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Parte II. Módulo 2 ¿Qué es ECOLOGÍA URBANA?

Ana Carolina Herrero

B I O S F E R A

Área de mayor interés ecológico

genes células órgano organismos poblaciones comunidades

sistemas sistemas sistemas sistemas sistemas ecosistemas genéticos celulares de órganos de organismos de población

BIOLOGÍA ECOLOGÍA Niveles de organización (Odum)

LITÓSFERA + HIDRÓSFERA + ATMÓSFERA

BIOGEOQUÍMICOS

tierra (rocas, suelo, aire, agua)

vida

transformaciones químicas

CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

describen el movimiento cíclico de elementos que se mueven entre los organismos vivos y el ambiente

físico e interviene un cambio físico.

TIERRA: sistema cerrado para la circulación de sus materiales!!!!

- DINÁMICA NATURAL: tasas constantes de intercambio; equilibrio de transformaciones (historia geológica)

- MOTORES ciclos: . energía sol + (gravitacional) . combustibles fósiles (aporte energético: alteraciones++++) - CAMINOS y TASAS PROPIAS en el flujo entre RESERVORIOS

BIOSFERA

INDUSTRIA

CORTEZA

TERRESTRE

ATMOSFERA

HIDROSFERA

Contaminación

C, N, S, Cl, As,

Se, Br, Pb, Hg Evaporación H, C, O

Precipitación

H, C, N, O, S Fotosíntesis,

fijación C, N

Gases Biogénicos

C, N, O, S

Extracción

N, O, Ar Extracción

Na, Mg, Cl,

Br, I Incorp.

H, C, O,

Si, S, Ca

Sedimentación

Si, S, Mn, Fe Incorp.

K, P

Contaminación

Ni, Cu, Cd, Pb,

Hg

Acción climática

C, Na, Mg, Si,

S, Cl, K, Ca Extracción

C, Al, P, S, Cl,

Fe Sedimentos Biogénicos

C, Si, P, S, Ca

Volcanes

C, N, S

RESERVORIOS/COMPARTIMENTOS y PROCESOS

Fuente: Cox, 1995

Hidrosfera Biosfera

H (como H O) 6 x 10 6 x 10 valor alto valor alto

C 200 100 150 8

N 0.25 0.1 6 0.1

O (como O ) 300 1 300 0.1

(como H O) 5 x 10 5 x 10 valor alto valor alto

Na 0 0.2 _ 0.001

Mg 0 0.3 _ 3 x 10

Si 0 0.2 _ 0.01

P 0 0.001 1 0.15

S 0.1 0.4 0.5 0.15

Cl 0.005 0.2 _ 0.17

K 0 0.05 _ 0.05

Ca 0 0.5 0.5 0.1

As 2 x 10 4 x 10 _ 5 x 10

Se 5 x 10 8 x 10 _ 1 x 10

Hg 5 x 10 5 x 10 _ 8 x 10

Pb 0 0.01? 2 x 10 0.004

IndustriaAtmósferaFlujo anual (10 kg/año) a través

deElemento

12

2

2

2

4

5

-5

-6

-5

4

5

-4

-6

-6

-4

-4

-5

-6

-6

CICLADO ANUAL DE ALGUNOS ELEMENTOS

Fuente: Cox, 1995

CICLO DEL CARBONO

Fuente: Craig y otros, 1996

SEDIMENTOS y ROCAS

HIDROSFERA

CO disuelto en océanos

ATMOSFERA

Carbono en CO

BIOSFERA Carbono en

plantas

y animales

2

Materia

orgánica enterrada

CaCO en depósitos de mármol, caliza, etc. Carbón, petróleo y

gas

2

3

Obtención de las plantas del CO

2

CO de la degradación de la materia

orgánica

2

CO de meteorización de la materia orgánica de

las rocas

CO del quemado de combustibles fósiles

2

2

Depositación de materia orgánica

CO entregado al agua por las plantas acuáticas

2

CO disuelto en los océanos

2

Precipitación de CaCO 3

CO de meteorización de calizas

2

- Recibe la energía del Sol

- Parte de esta energía se refleja

- El resto se absorbe; de acuerdo a su temperatura emite energía de onda larga

- ¿Cuál sería esa temperatura? Ley de Stefan-Boltzsman: entre )

EFECTO INVERNADERO NATURAL

X

Fuente: Mielnicki

Sin embargo, la temperatura promedio de la superficie terrestre (promedio de tierra y océanos, todo el año) es de:

¿A QUÉ SE DEBE ESTA DIFERENCIA???

• El O2 y el N2 no absorben ni emiten la radiación terrestre,

pero el vapor de agua, el CO2 y otros gases, sí. • Este efecto invernadero natural se debe a que estos gases

absorben la radiación terrestre y la reemiten a la Tierra. • Es natural porque la mayoría de los GEI existían en la

atmósfera antes de que el hombre empezara a quemar combustibles fósiles.

…cont. EFECTO INVERNADERO NATURAL

Fuente: Mielnicki

historia

1827 Jean-Baptiste Fourier reconoce el efecto de los GEI en la atmósfera

1860 John Tyndall mide la absorción infrarroja del CO2 y el vapor de agua. Sugiere que las glaciaciones se pueden deber a una disminución de los GEI

1896 Svante Arrhenius calcula el efecto de un incremento de GEI: estima que duplicar la concentración de CO2 aumentaría la temp. global en 5-6 °C

1940 Callendar evalúa mediciones de CO2 y estima un aumento de 10% en 100 años. Estima aumento de 2 °C por duplicación del CO2

Fuente: Mielnicki

Gentileza: Mielnicki

• La concentración actual de CO2 es mayor que en cualquier momento en los últimos 420.000 años.

420.000 años

•El CO2 atmosférico se mantuvo bajo (pero >180 ppm) en los períodos glaciales y alto (pero <300ppm) en los períodos interglaciales.

Fuente: Petit, Jouzel et al. 1999. Climate and atmospheric history of the past 420.000 years from the Vostok ice core in Antartica, NATURE. 399 (3JUre), pp 429-436.

Banda gris: rango de variación en los últimos 650.000 años

20.000 años

CICLO DEL NITRÓGENO

Fuente: Lennntech

¿QUÉ ES EUTROFICACIÓN?

Eu: abundante,

Trophos: alimento

Enriquecimiento desmesurado del agua con nutrientes

¿QUÉ SON LOS NUTRIENTES?

Son aquellos elementos que las plantas requieren para crecer. Incluyen, en el orden de su abundancia en los tejidos celulares: C, N, P y una diversidad de micro elementos (Mn, Mo, V, Zn…)

http://waterontheweb.org/under/lakeecology/10_biological_lakezones.html

Fuente: Davis &Masten, 2004

ZONA LIMNETICA (AGUAS ABIERTAS)ZONA LITORAL

ZONA BENTICA

PLANTAS

TERRESTRES PLANTAS

EMERGENTES

PLANTAS FLOTANTES

PLANTAS

SUMERGIDAS

http://waterontheweb.org/under/lakeecology/10_biological_lakezones.html

Fuente: Davis &Masten, 2004

http://waterontheweb.org/under/lakeecology/10_biological_lakezones.html

Fuente: Davis &Masten, 2004

ZONA LIMNETICA (AGUAS ABIERTAS)ZONA LITORAL

ZONA BENTICA

PLANTAS

TERRESTRES PLANTAS

EMERGENTES

PLANTAS FLOTANTES

PLANTAS

SUMERGIDAS

EUTROFICACIÓN

EUTROFICACIÓN Y ALGAS TÓXICAS

“FLORACIÓN”

3. Floración

Cianobacteria

Salud Pública

EUTROFICACIÓN

Deterioro Ecosistema, Estética, Potabilización, Olores y

sabores

Toxinas

Ambiental

2. Bajo ciertas circunstancias pueden

proliferar masivamente

1. Cianobacterias o algas verde azuladas son un componente frecuente de ecosistemas de agua dulce y marina

Gentileza: Ruibal L.

La Voz del Interior, 31 de Mayo 1999

Rio de la Plata (Bs As-Argentina)

Embalse Barra Bonita (San Pablo-Brasil) Foto: Dr. Tundisi

Embalse Sulejow (Polonia)

Foto: gentileza Dr. V. SantiagoFoto: gentileza Dr. V. Santiago

NITRATOS

t1t2

t3

t4 sup. freática

flujo sin contaminación

flujo con baja contaminación

flujo con alta contaminación

NO PUNTUALES O DIFUSAS PUNTUALES

•Desagües Cloacales

•Desagües Pluviales

•Desagües Industriales

•Pozos de Petróleo

•Buques de Petróleo

•Actividades Mineras

•Actividades agrícola-ganaderas

•Actividades de Deforestación

•Deposición del Aire

no se pueden localizar en un solo sitio de descarga

Descargan agentes contaminantes en localizaciones específicas a través de tuberías o de alcantarillas en el agua

CONTAMINACIÓN HÍDRICA???

Principales Problemas de Calidad de Agua

AGUA DULCE

* Necesidades básicas del hombre: alimentación y salud

* Recurso escaso:

Agua dulce: 2,42 %

* Distribución del agua:

* Recurso multifuncional:

68%

25%

7% Agropecuario

Industrial

Abastecimientohumano

Fuente: UNESCO

67%

11%

22%

* Demanda creciente!!!!!

Fenómeno de concentración de la población en localidades urbanas, con mayor énfasis en las regiones menos desarrolladas.

Stanners y Bourdeau, 1995 2534 mi 6907 mi

Impactarán el uso de agua de consumo, al disminuir la disponibilidad media natural per cápita.

Actualmente la disponibilidad/cápita en América Latina: 3.100 m3/hab/año.

wapengue@ungs.edu.ar

Fuente: Panel Internacional de los Recursos

Consumo global de AGUA 1900 – 2025 por región, en billones m3 / año

DISPONIBILIDAD DE AGUA DULCE

Fuente: FAO Aquatast, 2008

PRESIÓN HÍDRICA

Fuente: Noyola, 2010

A M B I E N T E

SUBSISTEMA SOCIAL

SUBSISTEMA ECOLÓGICO

SUBSISTEMA ECONÓMICO

HUELLA HÍDRICA!!!!

del agua que utiliza c/ (persona/industria/país…) para sus diversas actividades y la que se necesita para producir los bienes y servicios que consume (personales/industriales/del país…). H.H.: vol. total de agua que se utiliza para producir los bienes y servicios consumidos.

HUELLA HÍDRICA (water footprint) - Arjen Hoekstra, 2002

[Hoekstra & Chapagain, 2008]

[Hoekstra & Chapagain, 2008]

[Hoekstra & Chapagain, 2008]

[Hoekstra & Chapagain, 2008]

[Hoekstra & Chapagain, 2008]

[Hoekstra & Chapagain, 2008]

[Hoekstra & Chapagain, 2008]

[Hoekstra & Chapagain, 2008]

[Hoekstra & Chapagain, 2008]

[Hoekstra & Chapagain, 2008]

A nivel global la huella hídrica está relacionada con consumo de: - 86 % productos agrícolas, - 10 % bienes industriales, - < 5% usos domésticos (Chapagain y Hoekstra, 2004).

Los principales factores que determinan la huella hídrica/cápita de un país son:

1) consumo de agua promedio/cápita;

2) hábitos de consumo de sus habitantes (p.e. proporción de carne consumida);

3) clima, en particular la demanda evaporativa, lo que determina las condiciones de cultivo;

4) prácticas agrícolas (eficiencia en el uso del agua).

Referencia: EEUU cuenta con la huella hídrica más grande 2.482 m3/hab/año; China, uno de los países con la huella hídrica más pequeña 702 m3/hab/año.

DISPONIBILIDAD DE AGUA DULCE

Fuente: FAO Aquatast, 2008

?

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La huella hídrica de un país tiene, por tanto, los componentes interno y externo.

La H.H. interna es el vol. utilizado de recursos hídricos del país.

La externa corresponde al vol. de agua utilizado en otros países para producir los bienes y servicios importados y consumidos por los hab. de un país.

Fuente: Instituto de Recursos Mundiales

AGUA VIRTUAL (J.A. Allan, ‘90)

Producir donde el agua es abundante y vender donde el agua es escasa

Comercio global de agua virtual relacionado con comercio:

- 67% internacional de cultivos;

- 23% ganado y productos cárnicos y;

- 10% productos industriales.

DISPONIBILIDAD

vs.

ACCESIBILIDAD

Fuente: Tribunal Latinoamericano del Agua, 2008

Disponibilidad de agua por habitante

Fuente: Tribunal Latinoamericano del Agua, 2008

Acceso al agua potable

Fuente: Tribunal Latinoamericano del Agua, 2008

Acceso al saneamiento

ENFERMEDADES DE

ORIGEN HÍDRICO

Clasificación (Bradley, 1974):

1) Enfermedades transmitidas por el agua (ingesta)

2) Enfermedades “lavadas” por el agua

3) Enfermedades transmitidas por organismos acuáticos

4) Enfermedades transmitidas por insectos

USOS INADECUADOS DEL AGUA

ARSÉNICO

Consumo de agua con As produce enfermedad: HACRE Hidroarsenicismo Crónico Regional Endémico

ARSÉNICO y SALUD

Sales de arsénico

Exposición de la población a la ingestión prolongada

Región

Afecta a gran parte de la población

Hidroarsenicismo Crónico Regional Endémico – HACRE

Progresivamente la enfermedad evoluciona en cuatro periodos:

1.hiperhidrosis palmoplantar: prurito y descamación, conjuntivitis, vómitos o diarreas

2. hiperqueratosis palmoplantar: lesiones dolorosas que impiden caminar y realizar tareas manuales

3. melanodermia: del tronco y parte superior de los miembros y

4. cancerización: cáncer de Hutchinson, epitelioma de Bowen

El HACRE afecta otros sistemas como el gastrointestinal, nervioso, renal, cardiovascular, hematopoyético; produciendo en todos ellos lesiones graves, entre ellas cáncer hepático y cirrosis.

ENFERMEDADES DE

ORIGEN HÍDRICO

Clasificación (Bradley, 1974):

1) Enfermedades transmitidas por el agua (ingesta)

2) Enfermedades “lavadas” por el agua

3) Enfermedades transmitidas por organismos acuáticos

4) Enfermedades transmitidas por insectos

USOS INADECUADOS DEL AGUA

CUENCA HIDROGRÁFICA

...concebida como el territorio delimitado por los escurrimientos

superficiales que convergen a un mismo cauce, es una unidad

espacial básica para estudiar la función ambiental del recurso

hídrico y su dinámica con fines de conservación y manejo.

RMBA: ambiente llano con exceso hídrico

coincidendia entre delimitación de cuencas sup. y sub.

CUENCA HIDROLÓGICA: hidrográfica + hidrogeológica

Permite la planificación y gestión del recurso agua con una

visión integral:

- emergente sintético del funcionamiento del ambiente;

- independencia hídrica

CICLO DEL AGUA

P = Inf + Es + Evtp Entradas artif.+ + Salidas artif.

¿Cuáles/cómo/dónde/....los procesos modifican el ciclo?

Cuenca Hídrica

pesca

CAMBIA LA CALIDAD DEL AGUA

MANEJO INTEGRADO DE LA CUENCA

Deforestación

Industrias

Urbanización ganadería

agricultura

C

O

M

P

L

E

J

I

D

A

D

SOCIAL ECONÓMICO

(NATURAL) BFQ

I

N

T

E

R

D

I

S

C

I

P

L

I

N

A

MUCHAS GRACIAS!!!!!

Ana Carolina Herrero

aherrero@ungs.edu.ar

00.54.11.4469-7775

METABOLISMO

X1 X2