflictos.

Organizacionales Lealtad, buen manejo de

recursos.

TecnológicasManejo de procedimientos y

herramientas tecnológicas.

Emprendimiento Capacidad de producir, innovar,

construir empresa.

llegar a ese campo. Entre sus habilidades están recolectar y analizar muestras, desa-rrollar trabajos de remediación, cambiar pro-cesos de producción para utilizar productos más amigables con el ambiente, y conocer la legislación ambiental y las regulaciones del uso de ciertos productos.

• El saneador ambiental viene de un nivel técnico, y su misión es proponer alternativas de solución a los problemas sanitario-am-bientales relacionados con la contaminación del agua, del aire, del suelo y de los alimen-tos, en comunidades tanto urbanas como rurales y en empresas públicas y privadas.

Oportunidades laboralesLos químicos ambientales son requeridos en las industrias químicas y de alimentos en general para garantizar el mínimo impacto ambiental y para cumplir con las leyes y regu-laciones ambientales. La industria del reciclaje y el manejo de residuos son otros de sus espacios de acción.

Los saneadores ambientales se pueden des-empeñar en organismos del Estado y en in-dustrias pequeñas y medianas que necesiten controlar y reducir su impacto ambiental.

Algunos personajes que se han destacado mundialmente en el entorno ambiental son Dennis Meadows, Leonardo Boff y James Love-lock. En Colombia, se destaca Andrés Hurtado, defensor acérrimo del medio ambiente, des-tacado por sus impresionantes fotografías del paisaje colombiano.

Tus intereses y competencias laborales

Algunas carreras afines con la Ecología son: Química Ambiental y Saneamiento Ambiental. En seguida te contamos en qué consiste cada una de ellas:• El químico ambiental procede de diferen-

tes profesiones y no hay un solo camino para


127

Prepárate para el Icfes y las Pruebas Saber

Desarrolla en tu cuaderno de ciencias las secciones de la evaluación. Si lo consideras necesario, pide orientación a tu maestro.

1. Para observar la forma en que las bacterias asociadas al ciclo del nitrógeno influyen en la producción de un cultivo de maíz, se realizó un experimento que consistía en el estudio del tipo de bacterias presentes en el suelo. Antes de iniciar el experimento, el suelo fue esterilizado y se repartió en tres parcelas: la parcela 1 se mantuvo libre de bacterias durante todo el experimento; las parcelas 2 y 3 fueron contaminadas con un grupo de bacterias diferentes. Los resultados del experimento se presentan en el siguiente gráfico:

La mejor explicación de los resultados obtenidos es:a) en la parcela 3 había bacterias nitrificantes.b) las tres parcelas tienen suelo estéril.c) en las parcelas 1 y 2 había bacterias desnitrificantes.d) en la parcela 1 se encuentran bacterias nitrificantes y bacterias fijadoras.

2. Como consecuencia de una disminución significativa de la cantidad de bacterias nitrificantes en un ecosistema, se podría esperar que:

a) se redujera la cantidad de proteínas fabricadas por las plantas.b) los animales presentaran una cantidad mayor de amoniaco en su orina.c) las plantas redujeran la cantidad de CO2 absorbido.d) los animales no sintetizaran proteínas.

3. Observa el ciclo del carbono que está en la página 102 (figura 5.3). Verás que es un ciclo equilibrado; sin embargo, actualmente la actividad humana ha destruido grandes cantidades de bosques, con lo cual se ha acumulado en la atmósfera gas carbónico en exceso. Podemos afirmar que dicha alteración resulta principalmente de:

a) el aumento en la tasa de respiración de los animales.b) la menor captura de CO2 por parte de las plantas en el proceso de fotosíntesis.c) la disminución en la tasa de respiración de las plantas.d) la utilización excesiva de combustibles fósiles.

4. La capa de ozono se forma cuando las moléculas de oxígeno se elevan a la estratosfera y son impactadas por:

a) las radiaciones de onda corta de la luz solar.b) las corrientes electromagnéticas de la Tierra.c) la atracción gravitacional de la Tierra.d) el oxígeno no puede formar ozono.

Cosecha

1 2 3 Parcelas

128

5. El proceso que se da cuando, en su paso por el suelo, el agua disuelve sustancias –muchas de ellas contaminantes– que se encuentran en él, y las transporta hacia las capas inferiores para alimentar el agua subterránea es conocido como:a) deforestaciónb) eutrofizaciónc) lixiviaciónd) erosión

6. De la frase “la lluvia ácida únicamente afecta las áreas urbanas puesto que es allí donde se genera la mayor parte de la contaminación atmosférica” podemos decir que:a) es verdadera; prueba de ello es el cielo oscuro en las ciudades.b) es falsa, puesto que los agentes contaminantes pueden moverse con los vientos hacia lugares

distantes y contaminar los bosques y los lagos en el campo.c) es falsa, porque en las zonas rurales se produce la misma cantidad de contaminación.d) es falsa, porque en el campo también se contamina el agua.

7. Observa el ciclo del agua:

De acuerdo con la ilustración, la fase de condensación ocurre en:a) los océanos, donde el agua se evapora por la acción del calor generado por la luz solar y todos

los procesos energéticos del planeta.b) las nubes, cuando las moléculas de agua empiezan a colisionar entre sí, formando gotas cada

vez más grandes que son tan pesadas que se salen de la nube y caen o se precipitan.c) la atmósfera alta, porque como es muy fría, el gas se condensa y origina gotas de agua.d) el suelo, cuando el agua precipitada toma diversos caminos.

8. Las siguientes son evidencias del cambio climático, excepto:a) el aumento del nivel del mar.b) la precipitación de lluvia ácida.c) los cambios en la salinidad de los océanos.d) la migración de seres vivos a lugares menos calurosos.

129

Genera explicaciones

Representa y aplica conceptos

Cada una de las imágenes corresponde a uno de los conceptos enumerados. Selecciona el concepto más apropiado para cada imagen, y colócalo debajo de ésta.

1. O2

2. Molécula de ozono

3. Liberación de CO2

4. Ciclo del agua

5. Fijación del nitrógeno en el suelo

6. Biocompuesto

7. Erosión

8. Contaminación

a) ___________ b) ___________ c) ___________

O

H

H

HH H

OH

OH

OH

HO

CH2

d) ___________

e) ___________ f) ___________ g) ___________ h) ___________

En la columna izquierda encontrarás tres afirmaciones, y en la columna derecha, cuatro explicaciones. Selecciona una explicación correcta para cada afirmación.

Afirmaciones Explicaciones1. La lluvia ácida es una clase de

precipitación contaminante, porque… ( )

a) durante el proceso de fotosíntesis captan el dióxido de carbono para metabolizarlo y así liberar oxígeno.

2. La pérdida de la biodiversidad es una de las graves consecuencias del cambio climático, porque… ( )

b) dicho fenómeno altera las cadenas tróficas de los ecosistemas puesto que muchas especies no podrían adaptarse a los cambios de temperatura.

c) los contaminantes presentes en los ríos se evaporan junto con el agua, para luego precipitarse.

3. Los organismos autótrofos se pueden catalogar como descontaminadores naturales, porque… ( )

d) los gases tóxicos producidos por diferentes formas de contaminación reaccionan químicamente con otras sustancias del aire que luego se mezclan en la atmósfera con el agua condensada en la nubes.

130

Argumenta tus respuestas

Comenta con un compañero las siguientes situaciones y justifica tu respuesta:

1. Imagina que has hecho tres viajes por la capa de ozono que protege la Tierra: el primer viaje fue hace 100 años, el segundo hace 20 años, y el último hace pocos meses. Investiga y describe lo que observaste durante los viajes, y si hubo diferencias entre ellos.

2. Explica con tus palabras cómo ha afectado a tu comunidad el calentamiento global. Intenta simpli-ficar tus ideas describiendo tres impactos:

a)

b)

c)

Diseña modelos científicos

1. Elabora un esquema de los siguientes fenómenos cíclicos y ubícalos en la columna correspondiente.

• Ciclodelagua

• Ciclodevigilia-sueño

• Ciclodelazufre

• Ciclodeloxígeno

• Ciclodelareproduccióncelular

• Ciclodelfósforo

• Ciclodelnitrógeno

• Ciclodelcarbono

CiclosBiológicos

•••

Geológicos•••

Atmosféricos•••

Biogeoquímicos• Ciclo del agua••

131

Reflexiona sobre las relaciones de ciencia, tecnología, sociedad y ambiente

2. Señala si las siguientes afirmaciones son falsas (F) o verdaderas (V):

a) El agua almacenada en los manantiales de agua dulce hace parte del ciclo del agua. ( )

b) Los autótrofos producen oxígeno a partir del agua absorbida durante el ciclo del oxígeno. ( )

c) Diferentes tipos de bacterias intervienen en las fases del ciclo del nitrógeno. ( )

3. La alteración de los ciclos tiene diferentes efectos. Selecciona uno de los efectos de la columna derecha para cada una de las acciones contaminantes de la columna izquierda:

Acciones contaminantes Efecto

1. Quema de combustible a) Contaminación del aire

2. Aguas residuales de aguas e industrias

3. Incremento de las construcciones de vivienda b) Contaminación del agua

4. Escape de tanques subterráneos de combustible

5. Mal manejo de basuras sólidas en colegios, barrios y ciudades

c) Contaminación del suelo

En la columna izquierda del cuadro encontrarás diferentes compromisos sociales o personales que debes adquirir o afianzar para preservar el medio ambiente. En la columna derecha se describe uno de los posibles impactos para cada compromiso. Selecciona el compromiso que debes adquirir o afianzar en tu vida con su correspondiente impacto.

Compromisos sociales o personales Posible impacto1. Si evitamos desechar productos contaminantes

–como plaguicidas– en el suelo y en el agua… ( )

a) se disminuirían muchos problemas ambientales, como el descongelamiento de los glaciares.

2. Si las personas son conscientes y siguen medidas tomadas por los gobiernos para disminuir la emisión de gases contaminantes a la atmósfera… ( )

b) se reduciría la contaminación de aguas subterráneas y se protegería el hábitat y la vida de muchos seres.

3. Si hago uso racional de la energía eléctrica, apagando las luces que no se estén utilizando y usando agua caliente lo menos posible… ( )

c) se reduciría notablemente la contaminación atmosférica, además de que estaríamos ahorrando nuestros recursos naturales.

132

Campaña para difundir y aplicar los principios de la Carta de la TierraEn la Tierra están ocurriendo cambios ambientales que exigen la acción inmediata de la humanidad, no sólo para conocer a fondo esta situación, sino para participar activamente en la protección de la vitalidad del planeta, de su diversidad y su belleza.

La Carta de la Tierra es una síntesis de valores, principios y aspiraciones compartidos ampliamente por un número creciente de personas de todas las edades alrededor del mundo. Su propósito es ayudar a construir un mundo sostenible basado en el respeto a la naturaleza, los derechos humanos universales, la justicia económica y una cultura de paz.

1. Situación problema

¿Qué podemos hacer para ayudar a construir un mundo

sostenible?

2. Formula una hipótesis

Con base en tus conocimientos, y los que adquiriste en la Unidad 2 –acerca de la alteración de los ciclos biogeoquímicos y la contaminación ambiental– intenta responder la pregunta planteada en el punto anterior.

3. ¿Qué necesitas?

Internet, revistas de ciencias, periódicos, otras fuentes de consulta.

6. Haz algo más

a. Formula algunos compromisos personales que contribuyan a cumplir los objetivos de esta Carta.

b. Analiza las dificultades que tuviste en el proyecto y la forma de superarlas.

5. Registra y analiza la información

a. Registra la opinión de algunas de las personas que se interesaron por leer el contenido de tu Carta de la Tierra y la forma en que ellas estarían dispuestas a contribuir en esta propuesta.

a. En tu consulta sobre el tema de este proyecto, ten en cuenta los siguientes aspectos: ¿qué es el desarrollo sostenible, cuándo sur-gió la Carta de la Tierra, cuáles son sus principios, qué avances se han logrado a nivel mundial?

b. Prepara un informe escrito de al menos seis páginas. Incluye dibujos, diagramas, tablas y otros recursos visuales que consideres importantes.

c. Elabora un ejemplar de la Carta de la Tierra en una hoja tamaño carta, con sus 16 principios en un diseño muy personal.

d. Piensa en algunas estrategias para difundir el contenido de esta carta entre los vecinos, usuarios de un supermercado u otro lugar.

e. Socializa tu experiencia de este trabajo en una mesa redonda del curso donde compartirás las ideas de la Carta y los resultados de la difusión.

4. Revisa, ajusta y ejecuta el plan

http://www.rds.org.co/, red de desarrollo soste-nible de Colombiawww.cartadelatierra.org

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