materia
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Materia
Materia es todo aquello que tiene localización espacial, posee una cierta cantidad de energía, y está
sujeto a cambios en el tiempo y a interacciones con aparatos de medida. En física yfilosofía, materia
es el término para referirse a los constituyentes de la realidad material objetiva, entendiendo por
objetiva que pueda ser percibida de la misma forma por diversos sujetos. Se considera que es lo que
forma la parte sensible de los objetos perceptibles o detectables por medios físicos. Es decir es todo
aquello que ocupa un sitio en el espacio, se puede tocar, se puede sentir, se puede medir, etc.
Concepto físico
En física, se llama materia a cualquier tipo de entidad que es parte del universo observable,
tiene energía asociada, es capaz de interaccionar, es decir, es medible y tiene una localización
espaciotemporal compatible con las leyes de la naturaleza.
Clásicamente se consideraba que la materia tiene tres propiedades que juntas la caracterizan: que
ocupa un lugar en el espacio y que tiene masa y duración en el tiempo.
En el contexto de la física moderna se entiende por materia cualquier campo, entidad, o
discontinuidad traducible a fenómeno perceptible que se propaga a través del espacio-tiempo a una
velocidad igual o inferior a la de la luz y a la que se pueda asociar energía. Así todas las formas de
materia tienen asociadas una cierta energía pero sólo algunas formas de materia tienen masa.
Flujo De Materia En El Ecosistema
El flujo de energía ingresa a los sistemas a través de los productores y los abandona a distintos niveles tróficos en forma de calor. En los sistemas comunitarios la materia sigue las mismas vías por las cuales fluye la energía; sin embargo, a diferencia de esta, la materia o los compuestos inorgánicos que componen la materia viva, fluyen en forma cíclica en el ecosistema.
Entre las sustancias inorgánicas que forman parte de los organismos vivos, las más significativas son: agua. Carbono, nitrógeno, fósforo, potasio, sulfuro, calcio, magnesio, sodio, cloro y algunos minerales, como fierro, cobalto, molibdeno y zinc.
En general, el flujo de estas sustancias en el ecosistema se mueve en los distintos niveles tróficos, pero además fluyen a través de los sistemas geofísicos: la atmósfera, la corteza terrestre y las fuentes de agua.
Así, debido a que este movimiento atraviesa tanto el componente biótico como el abiótico del ecosistema, los ciclos que describen estas sustancias son conocidos como ciclos biogeoquímicos, entre los cuales podemos destacar:
CICLO DEL AGUA:
La circulación y conservación de agua en la Tierra se llama ciclo hidrológico, o ciclo del agua.
El ciclo hidrológico comienza con la evaporación del agua desde la superficie del océano. A medida que se eleva, el aire humedecido se enfría y el vapor se transforma en agua: es la condensación. Las gotas se juntan y forman una nube. Luego, caen por su propio peso: es la precipitación. Si en la atmósfera hace mucho frío, el agua cae como nieve o granizo. Si es más cálida, caerán gotas de lluvia.
Una parte del agua que llega a la tierra será aprovechada por los seres vivos; otra escurrirá por el terreno hasta llegar a un río, un lago o el océano. A este fenómeno se le conoce como escorrentía. Otro poco del agua se filtrará a través del suelo, formando capas de agua subterránea. Este proceso es la percolación. Más tarde o más temprano, toda esta agua volverá nuevamente a la atmósfera, debido principalmente a la evaporación.
Al evaporarse, el agua deja atrás todos los elementos que la contaminan o la hacen no apta para beber (sales minerales, químicos, desechos). Por eso el ciclo del agua nos entrega un elemento puro. Pero hay otro proceso que también purifica el agua, y es parte del ciclo: la transpiración de las plantas.
Las raíces de las plantas absorben el agua, la cual se desplaza hacia arriba a través de los tallos o troncos, movilizando consigo a los elementos que necesita la planta para nutrirse. Al llegar a las hojas y flores, se evapora hacia el aire en forma de vapor de agua. Este fenómeno es la transpiración.
CICLO DEL CARBONO:
El intercambio de carbono entre los componentes bióticos y abióticos del ecosistema mediante los procesos de fotosíntesis y respiración es conocido como el ciclo del carbono.
El carbono en forma de CO2, se incorpora al sistema biótico del ecosistema a través del proceso de fotosíntesis en los organismos fotosintéticos: plantas, algas marinas, fitoplancton y cianobacterias. La fuente de carbono más importante para estos organismos es el CO2, que se encuentra en forma gaseosa y también constituye parte de la atmósfera, o disuelto en el agua de océanos, lagos y ríos.
El carbono atraviesa los diferentes niveles tróficos de la comunidad formando parte de los distintos compuestos orgánicos; esta presente hasta en la materia orgánica en descomposición. Sin embargo, en todos los niveles, desde las plantas a los descomponedores, buena parte de los compuestos orgánicos son degradados durante la respiración, liberando al mismo tiempo el CO2, que retorna al ambiente.
Los procesos de fotosíntesis y respiración mantienen, de alguna manera, un balance en la concentración de CO2 en la atmósfera y, aunque en los primeros años de la tierra esa concentración ha variado, se ha mantenido constante durante los últimos 10.000 años. Sin embargo, la actividad humana, ha partir de la revolución industrial, ha ido incrementando lña cantidad de CO2 en la atmósfera. Las causas principales son la quema de combustible fósil, como los derivados del petróleo, y la destrucción y quema de grandes extensiones de vegetación.
CICLO DEL FOSFORO:
El fósforo es un elemento que forma parte de la materia viva (se localiza en el protoplasma), también es un componente de los ácidos nucleicos como el ADN, de las moléculas almacenadoras de energía (ATP), y se encuentra también en los huesos y los dientes de animales, incluyendo al ser humano. La mayor reserva de fósforo está en la corteza terrestre y en los depósitos de rocas marinas.
Durante este ciclo:
-Se libera fósforo de las rocas y el suelo hacia los ecosistemas, donde se disuelve en el agua del terreno para ser utilizado por los vegetales.
-Los animales obtienen fósforo al alimentarse de las plantas o de otros animales que las hayan ingerido.
-Al morir las plantas o animales liberan fósforo que se reintegra al suelo. Dicho elemento puede disolverse o ser acarreado por las lluvias a los mantos acuíferos o al océano.
-El guano, que así se denomina al excremento de muchas aves, también deposita pequeñas cantidades de fosfatos en la tierra o en el agua.
CICLO DEL NITROGENO:
El nitrógeno en la atmósfera es muy abundante, pues representa 78% del aire respirable; sin embargo, son pocos los organismos capaces de absorberlo directamente para poder utilizarlo en sus procesos vitales.
La fijación del nitrógeno consiste en la conversión de este elemento en otros compuestos de utilidad para las plantas. Sólo las bacterias llamadas nitrificantes pueden llevar a cabo el proceso de fijación. Recientemente se ha descubierto que también algunas algas, como las verde-azules realizan este proceso.
El ciclo del nitrógeno presenta los siguientes procesos:
-Las bacterias nitrificantes fijan el nitrógeno a las plantas para que éstas puedan emplearlo y llevar a cabo sus funciones.
-Los animales obtienen nitrógeno al ingerir vegetales que lo contienen.
-Los desechos orgánicos eliminados por los seres vivos o por los restos en descomposición de los mismos, que contienen nitrógeno, pueden permanecer en el suelo o ser degradados por bacterias y hongos que los convierten en compuestos inorgánicos más simples, como el amoniaco (NH3), iones amonio (NH4), nitrato (NO3) y nitrito (NO2), y finalmente como nitrógeno gaseoso que regresa a la atmósfera para iniciar nuevamente el ciclo.
-El nitrógeno atmosférico también puede formarse durante las descargas eléctricas como en las tormentas, como producto de la actividad volcánica y por medio de la iluminación. Los compuestos nitrogenados son arrastrados por las lluvias para integrarse al suelo o depositarlos en el lecho marino.
-El nitrógeno que llega al fondo oceánico es aprovechado por los vegetales acuáticos y posteriormente por los consumidores. Por esta razón, la zona de mayor productividad de los océanos está en las partes poco profundas, en las cuales el nitrógeno y otros nutrimentos del fondo marino están al alcance de los organismos.
AMBIENTE NATURAL CHILENO
En Chile hay una gran variedad climática y geográfica. En esta variada gama de posibilidades climáticas se desarrolla una gran diversidad de comunidades, de acuerdo a las cuales es posible caracterizar el paisaje de una determinada localidad. Siendo todas distintas, según la localidad en la cual viven. En este contexto, para describir la fisonomía del paisaje de una región determinada, se usa el concepto de bioma, que corresponde al complejo conjunto comunitario de una amplia extensión geográfica, caracterizado por un clima particular y determinadas condiciones del suelo.
Las zonas climáticas de nuestro país están determinadas, principalmente, por la cantidad de precipitaciones y su distribución a lo largo del año, lo que marca significativas diferencias en el grado de aridez de las distintas regiones. De acuerdo a esto y a las características fisonómicas de los distintos paisajes, es posible clasificar el ambiente natural de Chile en seis zonas bioclimáticas:
ZONA DESÉRTICA:
Esta zona se caracteriza por la ausencia casi absoluta de precipitaciones, lo que prolonga la aridez durante todo el año. La zona desértica se extiende a lo largo de la 1° región, 2° región y 3° región. Sin embargo, de acuerdo a las características de cada sector es posible diferenciar la zona desértica costera de la interior.
La región desértica litoral es una franja delgada y discontinua, que recibe la influencia del mar a través del rocío y la neblina: se caracteriza por una humedad relativa promedio de un 75%, ausencia de estaciones frías y escasas precipitaciones(entre 0 y 15 mm3). El paisaje semidesértico de estos lugares, se ve dominado por cactáceas, arbustos perenne bajos y hierbas anuales; aunque algunos lugares son el más absoluto desierto.
La región desértica interior alcanza una humedad relativa de un 50% y sus precipitaciones no superan los 10 mm3. Los inviernos son relativamente fríos y las fluctuaciones térmicas entre el día y la noche son grandes. El paisaje carece de vida en una vasta extensión de esta zona, con la excepción de algunos valles y oasis, o como en la pampa del tamarugal, un bosque no muy denso o sábanas de árboles de tamarugos que se desarrollan gracias a aguas subterráneas de baja profundidad.
La intervención humana en esta zona se ha concentrado en los escasos lugares con vegetación, desarrollándose cultivos e introduciendo especies, por lo que se degrada la formación arbustiva de los tamarugos.
ZONA DE INFLUENCIA TROPICAL:
La región andina precordillerana y altiplánica de nuestro país se ve afectada durante el verano por lluvias tropicales, similares a las de Bolivia. Esto reduce el periodo de aridez a 7 o 10 meses, alcanzando un promedio de precipitaciones de 50 a 200 mm3 por año, y en algunas zonas del altiplano, valores de 300 a 400 mm3.
Las altas T°s características de una zona tropical son modificadas por la altura. La mayor parte del año las T°s medias no superan los 10° C. Por consiguiente, la influencia tropical en esta zona se reduce a las precipitaciones estivales.
El paisaje de la zona precordillerana se caracteriza por una vegetación de arbustos de hojas resinosas, de no más de un metro de altura localizados a lo largo de pequeños cursos de agua, y cactáceas columnares que crecen en una franja altitudinal bastante estrecha. En el altiplano, el paisaje característico es la estepa andina, llamada localmente pajonal: consiste en formaciones
densas y continuas de plantas herbáceas, principalmente gramíneas, y el llaretal, cojines de vegetación fuertemente leñosa y resinosa.
La principal actividad humana del altiplano es el pastoreo de camélidos domésticos y la recolección de llareta, el principal combustible de la zona.
ZONA MEDITERRANEA:
La característica climática más distintiva de esta zona es un invierno frío y húmedo, seguido de un invierno caluroso y seco. En general la fisonomía del paisaje esta dominada por comunidades de arbustos deciduos de verano y siempre verdes, e densidad y extensión variable. Esta región bioclimáticas se extiende desde la 3° hasta la 9° región, por lo que es una de las más extensas del país.
El creciente aumente aumento en las precipitaciones a lo largo de esta zona, determina una progresiva disminución de la aridez, por lo que hacia el norte el paisaje se torna desértico, afectado fuertemente por la sequedad. Hacia el sur la mayor humedad permite que la fisonomía se asemeje a la región oceánica.
La región más árida de esta zona presenta un período de 8 a 11 mese árido y un período de insuficiente humedad en invierno, donde hay una gran variación interanual de las precipitaciones. En el límite norte, las comunidades de vegetales son semiáridas, representadas por caméfitas y cactáceas y, aunque en algunos lugares son excepcionalmente densos, como el bosque Fray Jorge. Los valles del interior, por el contrario, se caracterizan por matorrales espinosos densos.
La intervención humana en esta región árida de la zona mediterránea ha sido intensa, concentrándose en la corta de leña, el pastoreo por ganado caprino y los monocultivos si rotación, lo que incluso ha logrado modificar extensamente el paisaje natural.
La región mediterránea central se considera eumediterránea (eu = verdadera), delimitada al norte por zonas más áridas y al sur por zonas más húmedas. El periodo de aridez en esta región oscila entre 5 y 7 meses, aunque las condiciones climáticas se ven fuertemente afectadas por los cordones cordilleranos costeros y preandinos. Ambas áreas son más húmedas: la costa debido a la neblina marítima y la preandina por un régimen de lluvias más constante.
En sentido transversal, el paisaje eumediterráneo sigue la variación geográfica de esta zona, encontramos estepas arbustivas en las planicies litorales; formaciones boscosas ralas de árboles esclerófilos en la cordillera de la costa; sabanas en el valle longitudinal central; bosques ralos de árboles típicamente mediterráneos(litres, quillayes, peumos); sabanas y matorrales espinosos en la región preandina o estepas de mayor altitud.
En sentido longitudinal, el paisaje pasa paulatinamente de las especies cactáceas, características de la región semiárida, al aumento progresivo de las formaciones boscosas típicas de la vegetación sureña. En la fisonomía de esta región bioclimática hay diferencia entre la composición específica de las laderas de exposición norte y sur.
En la cordillera costera de la zona eumediterránea, encontramos comunidades vegetales excepcionales para la región; son comunidades boscosas que se desarrollan gracias a ala neblina o a las aguas subterráneas pocos profundas; hay pequeñas formaciones boscosas de robles en el cerro La Campana y El Roble, y palmeras en las localidades de Ocoa y Cocalán, ente otras.
La intervención humana en esta zona es considerable y determinante en la conformación del paisaje. Sus efectos se dejan ver en la cordillera de la costa, donde la intervención ha provocado un progresivo proceso de erosión.
La zona mediterránea húmeda se caracteriza por un período de humedad m{as extenso que el de sequía. El paisaje sigue diferenciado por los relieves mediterráneos, aunque la vegetación mediterránea se va mezclando progresivamente con especies de los bosques valdivianos, particularmente a partir de proximidades del Río Laja. Las franjas costeras y preandinas constituyen verdaderas áreas de transición entre la zona mediterránea y la oceánica. En la zona andina se pueden ver coníferas, como el ciprés y la araucaria.
La gran extensión de cultivos en el valle central y la notable reforestación con pino ha modificado ostensiblemente la fisonomía de la región.
ZONA OCEÁNICA:
Esta zona bioclimática abarca toda la región austral de Chile continental: desde el sur de Temuco hasta el Cabo de Hornos. La influencia oceánica sobre el clima se debe a la disminución y desaparición de la Cordillera de la Costa hacia el sur del paralelo 41°S. Debido al efecto marítimo y la influencia polar, en esta zona bioclimática es el frío y los fuertes vientos, en lugar de la aridez, lo que afecta el desarrollo de las comunidades.
La fisonomía del paisaje, la geografía y aun las homogéneas condiciones climáticas, permiten describir diferentes subzonas oceánicas. La influencia mediterránea sobre la primera parte del sector oceánico hasta el sur de Chiloé, se evidencia por la disminución de las lluvias durante el verano, aunque el promedio anual de aguas caídas alcanzada es de 2000 a 2500 mm3.
El paisaje en esta subzona es quizás el más homogéneo del país; está representado por una selva tipo valdiviana. La formación boscosa es densa, con árboles que pueden alcanzar 40 metros de altura y una gran diversidad vegetal; tiene una gran semejanza con los bosques tropicales. Las especies más significativas de esta zona son: quilas, musgos y líquenes, más abundantes hacia la zona costera; robles, que son reemplazados por coihues en Chiloé; canelos, notros y laureles en el valle central; y, a mayor altura, asociaciones de alerces, ñirres y raulíes.
Desde el sur de Chiloé hasta el sur de la península de Taitao, tanto en el archipiélago como en la zona continental, el clima se hace más frío en un período de tres meses y el promedio de T°s es inferior a los 5°C. Las precipitaciones son constantes y a lo largo de todo el año(2500 a 3000 mm3), en algunos lugares excesivas (7000 mm3 en el año). La fisonomía es dominada todavía por la vegetación selvática, que se va degradando en asociaciones arbustivas con la altura. En la mayor parte del archipiélago, y debido a la impermeabilidad del suelo, la selva se transforma en formaciones pantanosas con juncos, totoras, gramíneas y helechos.
En la zona del archipiélago, al sur de la península de Taitao, la influencia polar es notoria. Las bajas T°s no superan en promedio los 12°C durante todo el año; los vientos son fuertes y persistentes; la lluvias, excesiva (3550 mm3 al año) y el drenaje del suelo deficiente, todo lo cual afecta el paisaje. La vegetación es el de una tundra pantanosa, en la que dominan matorrales, juncales y totorales; sin embargo en localidades con suelos de mejor filtración, crecen robles en los que predominan el roble de Magallanes, los notros, los canelos y las coníferas.
El desmonte de la vegetación natural en distintas localidades con paisaje selvático y el excesivo pastoreo de ganado ovino, constituye la intervención antrópica más significativa a lo largo de la zona oceánica.
ZONA CONTINENTAL:
La zona bioclimática continental, sin la influencia oceánica, es mínima en Chile. Se reduce a una franja andina, delgada y discontinua, ubicada en los faldeos occidentales de Los Andes entre el límite de los árboles y los hielos eternos de las cumbres, y a zonas trasandinas australes. En las primera, las T°s son bajas y el régimen de lluvias irregular; en la fisonomía del paisaje predominan las estepas de gramíneas, muy parecidas al pajonal de la zona tropical alta, y la estepa magallánica.
En la región trasandinas al sur de Chiloé, la influencia oceánica se ve reducida en parte por las alturas cordilleranas. Disminuyen las precipitaciones (1200-1900 mm3 anuales) y la aridez vuelve a ser un factor determinante en el paisaje. Los fuertes vientos y un periodo frío de 3 a 5 meses, con T°s promedio inferiores a los 5°C, evidencian la influencia polar, que aumenta hacia el sur. La vegetación típica de esta zona es la de estepa patagónica, semejante al pajonal de la zona tropical.
La intervención humana sigue permitiendo la degradación de la pradera debido al pastoreo de verano.
ZONA POLAR:
Esta zona no tiene representación en el territorio continental, aunque su influencia se percibe en la zona austral. La región antártica, típicamente polar, se caracteriza por T°s promedio que están por debajo del punto de congelación, fuertes vientos y precipitaciones principalmente sólidas. La vegetación es muy limitada: solo escasos pastos bajos y caméfitas en cojín, musgos y herpáticas, que se desarrollan en los sectores costeros, libres de nieve durante el verano. Los líquenes son los que mejor se adaptan a estos lugares.
CONTAMINACIÓN AMBIENMTAL.
Conjunto de elementos abióticos (energía solar, suelo, agua y aire) y bióticos (organismos vivos) que integran la delgada capa de la Tierra llamada biosfera, sustento y hogar de los seres vivos.
La especie Homo sapiens, es decir, el ser humano, apareció tardíamente en la historia de la Tierra, pero ha sido capaz de modificar el medio ambiente con sus actividades. Aunque, al parecer, los humanos hicieron su aparición en África, no tardaron en dispersarse por todo el mundo. Gracias a sus peculiares capacidades mentales y físicas, lograron escapar a las constricciones medioambientales que limitaban a otras especies y alterar el medio ambiente para adaptarlo a sus necesidades.
Aunque los primeros humanos sin duda vivieron más o menos en armonía con el medio ambiente, como los demás animales, su alejamiento de la vida salvaje comenzó en la prehistoria, con la primera revolución agrícola. La capacidad de controlar y usar el fuego les permitió modificar o eliminar la vegetación natural, y la domesticación y pastoreo de animales herbívoros llevó al sobrepastoreo y a la erosión del suelo. El cultivo de plantas originó también la destrucción de la vegetación natural para hacer hueco a las cosechas y la demanda de leña condujo a la denudación de montañas y al agotamiento de bosques enteros. Los animales salvajes se cazaban por su carne y eran destruidos en caso de ser considerados plagas o depredadores.
Mientras las poblaciones humanas siguieron siendo pequeñas y su tecnología modesta, su impacto sobre el medio ambiente fue solamente local. No obstante, al ir creciendo la población y mejorando y aumentando la tecnología, aparecieron problemas más significativos y generalizados. El rápido avance tecnológico producido tras la edad media culminó en la Revolución Industrial, que trajo consigo el descubrimiento, uso y explotación de los combustibles fósiles, así como la explotación intensiva de los recursos minerales de la Tierra. Fue con la Revolución Industrial cuando los seres
humanos empezaron realmente a cambiar la faz del planeta, la naturaleza de su atmósfera y la calidad de su agua. Hoy, la demanda sin precedentes a la que el rápido crecimiento de la población humana y el desarrollo tecnológico someten al medio ambiente está produciendo un declive cada vez más acelerado en la calidad de éste y en su capacidad para sustentar la vida.
Contaminación del suelo
La basura es el principal contaminante del suelo, pues se acumula en el mismo por periodos muy prolongados; al hacerlo favorece el crecimiento de muchos microorganismos y altera su composición, haciendo que en las zonas donde abunda la basura desaparezcan las plantas y proliferen especies que pueden perjudicar la salud, como moscas, cucarachas y ratas.
En las actividades agropecuarias también se manejan sustancias que contaminan el suelo y el agua del planeta. Tal es el caso de los pesticidas que se usan para evitar la proliferación de animales, y el crecimiento de plantas nocivas que afectan la producción agrícola.
Por otra parte, el uso de fertilizantes químicos con el propósito de aumentar la producción, puede causar graves daños ecológicos, pues penetran al subsuelo y llegan al agua subterránea que alimenta los pozos, de donde se extrae para el consumo humano.
Contaminación del agua
Gran cantidad de los desechos domésticos, agrícolas e industriales tiene como destino final el mar. Entre los principales desechos que contaminan el agua se encuentran la materia orgánica, la materia fecal, detergentes y otras sustancias que van a dar al sistema de drenaje.
Las industrias vierten en el agua gran cantidad de sustancias que pueden ser peligrosas, como mercurio, plomo y arsénico que envenenan a los organismos que se ponen en contacto con ellas.
Contaminación del aire
La atmósfera se contamina cuando se altera su composición. Esto ocurre porque se vierten gases o partículas provenientes de los automóviles y las industrias, principalmente. Los contaminantes de la atmósfera se dividen en: gases y partículas en suspensión.
Los contaminantes gaseosos más importantes, por ser los más comunes y peligrosos, son el monóxido de carbono, los óxidos de nitrógeno y los hidrocarburos que provienen principalmente del escape de los automóviles.
Las partículas en suspensión están formadas por polvos minerales, partículas de tierra, esporas de hongos y granos de polen, entre otros.
Los polvos y aerosoles provenientes de diversas actividades humanas, así como la quema de basura contribuyen a aumentar el número de partículas en suspensión del aire y a contaminarlo.
La pérdida de la biodiversidad
La biodiversidad del planeta constituye un patrimonio para la humanidad, que es necesario aprender a respetar y cuidar como una de las más grandes riquezas.
El hombre destruye bosques y deteriora numerosos ecosistemas en aras de la urbanización y el desarrollo económico. No le preocupa que estos ecosistemas sean parte del medio en el que nacen, crecen y se reproducen numerosas especies animales y vegetales, a las que coloca al borde de la extinción porque les suprime su espacio vital.
Es responsabilidad del hombre crear conciencia de que la diversidad de especies vegetales y animales es uno de los recursos que más se debe cuidar.
Los organismos y los factores abióticos forman un conjunto armónico que caracteriza a cada ecosistema y a cada ser vivo, sea animal o vegetal, es una creación maravillosa de la naturaleza que si desaparece jamás se podrá recuperar.
RECURSOS NATURALES.
Los recursos naturales son todos los factores abióticos o bióticos de la naturaleza que el hombre puede utilizar con el fin de satisfacer sus necesidades.
El aire, el petróleo, los minerales, los vegetales, los animales, etc. son ejemplos de los recursos naturales que el hombre puede utilizar.
Los factores bióticos tienen la capacidad de reproducirse, y por lo tanto aunque el hombre los utilice, se pueden regenerar o recuperar. En cambio, los recursos que corresponden a factores abióticos que no pueden regenerarse, disminuirán al ser explotados por el hombre.
Atendiendo al criterio de sus posibilidades de recuperación y regeneración, los recursos naturales pueden ser clasificados en tres grupos:
RECURSOS INAGOTABLES:
Son aquellos que el hombre utiliza en baja proporción respecto a la cantidad existente en la naturaleza.
Los recursos inagotables se recuperan o regeneran por sí mismos, por lo que no existe riesgo de extinción o agotamiento. Algunos ejemplos son: el agua, el Sol, el aire y sus constituyentes gaseosos.
El agua y el aire son recursos naturales esenciales para la conservación de la vida en la Tierra. Estos recursos son abundantes y tienen la propiedad de que al ser utilizados son capaces de regenerarse por medio de los ciclos naturales. Por esta razón son considerados recursos inagotables.
La proporción de agua y aire que utilizan los seres vivos, es pequeña si se compara con la cantidad global que existe de estos recursos; por eso su cantidad se mantiene constante en la naturaleza.
En esta oportunidad analizaremos los siguientes:
EL AGUA:
El agua cubre alrededor de la tres cuarta partes de la superficie terrestre, formando lo que conocemos con el nombre de hidrósfera.
El agua se encuentra desigualmente distribuida sobre la tierra. Los porcentajes son los siguientes:
-Aguas oceánicas: 97,41 por ciento.
-Aguas dulces: 2,59 por ciento. De este total, sólo un 0,014 por ciento se encuentra disponible para el hombre y los demás seres vivos. El resto se encuentra formando parte de los glaciares, casquetes polares o como aguas subterráneas.
La importancia de la hidrósfera en nuestro planeta reside en que el agua es indispensable para todo tipo de vida. Así, por ejemplo, cualquier organismo viviente puede vivir sin alimentos por algún tiempo, pero si le falta el agua muere al cabo de pocos días.
Propiedades del agua:
El agua se compone de dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno (H2O), lo que determina que este líquido vital tenga las siguiente propiedades:
- El agua es un solvente universal: Tiene la capacidad de disolver gran cantidad de sustancias orgánica e inorgánicas.
- El agua es el principal medio interno de los seres vivos: Debido a su gran poder disolvente y a su capacidad de mantener rangos de temperatura adecuados, el agua proporciona un medio para el transporte y transformación de sustancias al interior de los seres vivos. Sin el agua ningún proceso vital de intercambio con el medio, como el de la respiración y la digestión, podría realizarse. Destacable es el hecho de que el cuerpo humano está constituido por el 65% de agua.
- El agua posee una gran capacidad calorífica: En el medio acuoso las variaciones de la temperatura no se presentan bruscamente y por lo mismo, la vida acuática no corre peligro.
Por su poder disolvente, el agua se mezcla con el oxígeno y el dióxido de carbono, abasteciendo de estos gases a los organismos acuáticos. Por su capacidad calorífica, el agua gaseosa en la atmósfera tiene, además, un papel regulador de la temperatura del aire, lo que influye directamente en el clima de una región.
- El agua se dilata al congelarse: El agua al congelarse ocupa mayor volumen que en estado líquido. Esto permite que las grandes masas de agua: ríos, lagos y océanos, se congelen sólo superficialmente, conservando la vida bajo extensas capas de hielo flotante.
- El agua se encuentra naturalmente en estado sólido, líquido y gaseoso: Como sólido o hielo se encuentra en los glaciares y los casquetes polares, así como en las superficies de agua en invierno; también en forma de nieve, granizo y escarcha, y en las nubes formadas por cristales de hielo.
Existe en estado líquido en las nubes de lluvia formadas por gotas de agua, y en forma de rocío en la vegetación. Además, cubre las tres cuartas partes de la superficie terrestre en forma de pantanos, lagos, ríos, mares y océanos.
Como gas, o vapor de agua, existe en forma de niebla, vapor y nubes. El vapor atmosférico se mide en términos de humedad relativa, que es la relación de la cantidad de vapor de agua en el aire a una temperatura dada respecto a la máxima que puede contener a esa temperatura.
B) EL AIRE:
El aire que nos rodea proviene de la atmósfera. Así se llama la capa que rodea al planeta, y en la que todos los seres vivos realizamos nuestra vida diaria.
Todos los animales y el hombre requieren de un gas que se encuentra en la atmósfera llamado Oxígeno. Incorporamos este gas a nuestro organismo mediante un proceso natural: la respiración.
El aire no tiene color, olor ni sabor. Por esta razón, no lo podemos ver cuando se encuentra limpio.
Propiedades del aire:
La composición del aire es variable y depende de la altitud. A nivel del mar, el aire seco está compuesto por los siguientes gases: nitrógeno 78,03%, oxígeno 20,90%, argón 0,93%. El 0,04% restante lo constituyen el dióxido de carbono y el vapor de agua, más otros gases en menor proporción.
Las propiedades del aire que se manifiestan por su composición son:
- El aire es materia: Tiene masa y ocupa un volumen determinado.
- El aire ejerce presión en todas las direcciones: Dicha presión se denomina presión atmosférica, y que para un lugar concreto, depende de la altitud, temperatura y cercanía con el mar.
- El aire es fuente de oxígeno. Posibilita la respiración de los seres vivos y mantiene la combustión de cualquier sustancia combustible.
- El aire es fuente de muchos gases esenciales para la vida. El dióxido de carbono, el nitróxeno y el agua gaseosa, junto al oxígeno, se ciclan constantemente en la biosfera. Por ejemplo, los seres vivos toman el oxígeno del aire al respirar y liberan dióxido de carbono, que absorben las plantas verdes en la fotosíntesis, para seguir entregando nuevamente oxígeno al aire.
- El aire actúa como filtro de la radiación ultravioleta proveniente del Sol. La capa de aire que se encuentra a unos 30 km. de altura sobre la superficie terrestre, nos protege de las radiaciones dañinas gracias al elemento gaseoso llamado ozono, cuyas moléculas se forman a partir de tres átomos de oxígeno.
Utilidades del aire
La actividad humana está estrechamente relacionada con la utilización del aire para los más diversos fines:
- El aire es un medio para realizar todo tipo de combustiones. La combustión permite el funcionamiento de maquinarias, la utilización y transformación de la energía calórica, y la multitud de materiales útiles.
- El aire es un elemento utilizado para el funcionamiento de maquinarias que facilitan la vida y las tareas del hombre. Cabe destacar la fabricación de bombas aspirantes que sirven para extraer, elevar e impulsar el agua u otro líquido en una dirección determinada. Estas máquinas se utilizan para elevar el agua de los pozos y abastecer a localidades que no cuentan con un sistema de cañerías de agua potable. El principio de funcionamiento de estas bombas se basa en las diferencias de presión del aire presente en secciones vecinas al lugar de instalación.
RECURSOS RENOVABLES:
Son aquellos que pueden recuperarse por sí mismos, pero que deben utilizarse racionalmente para evitar su agotamiento. Ejemplos de recursos renovables son: la flora, la fauna y el suelo.
Así pues, la diferencia entre recurso inagotable y otro renovable está en la necesidad de utilizarlo teniendo en cuenta la rapidez de su regeneración. Si la explotación no afecta su recuperación, estamos frente a un recurso inagotable. Por el contrario debemos ser prudentes con el uso de recursos renovables para que puedan recuperarse continuamente.
EL SUELO:
Uno de los principales recursos que brinda la naturaleza al hombre es el suelo, donde crecen los vegetales que se utilizan para servir de alimento al hombre y a los animales.
Por tratarse de un recuso renovable, exige una utilización racional para evitar su agotamiento y daños severos, cuyas repercursiones serían dramáticas. Examinemos algunos usos que el hombre hace del suelo.
El suelo en la forestación
El suelo es utilizado por el hombre para la explotación de las masas forestales. La presencia de los árboles ayuda a la conservación y enriquecimiento del suelo. De éstos consigue madera y materias primas, como la celulosa, con la que elabora el papel, además de otras sustancias químicas de interés industrial. La raíces vegetales absorben el agua y de esta forma reducen el efecto erosivo de las aguas de lluvia o agua pluviales, que arrastran el humus, con lo que el suelo se torna estéril.
La muerte total de algunos vegetales o de partes de ellos, como por ejemplo las hojas, determina un aporte de materia orgánica adicional que al ser degradada por los decomponedores, genera una mayor proporción de humus y un enriquecimiento del suelo.
El suelo y la agricultura
El suelo constituye una fuente de explotación agrícola. El hombre usa el suelo para cultivar las especies vegetales que le sirven de alimento: árboles frutales, verduras, hortalizas, cereales y legumbres. Cultivar estas especies vegetales ayuda a resolver las crecientes necesidades alimenticias que enfrenta la humanidad.
El suelo y la ganadería
El suelo proporciona recursos biológicos renovables, como son los productos forestales, agrícolas y ganaderos.
El desarrollo de la ganadería es una fuente de vida que surge de la explotación del suelo. El ganado se alimenta de los pastizales, y de él se obtiene carne, lana y cuero.
Como se puede apreciar, el suelo es mucho más que el soporte por donde caminamos: constituye la base fundamental para el desarrollo de la vida de los animales silvestres y domésticos, de los bosques, praderas, tierras cultivables, etc.
LA FLORA:
En el suelo es posible observar constantemente la presencia de seres vivos. A veces son tan pequeños, que se requiere la utilización de instrumentos que puedan aumentar el tamaño de su imagen para poder apreciarlos, como sucede con la observación de los microorganismos; otros como la flora, se pueden apreciar a simple vista, maravillándonos con su colorido y magestuosidad.
Flora es el conjunto de especies vegetales que habitan una región determinada. Es un recurso porque puede ser utilizada por el hombre en su beneficio, y es renovable porque puede recuperarse. Pero para no agotarla como recurso, debe controlarse su uso racionalmente.
Para que la flora pueda ser aprovechada en beneficio del hombre, requiere la utilización del recurso suelo como soporte físico en el que puedan vivir las especies vegetales.
La flora como fuente de alimentación
Este recurso es una importante fuente de alimentación para la vida del planeta, como puede observarse en las cadenas y tramas tróficas, donde las especies vegetales representan el primer eslabón o nivel alimentario que permite la conservación de las especies herbívoras o consumidores primarios.
El hombre explota la flora a través de la agricultura. El cultivo de especies vegetales: hortalizas, legumbres, verduras y árboles frutales, representan una importante fuente nutritiva que está
presente en la alimentación diaria. Algunas especies vegetales, como las leguminosas, ayudan al enriquecimiento del suelo a través de la fijación de nitrogeno, elemento químico que posibilita el crecimiento vegetal.
La explotación de la flora es parte importante en el desarrollo económico de los países que cuentan con una gran actividad agrícola.
Chile posee suelos aptos para el desarrollo de las agricultura, lo que le permite explotar una diversidad de productos agrícolas hacia mercados extranjeros. De esta forma obtiene ingresos económicos aparte de los provenientes de sus recursos minerales tradicionales como el cobre y otros minerales o nitratos.
La flora como fuente de materias primas
La flora es un recurso importantísimo para la obtención de materias primas. Los árboles han sido utilizados como fuente de remedios naturales desde la antigüedad.
Actualmente en Chile existen aproximadamente veinte especies diferentes que pueden ser aprovechadas por el hombre por su valor maderero. La madera es utilizada en la fabricación de viviendas, embarcaciones, muebles, cajas, envases, etc.
La celulosa es una sustancia obtenida de los árboles y sirve como materia prima esencial para la fabricación de papel. El cáñamo es otra especie vegetal que el hombre utiliza para la fabricación de cordeles. La explotación del recurso flora debe realizarse racionalmente para evitar la erosión y empobrecimiento del recurso suelo. Acciones como la creación de Parques Nacionales y de reservas forestales, son esfuerzos valiosos para destacar y proteger la riqueza forestal chilena.
LA FAUNA:
Fauna es el conjunto de animales que habitan un territorio determinado. Las especies que forman la fauna han sido clasificadas en grandes grupos que permiten diferenciarlas unas de otras.
La taxonomía es la ciencia que se encarga de estudiar y clasificar a los seres vivos. Las cinco clases de animales superiores más importantes que reconocen los taxónomos son: mamíferos, aves, reptiles, anfibios y peces. Entre los animales inferiores se debe mensionar la clase insectos que abarca una enorme cantidad y variedad de especies que habitan en casi todos los rincones del planeta y que forman parte de lo que se ha denominado entomofauna, que significa: entomo=insecto y fauna=conjunto de animales.
La fauna como fuente de alimentación
Las especies de animales representan un recurso de gran beneficio para la humanidad.
Algunas especies de mamíferos, como el ganado vacuno y bovino, sirven de alimento por sus carnes. Su leche es también utilizada para la producción de otros productos lácteos, entre ellos: el queso y el quesillo, el yogur, la mantequilla, etc. La aves y peces aumentan la fuente de alimentación de origen animal.
Los últimos descubrimientos de la ciencia señalan que es conveniente reducir la cantidad de carnes rojas o de vacuno en la alimentación, reemplazándolas por carnes blancas como las de la aves y las de pescados. Esta última contiene aceites que reducen la cantidad de colesterol que se deposita al interior de los vasos sanguíneos, con el consecuente mejoramiento de la salud del individuo.
La fauna como fuente de materias primas
Hay materias primas que se pueden obtener del recurso fauna y que son: pieles, plumas, lanas y sustancias químicas para medicamentos. La piel de algunos animales ha sido uitilizada para la fabricación de prendas de vestir. Las plumas de algunos animales sirven para la producción de mantas, plumones y casacas que permiten resguardarse del frío. La lana que se obtiene de las ovejas y de algunos auquénidos, como la alpaca, sirve para la producción de hilos.
Los animales han servido en muchas ocasiones también en el desarrollo de la ciencia médica y biológica. A través de su ayuda se han podido desarrollar sustancias químicas que son un remedio eficaz para combatir algunas enfermedades que antiguamente causaban la muerte de una gran cantidad de personas.
El hombre, que tanto se beneficia con este recurso, debe considerar que, por ser no renovable, debe explotarse racionalmente.
Un hecho claro que constituye una señal de alerta es que, alguna especies autóctonas de nuestro país ya se extinguieron, muchas están en peligro de extinción, y otras han sido calificadas como vulnerables.
RECURSOS NO RENOVABLES
El hombre, desde tiempos remotos, aprendió a extraer de la corteza terrestre los materiales que le son útiles para el desarrollo de sus actividades. Estos recursos naturales son los depósitos de minerales, que han tenido y tienen gran importancia en el progreso de la humanidad.
¿Cómo se clasifican los minerales?
Existen los minerales metálicos, como el cobre y el hierro, los minerales no metálicos, por ejemplo el azufre y el salitre, y los minerales combustibles, entre los que se encuentran el carbón y el petróleo.
Los minerales en general, son considerados recursos no renovables porque se van agotando en la medida que se extraen.
Los distintos minerales se encuentran distribuidos desigualmente en la corteza terrestre y por lo mismo en los distintos continentes y países. Por esta razón, la mayoría de los países no cuentan con todos los que necesitan, lo que ha dado origen a la creación de redes mundiales de exportación de los mismos.
RECURSOS MINERALES METALICOS:
Los minerales metálicos nos proporcionan la gran variedad de metales que usamos actualmente. Entre las propiedades más importantes de los metales destacan la maleabilidad, posibilidad de transformación a láminas metálicas; ductibilidad, facilidad de transformación a alambres de diferentes grosores; y conductibilidad o capacidad para conducir electricidad y calor.
En los yacimientos de minerales metálicos, pocas veces se encuentra un metal en forma pura. De acuerdo al porcentaje de metal que contiene el mineral en bruto, se habla de la ley mineral. Si el contenido del metal es elevado, se dice que la ley del mineral es alta.
Los minerales más utilizados en el mundo son el hierro y el cobre. El hierro, por su dureza y su maleabilidad, es usado para construir diversas maquinarias. Además de la mezcla de hierro y carbono se forma el acero, que perfecciona las cualidades del hierro puro. En la II Región de nuestro país existen grandes yacimientos de hierro tales como El Carmen cerca de Chañaral y Algarrobo en Vallenar.
El cobre es usado principalmente como conductor eléctrico. A lo largo de la historia, el cobre ha servido para acuñar monedas y confeccionar útiles de cocina, tinajas y objetos ornamentales. El cobre se encuentra en estado natural por todo el mundo en la lava basáltica, localizándose el mayor depósito conocido en la cordillera de los Andes en Chile, bajo la forma de pórfido. Nuestro país posee aproximadamente el 25% de las reservas mundiales conocidas de cobre y a comienzos de 1980 se convirtió en el primer país productor de este metal. Los principales yacimientos se localizan en Chuquicamata, Andina, El Salvador y El Teniente.
Otros metales empleados por la industrias modernas son: el aluminio, el plomo, el cinc y el estaño.
MINERALES NO METALICOS:
Los minerales no metálicos se emplean en gran parte en la construcción de edificios. Los materiales de construcción, como el granito, la arena y la caliza son un ejemplo de este tipo de minerales.
El uso de algunos minerales no metálicos como fertilizantes, es muy importante. Por ejemplo, el salitre proporciona a la agricultura un gran beneficio. El azufre, otro mineral no metálico, se utiliza en la fabricación de abonos sintéticos.
A principios de siglo, el salitre, significó para Chile un gran crecimiento económico. Sin embargo, después de la Segunda Guerra Mundial se creó el salitre sintético de muy bajo costo, lo que provocó el fin de la explotación masiva del salitre chileno. Otros minerales no metálicos de gran importancia son el azufre, la sal y el cuarzo.
MINERALES COMBUSTIBLES:
Las principales fuentes de energía con que cuenta hoy el hombre son minerales combustibles, que, al ser quemados, producen energía calórica útil para la realización de procesos industriales, así como también para las actividades domésticas.
Los minerales combustibles básicos son: carbón, petróleo y gas natural.
- Carbón
El carbón es un tipo de roca formada por el elemento químico carbono elemental mezclado con otras sustancias como el azufre. El carbón tiene mayor poder calorífico que la madera, lo que significa que necesita menos cantidad de carbón que de madera para conseguir la misma cantidad de calor. En la actualidad, la utilización del carbón se centra principalmente en la generación de electricidad y como materia prima industrial, que deriva en la producción de múltiples materiales, entre los que se incluyen los plásticos, los cauchos sintéticos, artículos de tocador, etc.
La VII Región de Chile sobresale por su producción de carbón, que abastece casi en su totalidad el consumo del país. Los principales yacimientos están en Lota, Schwager y Lebu. Las faenas extractivas son de gran esfuerzo para el minero, ya que los depósitos de carbón se encuentran en el subsuelo, bajo el nivel del mar. Los mineros trabajan en piques hasta los 200 metros de profundidad, con un calor sofocante, en un ambiente peligroso por las emanaciones de gas metano.
- El petróleo
El petróleo es un líquido formado por una mezcla de hidrocarburos, compuestos que contienen carbono e hidrógeno.
El petróleo, sometido a un tratamiento de refinamiento, se convierte en numerosos productos que son sus derivados. Algunos ejemplos son: gasolina, aceites lubricantes, y residuos sólidos, de estos
últimos provienen los alquitranes, los betunes, algunos productos farmacéuticos y los plásticos tan utilizados hoy en día.
En el proceso de refinado, una vez extraído el petróleo, se trata con productos químicos y calor para eliminar el agua y los elementos sólidos, y se separa el gas natural. A continuación se almacena en tanques y se transporta a una refinería en camiones, por tren, en barco o a través de un oleoducto. Todos los campos petrolíferos importantes están conectados a grandes oleoductos.
La herramienta básica de refinado es la unidad de destilación. El petróleo crudo empieza a vaporizarse a una temperatura algo menor que la necesaria para hervir el agua.
La zona sur de nuestro país destaca por su gran potencial en la explotación de yacimientos petrolíferos, ubicados principalmente en Tierra del Fuego.
Este combustible no sólo representa una fuente de energía sino también de riqueza económica en el mudo de hoy. Este hecho a determinado su segundo nombre: el oro negro.
- Gas natural
Los yacimientos de petróleo casi siempre llevan asociados una cierta cantidad de gas natural, que sale a la superficie junto con él cuando se perfora un pozo. Sin embargo, hay pozos que proporcionan solamente gas natural. Éste contiene elementos orgánicos importantes como materias primas para la industria petrolera y química. Antes de emplear el gas natural como combustible se extraen los hidrocarburos más pesados, como el butano y el propano.
El gas que queda, el llamado gas seco, se distribuye a usuarios domésticos e industriales como combustible. Este gas, libre de butano y propano, también se encuentra en la naturaleza. Está compuesto por los hidrocarburos más ligeros, metano y etano, y también se emplea para fabricar plásticos, fármacos y tintes.
Los principales problemas que presentan el aprovechamiento del gas natural son los de almacenamiento y transporte.
Actualmente, es conducido desde los lugares de extracción a los de producción y consumo por medio de canales de acero llamados gasoductos.
La creciente demanda de combustibles fósiles en nuestra civilización nos pone en alerta para que aprendamos a consumir dichos productos de una manera racional, teniendo siempre presente el impacto de estos combustibles en el medio ambiente.
Ciclos Biogeoquímicos
Además de la energía, los organismos requieren para vivir el suministro de elementos químicos que se pueden encontrar en la biósfera, pero que deben ser reciclados constantemente, a fin de asegurar su disponibilidad. Este proceso se denomina ciclos de la materia o ciclos biogeoquímicos.
Los seres vivos toman carbono, nitrógeno y oxigeno y los usan para vivir y crecer. Si están sustancias solo se usaran una vez, se habrían agotado. Todos los animales y plantas respiran, crecen y,
finalmente mueren y se descomponen. La descomposición libera las sustancias de su cuerpo a la biósfera para que se utilicen de nuevo.
Ciclo del Carbono
Los cuerpos de todos los seres vivos se basan en el elemento carbono. Es uno de los principales constituyentes de macromoléculas como lípidos, proteínas e hidratos de carbono. El carbono tiene su origen en el dióxido de carbono de la atmósfera. Las plantas verdes y algunas bacterias lo ingieren y con el fabrican alimento.
Cuando los animales comen plantas, toman parte del carbono. El dióxido de carbono vuelve a la atmósfera por la respiración de los seres vivos o por sus desperdicios o por su descomposición.
Ciclo del Nitrógeno
Todos los seres vivos necesitan nitrógeno para fabricar proteínas. Intervienen fundamentalmente en este ciclo los vegetales y las bacterias fijadoras del nitrógeno. En ese proceso, el nitrógeno es incorporado al suelo, que será absorbido por los organismos vivos antes de regresar de nuevo a la atmósfera.
Ciclo del Oxígeno
Los seres vivos toman el oxígeno del aire. Junto con el carbono, hidrógeno y nitrógeno lo utilizan para construir nuevas moléculas en su cuerpo. El oxigeno vuelve a la atmósfera gracias a las plantas verdes durante la fotosíntesis, y en forma de dióxido de carbono, durante la respiración de plantas y animales.
Los ciclos biogeoquímicos son determinantes en la continuidad de la vida, los elementos: carbono, nitrógeno y oxígeno son esenciales para la síntesis de proteínas.
Ciclo del Fósforo
El fósforo es un elemento que se puede encontrar en las estructuras del ADN de los organismos, siendo un componente esencial de los mismos. La proporción de fósforo en la materia viva es relativamente pequeña, aunque el papel que desempeña es vital. El fósforo es el principal factor limitante del crecimiento para los ecosistemas, porque el ciclo del fósforo está principalmente relacionado con el movimiento del fósforo entre los continentes y los océanos. Al contrario que en el ciclo del nitrógeno, en el del fósforo no hay fase gaseosa en el aire.
Es componente de los ácidos nucleicos como el ADN, muchas sustancias intermedias en la fotosíntesis y en la respiración celular están combinadas con el fósforo, y los átomos de fósforo proporcionan la base para la formación de los enlaces de alto contenido de energía del ATP, se encuentra también en los huesos y los dientes de animales, incluyendo al ser humano.
Su reserva fundamental en la naturaleza es la corteza terrestre y en los depósitos de rocas marinas. Por meteorización de las rocas o sacado por las cenizas volcánicas, queda disponible para que lo puedan tomar las plantas. Con facilidad es arrastrado por las aguas y llega al mar. Parte del que es arrastrado sedimenta al fondo del mar y forma rocas que tardarán millones de años en volver a emerger y liberar de nuevo las sales de fósforo.
Otra parte es absorbido por el plancton que, a su vez, es comido por organismos filtradores de plancton, como algunas especies de peces. Cuando estos peces son comidos por aves que tienen sus nidos en tierra, devuelven parte del fósforo en las heces (guano) a tierra.
Ciclo del fósforo
Es el principal factor limitante en los ecosistemas acuáticos y en los lugares en los que las corrientes marinas suben del fondo, arrastrando fósforo del que se ha ido sedimentando, el plancton prolifera en la superficie. Al haber tanto alimento se multiplican los bancos de peces, formándose las grandes pesquerías del Gran Sol, costas occidentales de Africa y América del Sur y otras.
Con los compuestos de fósforo que se recogen directamente de los grandes depósitos acumulados en algunos lugares de la tierra se abonan los terrenos de cultivo, a veces en cantidades desmesuradas, originándose problemas de eutrofización.
Ciclo del azufre
Es menos importante que los otros elementos que hemos visto, pero imprescindible porque forma parte de las proteínas.
Su reserva fundamental es la corteza terrestre y es usado por los seres vivos en pequeñas cantidades.
El azufre es un nutriente secundario requerido por plantas y animales para realizar diversas funciones, además el azufre está presente en prácticamente todas las proteínas y de esta manera es un elemento absolutamente esencial para todos los seres vivos.
El azufre circula a través de la biosfera de la siguiente manera, por una parte se comprende el paso desde el suelo o bien desde el agua, si hablamos de un sistema acuático, a las plantas, a los animales y regresa nuevamente al suelo o al agua.
Algunos de los compuestos sulfúricos presentes en la tierra son llevados al mar por los ríos. Este azufre es devuelto a la tierra por un mecanismo que consiste en convertirlo en compuestos gaseosos tales como el ácido sulfhídrico (H2S) y el dióxido de azufre (SO2). Estos penetran en la atmósfera y vuelven a tierra firme. Generalmente son lavados por las lluvias, aunque parte del dióxido de azufre puede ser directamente absorbido por las plantas desde la atmósfera.
La actividad industrial del hombre esta provocando exceso de emisiones de gases sulfurosos a la atmósfera y ocasionando problemas como la lluvia ácida.
Ciclo del agua
Todos los seres vivos necesitan agua para sobrevivir. El agua describe un ciclo que permite su reutilización. Por esta razón se la considera un recurso inagotable, aunque esta condición ya está siendo cuestionada.
La distribución del agua en nuestro planeta mantiene un constante equilibrio, ya que cicla continuamente, a través de la atmósfera, de las cuencas oceánicas y los suelos continentales.
El principal objetivo del ciclo del agua es proveer este vital elemento, que es el agua fresca y pura, a todos los seres vivos.
Durante su ciclo se suceden procesos naturales como la fusión, y la condensación; además de participar en los relacionados con las actividades propias de los seres vivos: respiración, fotosíntesis, excreción, etc.
Bajo la acción del calor solar, el agua se evapora (estado gaseoso) constantemente de los océanos, lagos y ríos. El vapor acuoso que se forma asciende a lo alto impulsado por las corrientes de aire que, incesantemente, se elevan de la superficie terrestre hacia los espacios donde la temperatura es más baja.
En presencia de corrientes de aire muy frío, ese vapor acuoso se condensa en diminutas gotas y se hace visible en forma de nubes o niebla, que pueden ser transportadas por el viento hacia regiones muy alejadas.
Las gotas se van haciendo más grandes y más pesadas a medida que la condensación aumenta y entonces el aire ya no puede sostenerlas y se precipitan en forma de lluvia (estado líquido), nieve o granizo (estado sólido).
Si estas precipitaciones ocurren en latitudes polares o a gran altura, parte de las aguas van a formar los glaciares.
Si las precipitaciones caen en el suelo, parte del agua corre por las pendientes y de acuerdo con la cantidad de vegetación, el tipo de suelo y a su declive, el destino del agua que proviene de las precipitaciones puede tomar dos caminos:
El agua se filtra a través del suelo, especialmente a través de suelos porosos y desciende lentamente por acción de la gravedad a capas más profundas. Cuando estas aguas pueden aflorar a la superficie forman losmanantiales o aguas termales, ricas en minerales. Por la temperatura a que se encuentran los baños termales recomiendan para controlar
problemas reumáticos, que se caracterizan por inflamaciones dolorosas en las articulaciones o en los músculos.
Evaporación de agua forma las nubes.
Agua en glaciares.
En Chile son famosas las aguas termales de la zona Central, como las Termas de Panimávida y Catillo en la VI Región, los Baños Socos en IV región y otros muchos más. En algunos de estos lugares se producen además, aguas minerales para beber, que son embotelladas y distribuidas para su comercialización.
El agua escurre superficialmente cuando el terreno tiene un declive profundo, formando arroyos y ríos que desembocan en el mar.Siempre el ciclo del agua se cierra en el mar, cuando regresa a su origen.
Otra parte del agua es absorbida por la tierra y contribuye a formar las corrientes subterráneas que también van directamente a los mares. En el curso de este trayecto el agua subterránea tiene la posibilidad de volver a la superficie por medio de vertientes naturales o de norias construidas por el hombre.
En varias partes del ciclo el agua es tomada por animales y plantas para sus procesos metabólicos y luego es devuelta a la atmósfera mediante la respiración, la orina, el sudor, la transpiración según sea el caso.
Como podemos apreciar, todas las aguas de la Tierra, aunque de modos bien distintos, participan en este ciclo, que se renueva constantemente y que tiene una gran importancia para el desarrollo de la vida.
Además, el agua arrastra consigo partículas de roca, detritos, polvo y sustancias orgánicas poniéndolas en contacto entre sí y provocando muchas combinaciones químicas y adaptaciones biológicas.
En el agua se hallan siempre disueltas, en distinta, proporción variadas sustancias. En el agua de mar, por ejemplo, hay cloruro sódico y elementos como el yodo, el oxígeno, el hidrógeno, e, incluso diminutas partículas de oro.
En el agua de manantiales encontramos sales de calcio y manganeso. La presencia de estas últimas constituye una característica del agua que se denomina “dureza”.
El agua de algunos manantiales especiales contiene otros compuestos, como hierro, azufre o sustancias radiactivas, que les confieren especiales cualidades terapéuticas o medicinales.
Aguas termales.
Un ciclo que se repite sin interrupción.
Al evaporarse desde el mar, deja atrás las sales, y al escurrir por los suelos, quedan atrapadas en las rocas y suelos arcillosos las impurezas no deseadas. Sin embargo, esta capacidad de purificación del agua no es ilimitada y supone una gran responsabilidad para todos nosotros, que es la tarea de mantener los caudales de agua libres de contaminación.
Ver: Agua: datos y estadísticas
Demostración experimental del ciclo del agua, en tu casa:
Materiales:
Frasco de boca ancha, con tapa
Planta
Recipiente pequeño, con agua
Tierra
Pidrecillas
Arena
1.- Pon en el interior del frasco una capa de piedrecitas.
2.- Sobre ella, pon una capa de arena y, finalmente, una capa de tierra.
3.- Entierra cuidadosamenta las plantas en un lado del frasco.
4.- En el otro, pon el recipiente con agua.
5.- Finalmante, tapa el frasco y observa los resultados en los días siguientes.
El aumento continuo de la población, su concentración progresiva en grandes centros urbanos y el desarrollo industrial ocasionan, día a día, más problemas al medio ambiente conocidos como contaminación ambiental. Ésta consiste en la presencia de sustancias (basura, pesticidas, aguas sucias) extrañas de origen humano en el medio ambiente, ocasionando alteraciones en la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas. 1. Efectos de la contaminación. Los efectos se manifiestan por las alteraciones en los ecosistemas; en la generación y propagación de enfermedades en los seres vivos, muerte masiva y, en casos extremos, la desaparición de especies animales y vegetales; inhibición de sistemas productivos y, en general, degradación de la calidad de vida (salud, aire puro, agua limpia, recreación, disfrute de la naturaleza, etc.). 2. Causantes de la contaminación. Los causantes o contaminantes pueden ser químicos, físicos y biológicos. · Los contaminantes químicos se refieren a compuestos provenientes de la industria química. Pueden ser de efectos perjudiciales muy marcados, como los productos tóxicos minerales (compuestos de fierro, cobre, zinc, mercurio, plomo, cadmio), ácidos (sulfúrico, nítrico, clorhídrico), los álcalis (potasa, soda cáustica), disolventes orgánicos (acetona), detergentes, plásticos, los derivados del petróleo (gasolina, aceites, colorantes, diesel), pesticidas (insecticidas, fungicidas, herbicidas), detergentes y abonos sintéticos (nitratos, fosfatos), entre otros. · Los contaminantes físicos se refieren a perturbaciones originadas por radioactividad, calor, ruido, efectos mecánicos, etc.
· Los contaminantes biológicos son los desechos orgánicos, que al descomponerse fermentan y causan contaminación. A este grupo pertenecen los excrementos, la sangre, desechos de fábricas de cerveza, de papel, aserrín de la industria forestal, desagües, etc. 3. Formas de contaminación. Se manifiesta de diversas formas: · La contaminación del aire o atmosférica se produce por los humos (vehículos e industrias), aerosoles, polvo, ruidos, malos olores, radiación atómica, etc. Es la perturbación de la calidad y composición de la atmósfera por sustancias extrañas a su constitución normal. · La contaminación del agua es causada por el vertimiento de aguas servidas o negras (urbanos e industriales), de relaves mineros, de petróleo, de abonos, de pesticidas (insecticidas, herbicidas y similares), de detergentes y otros productos. · La contaminación del suelo es causada por los pesticidas, los abonos sintéticos, el petróleo y sus derivados, las basuras, etc. · La contaminación de los alimentos afecta a los alimentos y es originada por productos químicos (pesticidas y otros) o biológicos (agentes patógenos). Consiste en la presencia en los alimentos de sustancias riesgosas o tóxicas para la salud de los consumidores y es ocasionada durante la producción, el manipuleo, el transporte, la industrialización y el consumo. · La contaminación agrícola es originada por desechos sólidos, líquidos o gaseosos de las actividades agropecuarias. Pertenecen a este grupo los plaguicidas, los fertilizantes' los desechos de establos, la erosión, el polvo del arado, el estiércol, los cadáveres y otros. · La contaminación electromagnética es originada por la emisión de ondas de radiofrecuencia y de microondas por la tecnología moderna, como radares, televisión, radioemisoras, redes eléctricas de alta tensión y las telecomunicaciones. Se conoce también como contaminación ergomagnética. · La contaminación óptica se refiere a todos los aspectos visuales que afectan la complacencia de la mirada. Se produce por la minería abierta, la deforestación incontrolado, la basura, los anuncios, el tendido eléctrico enmarañado, el mal aspecto de edificios, los estilos y los colores chocantes, la proliferación de ambulantes, etc. · La contaminación publicitaria es originada por la publicidad, que ejerce presiones exteriores y distorsiona la conciencia y el comportamiento del ser humano para que adquiera determinados productos o servicios, propiciando ideologías, variaciones en la estructura socioeconómica, cambios en la cultura, la educación, las costumbres e, incluso, en los sentimientos religiosos. · La contaminación radiactiva es la resultante de la operación de plantas de energía nuclear, accidentes nucleares y el uso de armas de este tipo. También se la conoce como contaminación neutrónica, por ser originada por los neutrones, y es muy peligrosa por los daños que produce en los tejidos de los seres vivos. · La contaminación sensorial es la agresión a los sentidos por los ruidos, las vibraciones, los malos olores, la alteración del paisaje y el deslumbramiento por luces intensas. La contaminación sónica se
refiere a la producción intensiva de sonidos en determinada zona habitada y que es causa de una serie de molestias (falta de concentración, perturbaciones del trabajo, del descanso, del sueño). · La contaminación cultural es la introducción indeseable de costumbres y manifestaciones ajenas a una cultura por parte de personas y medios de comunicación, y que son origen de pérdida de valores culturales. Esta conduce a la pérdida de tradiciones y a serios problemas en los valores de los grupos étnicos, que pueden entrar en crisis de identidad.
I. La contaminación ha sido dividida en tres grandes ramas. La Contaminación atmosférica, contaminación del agua y contaminación del suelo.
"La Contaminación atmosférica es cualquier cambio en el equilibrio de estos componentes, lo cual altera las propiedades físicas y químicas delaire", de acuerdo con el Dr. Omar Romero Hernández, profesor del ITAM. Es decir cualquier cambio en la naturaleza del aire que se genere se denomina contaminación. Estos cambios, como ya se ha dicho con en la naturaleza, ya que los genera un agente externo no natural como lacombustión empleada para obtener calor, generar energía eléctrica o movimiento, ya que emite gases contaminantes, siendo este uno de los principales.
En México la contaminación atmosférica aparece con más frecuencia en las zonas de alta densidad demográfica o industrial. Otros principales agentes contaminantes son las emisiones causadas por los vehículos, el cual representa el 65% de las emisiones anuales de contaminantes en el país, las emisiones del transporte urbano, emisiones industriales gaseosas, emisiones Industriales en polvo como cementos, yeso, etc., basurales y quema de basura, Incendios forestales, fumigaciones aéreas (líquidos tóxicos en suspensión), derrames de petróleo (Hidrocarburos gaseosos), entre otros.
Como todos sabemos el agua es esencial para la vida. Sin el agua los seres vivos no podríamos existir. Pero el ser humano se ha empeñado en contaminarla. Las sustancias como los residuos químicos, gasolinas o petróleos pueden contaminar el agua de la superficie y el suelo cuando se mezclan en alguna de las etapas del ciclo del agua.
La contaminación química sucede cuando productos orgánicos como detergentes aniónicos y ácidos grasos e inorgánicos en forma de iones de sulfatos, fosfatos, nitratos, cloruros y bicarbonatos entre otros muchos, son arrojados al agua. Los principales contaminantes del agua son los deshechos industriales, el uso de plaguicidas y fertilizantes agrícolas, y el uso doméstico.
Según investigaciones de Discovery Channel no sólo estos contaminantes afectan el agua sino que tienen efectos tóxicos sobre el organismo, como los plaguicidas, hidrocarburos, arsénico, mercurio, plomo, selenio y cadmio entre otros muchos.
"La contaminación del suelo es el desequilibrio físico, químico o biológico del suelo, debido principalmente al inadecuado manejo de residuos sólidos y líquidos", de acuerdo con Vanessa Joachín Bolaños, autora del texto "Análisis de Suelos".
La contaminación de los suelos se produce por sustancias químicas y basura. Las sustancias químicas pueden ser de tipo industrial o domésticas, ya sea a través de residuos líquidos, como las aguas residuales de las viviendas, o por contaminación atmosférica, debido al material en forma de partículas que luego cae sobre el suelo cuando llueve.
Entre los principales contaminantes del suelo se encuentran los metales pesados como cadmio y plomo, presentes en el ambiente y que como antes mencionado pueden afectar algunos procesos biológicos, debido a que no son degradables como los componentes orgánicos.
Otra causa de contaminación del suelo es la tala excesiva de árboles. Nuestros bosques se desvanecen y con ellos todas las especies que los habitan. Acorde con investigaciones de Greenpeace "el ritmo de deforestación que padece México es uno de los más intensos del planeta". La tala desmedida ha provocado que los seres vivos tanto como personas y animales que dependen de los bosques y selvas, se vean afectados en su modo de vida.
"México es uno de los países con mayor biodiversidad en el planeta, y una gran parte de esa biodiversidad depende de los bosques y selvas".
Nuestras culturas ancestrales viven en estos ecosistemas, y han aprendido a utilizar los suelos sin dañarlos. Forma de vida que nosotros deberíamos aprender. Todo esto esta en riesgo. Sin tomar en cuenta que la deforestación provoca una disminución en el suministro de agua, no sólo a nivel local, sino a nivel nacional. Rompiendo el equilibrio climático a nivel regional e incluso planetario, siendo esto peligrosos por que es un riesgo climático global.
En México, la principal causa de deforestación es el cambio de uso de suelo para convertir los bosques en potreros o campos de cultivo. Esa práctica ha sido fomentada por todos los niveles de gobierno, que sólo han visto los bosques y las selvas como terrenos ociosos, sin poderentender sus múltiples beneficios ni su carácter vital.
Otro factor que atenta contra los bosques es la tala ilegal, un problema grave en nuestro país pues se estima que el 70% del mercado nacional demadera tiene procedencia ilegal.
II. Causas de la Contaminación.
Las consecuencias de la contaminación son muchas, y como sabemos todas son malignas. En México, sobre todo en el Distrito Federal, la que más provoca daños es la contaminación ambiental. Es por eso que me enfocaré en las consecuencias que provocan las emisiones de vehículos y fábricas.
Las consecuencias en la salud por la presencia de Dióxido de Sulfuro y Dióxido de Nitrógeno, que son dos de los agentes más perjudiciales para la salud, son desde irritación de ojos, nariz y garganta hasta infecciones respiratorias, como bronquitis y neumonía. Y a largo plazo puede significarinfecciones respiratorias crónicas, cáncer de pulmón, problemas cardíacos e incluso daño cerebral y en el sistema nervioso.
Siendo todo esto muy alarmante, ya que el Banco Mundial clasificó la ciudad de México como una de las más altas en la emisión de las sustancias tóxicas antes mencionadas. "La contaminación ambiental representa una de las amenazas mas severas para la población infantil en los centros urbanos del mundo’’, según el artículo "En la ciudad de México: Riesgos de la contaminación ambiental para la población infantil" del periódicoReforma. Debido a que la exposición continua al aire contaminado puede afectar el crecimiento pulmonar infantil.
Otra de las consecuencias es la debilitación del esperma en los hombres jóvenes y maduros, según un estudio de la Universidad de Nápoles. En este estudio se analizaron 85 hombres que
se encontraban en contacto directo a gases vehiculares, por más de 6 horas y a otros 85 hombres de la zona que no estaban en contacto por tanto tiempo, como un referente.
Los resultados demostraron que el 9 por ciento de los individuos casados expuestos a la contaminación no tenía hijos, mientras que solo el 1.6 por ciento del otro grupo no poseía descendencia.
En este estudio también se detecto una relación entre la cantidad de esperma y la cantidad de plomo en la sangre. Además según Claudia MacedoRamírez en su artículo "Daña contaminación fertilidad masculina’’ del periódico Reforma, "se estima que el 10 por ciento de las parejas mexicanas tiene algún problema reproductivo a lo largo de su vida en común." Esto nos confirma del grave daño que puede ocasionar la exposición a contaminantes y lo urgente que es que esto se solucione.
Mario Molina, Premio Nóbel de Química 1995, egresado de la UNAM e investigador del Tecnológico de Massachussets nos advierte que de no disminuir o controlar la emisión de gases, en cualquier ciudad del mundo, la temperatura del globo terráqueo se elevaría en más de 5 grados, siendo esto terrible para la estabilidad del ambiente.
Entonces, como podemos ver, la contaminación ambiental, ha dejado de ser un problema local o regional, para convertirse en un problema de nivel global; ya que al continuar con la emisión de gases contaminantes, tales como el dióxido de carbono, por medio vehicular, quema de combustibles fósiles o la tala y quema de bosques, etc., es muy alarmante, ya que la acumulación de este gas, junto con otros, atrapa la radiaciónsolar cerca de la superficie terrestre, causando un calentamiento global denominado, Efecto Invernadero.
Este efecto podría, en los próximos 45 años, "aumentar el nivel del mar lo suficiente para inundar ciudades costeras en zonas bajas y deltas de ríos. También alteraría drásticamente la producción agricultural internacional." (Causas del Cambio Global Climático, Calentamiento Global yEfecto Invernadero).
III. Consecuencias de la Contaminación.
En la ciudad de México ya se han tomado medidas preventivas y correctivas, algunas de ellas no han sido tan eficaces como el "hoy no circula", sin embargo el uso de gasolina sin plomo ha dado resultados, ya que se han visto mejoras en la población infantil de la ciudad porque sus niveles de plomo en la sangre se han reducido significativamente.
También, se ha trabajado conjuntamente con el Banco y mundial y otros organismos internacionales, en un proyecto para mejorar la calidad del aire entre los años 2000 y 2010.
En este proyecto, se pretende mejorar al sector de transporte, incluyendo modernización, regulación e inspección de emisiones, incluyendo el uso de combustibles más limpios y alternativos. Uno de estos combustibles, podría ser el gas natural comprimido.
La conciencia pública también es un elemento para disminuir la contaminación ambiental. SIMA, un organismo en la ciudad de México, pone al alcance de los ciudadanos los datos sobre la calidad del aire y de la radiación ultravioleta.
Otra de las posibles soluciones, es encontrar métodos alternativos para la producción de energía, y sustituir el uso del petróleo por otra sustancia menos, mucho menos, dañina para el ambiente.
IV. Soluciones para evitar más contaminación.
Es muy importante que la gente mexicana haga conciencia de la contaminación que produce. Y que no solo afecta nuestra ciudad, ni a nuestro país sino a nuestro mundo. Las autoridades deben hacerse cargo y mantenerse al tanto de la gravedad de la situación. Pero sobre todo fomentar en nuestros niños el amor por la naturaleza, la sana convivencia con ella y la protección.
Tal vez no sea fácil reducir ahora, las emisiones de dióxido de carbono, la tala de árboles, la contaminación del agua, etc., pero si es más fácil que los niños se acostumbren a no usar el carro si no se necesita, a cuidar el agua, a reciclar. Y a lo mejor en un mañana, no muy lejano, se respire un aire limpio, en nuestro país.
A mí, sobre todo, el ver cómo las autoridades no se han preocupado como debieran por estos temas ecológicos, me entristece. Pero si el gobierno no pone medidas, nosotros los ciudadanos debemos comenzar a ponerlas, porque al fin y al cabo todos somos habitantes de este gran planeta azul, que llamamos hogar. Hogar, que si no hacemos algo, terminaremos por destruirlo. Porque "Cuando el último árbol haya sido abatido, cuando el último río haya sido envenenado, cuando el último pez haya sido pescado, sólo entonces nos daremos cuenta de que no se puede comer el dinero." Jefe Seattle, 1856
Gases Invernadero de la Tierra
Aún cuando sólo una pequeña cantidad de gases de la atmósfera de la Tierra songases invernadero,
estos gases tiene un gran efecto sobre el clima.
Existen varios diferentes tipos de gases invernadero. Los más importantes son: dióxido de carbono,
vapor de agua, metano y óxido nitroso. Todos estos gases tienen moléculas con dos o más átomos.
Estos átomos se mantienen unidos con suficiente espacio entre sí para poder vibrar cuando
absorben calor. Eventualmente, la molécula que vibra liberará radiación. La radiación será
posiblemente absorbida por otra molécula de gas invernadero. A este proceso, responsable de
mantener calor cerca de la superficie de la Tierra, se le conoce como efecto invernadero.
Casi todos los gases restantes en la atmósfera de la Tierra son: nitrógeno y oxígeno. Los dos átomos
de estas moléculas están estrechamente unidos y no son capaces de vibrar, de manera que no
absorben calor y no contribuyen con el efecto invernadero.
La Radioactividad
¿Qué son y dónde están las radiaciones?
La radioactividad es la propiedad que presentan algunas sustancias de emitir radiaciones ionizantes.
Las radiaciones ionizantes son partículas con una gran energía que son capaces de alterar y dañar
moléculas a su paso al atravesar la materia.
La contaminación radiactiva y la exposición a la radioactividad se producen cuando existe una
liberación de material radioactivo a la atmósfera por fuentes como una central nuclear o la explosión
de una bomba atómica. También existen fuentes naturales de radiación en la tierra, el agua y el aire.
¿Qué radiaciones recibimos normalmente?
Habitualmente estamos expuestos a la radiación natural que existe procedente del espacio y de
material radioactivo que hay en la tierra, el agua y el aire. Asimismo, existen fuentes artificiales de
radiaciones, como son los aparatos de rayos X. Según datos facilitados por la Organización Mundial
de la Salud (OMS) una persona recibe unos 3 milisieverts (mSv), la medida de los niveles de radiación,
a lo largo del año, que se considera una cantidad inocua y tolerable. Una exposición inferior a 100
mSv al año generalmente no supone ningún riesgo para la salud ni produce síntomas.
Contaminantes primarios y secundarios
Resulta muy útil diferenciar los contaminantes en dos grandes grupos, con el criterio de si han sido emitidos directamente a la atmósfera por fuentes de emisión, como los automóviles, las chimeneas de la industria, entre otros, o si se han formado en la atmósfera.
Así, tenemos:
Contaminantes primarios .- Aquellos procedentes directamente de las fuentes de emisión, por ejemplo: plomo (Pb), monóxido de carbono (CO), óxidos de azufre (SOx), óxidos de nitrógeno (NOx), hidrocarburos (HC), material particulado , entre otros.
Contaminantes secundarios :- Aquellos originados en el aire por la interacción entre dos o más contaminantes primarios, o por sus reacciones con los componentes naturales de la atmósfera. Por ejemplo: ozono (O3), peroxiacetil-nitrato (PAN), hidrocarburos (HC), sulfatos (SO4), nitratos (NO3), ácido sulfúrico (H2SO4), material particulado (PM) , entre otros.
También hay especies contaminantes que pueden ser emitidas directamente y/o se forman durante su transporte aéreo. Por ejemplo, los hidrocarburos, el material particulado, entre otros.
¿Qué es una inversión térmica?
Es un fenómeno que se presenta cuando en las noches despejadas el suelo ha perdido calor por
radiación, las capas de aire cercanas a él se enfrían más rápido que las capas superiores de aire lo cual
provoca que se genere un gradiente positivo de temperatura con la altitud (lo que es un fenómeno
contrario al que se presenta normalmente, la temperatura de la troposfera disminuye con la altitud).
Esto provoca que la capa de aire caliente quede atrapada entre las 2 capas de aire frío sin poder
circular, ya que la presencia de la capa de aire frío cerca del suelo le da gran estabilidad a la
atmósfera porque prácticamente no hay convección térmica, ni fenómenos de transporte y difusión
de gases y esto hace que disminuya la velocidad de mezclado vertical entre la región que hay entre
las 2 capas frías de aire.
¿Cuánto se presenta?
Este fenómeno climatológico se presenta normalmente en las mañanas frías sobre los valles de
escasa circulación de aire en todos los ecosistemas terrestres. También se presenta este fenómeno
en las cuencas cercanas a las laderas de las montañas en noches frías debido a que el aire frío de las
laderas desplaza al aire caliente de la cuenca provocando el gradiente positivo de temperatura.
¿Por qué ocurre?
Cuando se emiten contaminantes al aire en condiciones de inversión térmica, se acumulan (aumenta
su concentración) debido a que los fenómenos de transporte y difusión de los contaminantes
ocurren demasiado lentos, provocando graves episodios de contaminación atmosférica de
consecuencias graves para la salud de los seres vivos.
¿Es un fenómeno natural peligroso?
La inversión térmica es un fenómeno peligroso para la vida cuando hay contaminación porque al
comprimir la capa de aire frío a los contaminantes contra el suelo la concentración de los gases
tóxicos puede llegar hasta equivaler a 14 veces más.
Condiciones de inversión térmica de larga duración con contaminantes de bióxido de azufre y
partículas de hollín causaron la muerte de miles de personas en Londres, Inglaterra en 1952 y en el
Valle de Ruhr, Alemania en 1962.
¿Cuánto termina?
Generalmente, la inversión térmica se termina (rompe) cuando se calienta el suelo y vuelve a emitir
calor lo cual restablece la circulación normal en la troposfera.
CFC
Los clorofluorocarburos (CFC o ClFC) son derivados de los hidrocarburos saturados obtenidos
mediante la sustitución de átomos de hidrógeno por átomos de flúor y/o cloro principalmente.
Los C.F.C. o C.F.C son una familia de gases que se emplean en múltiples aplicaciones, principalmente
en la industria de la refrigeración y de propelentes de aerosoles. Están también presentes en
aislantes térmicos. Los CFC tienen una gran persistencia en la atmósfera, de 50 a 100 años. Con el
correr de los años alcanzan la estratósfera, donde se disocian por acción de la radiación ultravioleta,
liberando el cloro y dando comienzo al proceso de destrucción del ozono. Nombre genérico de un
grupo de compuestos que contienen cloro, flúor y carbono, utilizados como agentes que producen
frío y como gases propulsores en los aerosoles. Se conoce también con la sigla CFC; sus múltiples
aplicaciones, su volatilidad y su estabilidad química provocan su acumulación en la alta atmósfera,
donde su presencia, según algunos científicos, es causante de la destrucción de la capa protectora de
ozono.
Moléculas de CFC obtenidas por la sustitución de átomos de hidrógeno por átomos de flúor o cloro
Aunque se creía que la aparición del "agujero" de ozono sobre la Antártida, a comienzos de la
primavera austral, estaba relacionada con la fotoquímica de los CFC presentes en diversos productos
comerciales (freón, aerosoles, pinturas, etc.), los últimos estudios científicos apuntan a que las
causas son de origen dinámico, relacionadas principalmente con los rayos cósmicos galácticos. Según
el estudio de Q.-B.Lu, del Department of Physics and Astronomy, University of Waterloo, Waterloo,
ON, N2L3G1, Canada: “Este estudio informa sobre confiable información durante el período de 1980-
2007 cubriendo dos ciclos completos de 11 años de rayos cósmicos (RC), mostrando claramente la
correlación entre los RC y la disminución del ozono, especialmente la pérdida de ozono polar
(agujero) en la Antártida.”1
Usos y propiedades
Son usados principalmente con fin industrial, tanto para la formación de aerosoles como para la
creación de refrigerantes ademas de otros artículos, tanto de uso personal como industrial e
informático.
Tipos de CFC según su comercialización
El CFC-12 es un gas a temperatura ambiente. Hasta hace poco, se utilizó extensamente en
acondicionadores de aire de automóviles, de donde eran liberados a la atmósfera durante su uso
y servicio. Actualmente se utiliza un equipo especial para capturar los CFC (y sus modernos
sustitutos) cuando los acondicionadores de aire de los coches han finalizado su servicio.
Después de la [II Guerra Mundial] se descubrió que vaporizando el CFC-12 en estado líquido, éste
podía utilizarse para crear burbujas en plásticos de espuma rígidos. Las diminutas burbujas
embebidas de CF2Cl2 hacen que estos productos sean buenos aislantes térmicos, ya que este gas es
un pobre condutor de calor. Sin embargo, el CFC-12 se libera inmediatamente durante la formación
de las láminas de espuma, como las bandejas blancas utilizadas para envasar productos de carne
fresca, y anteriormente para contener hamburguesas en restaurantes de comida rápida.
El compuesto CFCl3, llamado CFC-11, es un líquido que hierve a temperatura cercana a la
ambiental. El CFC-11 se utilizó para formar agujeros en productos de espuma blanda, como
almohadas, alfombras acolchadas, cojines y asientos y rellenos en coches. Este compuesto
también ha sido aplicado para hacer productos de espumas de uretano rígido usados como
aislantes en neveras, congeladores y en algunos edificios. La utilización de productos de
espumas aislantes aumentó en el último cuarto de siglo debido al interés con respecto a la
conservación de energía.
El otro CFC que origina gran preocupación ambiental es el CF2Cl--CFCl2, llamado CFC-113. Este
compuesto ha sido utilizado ampliamente para limpiar la grasa, el pegamento y los residuos de
soldadura en paneles de circuito electrónicos después de su fabricación, cosumiendose cerca de
2 kilogramos por metro cuadrado. Muchos fabricantes han cambiado sus procesos de fabricación
con el fin de no utilizar ningún tipo de líquido de limpieza. Los CFCs no poseen ningún
sumidero troposférico de tal manera que todas sus moléculas ascienden a la estratosfera. Este
proceso de transporte vertical en la atmósfera no está afectado por el hecho de que la masa de
éstas moléculas sean mayor que la masa promedio del Nitrógeno y del Oxígeno en le aire, ya que
la fuerza diferencial de gravedad es mucho menor que la debida a la de las constantes colisiones
de otras moléculas que aleatorizan las direcciones de moléculas, incluso las pasadas. Mediante
este transporte, las moléculas de CFC, finalmente, migran a las partes medias y altas de
la estratosfera donde hay suficiente UV-C de la luz solar aún no filtrada para
descomponer fotoquímicamente dichas moléculas, liberando de este modo átomos de cloro.
El tetracloruro de carbono, CCl4, es una sustancia disminuidora de ozono (SDO).
Comercialmente, se ha utilizado como disolvente y como intermedio en la fabricación de CFC-
11 Y CFC-12, perdiéndose cierta cantidad hacia la atmósfera durante su producción. Su aplicación
como disolvente en la limpieza en seco ha sido interrumpido en la mayor parte de los países
desarrollados, aunque hasta muy recientemente su práctica aún continuaba en muchos otros
países.
El metilcloroformo, CH3--CCL3, o 1,1,1- tricloroetano, fue producido en grandes cantidades y
utilizado en la limpieza de metales, de tal manera que una gran parte se liberó a la atmósfera.
Aunque, cerca de la mitad de esta cantidad ha sido eliminada de la troposfera por reacción con el
radical hidroxilo, el resto sobrevive suficiente tiempo como para migrar hacia la estratosfera. En
la actualidad el metilcloroformo y el tetracloruro de carbono contribuyen, conjuntamente, en
cerca de la mitad de la contribución de os CFCs al cloro de la estratosfera.
Degradación del ozono
Se ha propuesto que el mecanismo a través del cual los CFC atacan la capa de ozono es una reacción
fotoquímica: al incidir la luz sobre la molécula de CFC, se libería un átomo de cloro con un electrón
libre, denominado radical cloro, muy reactivo y con gran afinidad por el ozono, que rompe la
molécula de este último. La reacción sería catalítica; la teoría propuesta estima que un solo átomo de
cloro destruiría hasta 100.000 moléculas de ozono. Algunos alegan que CFC permanece durante más
de cien años en las capas altas de la atmósfera, donde se encuentra el ozono, pero esto es imposible
dado que las moléculas de CFC tienen un peso molecular que varía entre 121,1 y 137,51 mientras que la
densidad de la atmósfera es 29.01, por lo que las escasas moléculas de Freones que llegan hasta la
estratósfera caen en poco tiempo de regreso hacia tierra.
Los estudios de Fabian, Borders y Penkett (ref: P.Fabian, R. Borders, S.A. Penkett, et al.,
“Halocarbons in the Stratosphere.” Nature, (Dec. 24) pp. 733-735) demostraron que los Freones F-11 y
F-12 alcanzaban un máximo de 29 a 32 km de altura, en donde sus concentraciones varían entre 0,1 a
10 ppb (partes de billón). Considerando que la energía necesaria para que la radiación UV discocie a la
molécula de CFC tiene que ser igual o mayor que la de la banda UV-C (286-40 nanómetros), y esta
radiación es totalmente absorbida por el oxígeno más arriba de los 45 km de altura, la radiación
necesaria para disociar a los CFC no llega hasta la altura donde se encuentran las primeras moléculas.
Destrucción de las moléculas de Ozono causada Los CFC.
En 1987 se firmó un acuerdo internacional, el “Protocolo de Montreal relativo a las sustancias
destructoras de la capa de ozono”, para controlar la producción y el consumo de sustancias que
destruyen el ozono. En este protocolo se estableció el año 1996 como fecha límite para abandonar
totalmente la producción y el consumo declorofluorocarburos en los países desarrollados. Los
países en vías de desarrollo disponen de 10 años más para el cumplimiento de este requisito.
También se establecieron controles para los haluros, el tetracloruro de carbono, el 1,1,1-tricloroetano
(metil cloroformo), los hidroclorofluorocarburos (HCFC), los hidrobromofluorocarburos (HBFC) y el
bromuro metílico. Estos productos químicos sólo se permiten para usos esenciales y siempre que no
existan alternativas técnica y económicamente viables.2
Por añadidura, la eficacia de la destrucción del ozono aumenta si están presentes nubes
estratosféricas. Esto sucede sólo en el frío de la noche polar, cuando las temperaturas descienden a
menos de 200 K y, en el Antártico, a 180 K o menos. En la primavera antártica, fundamentalmente en
octubre y noviembre, se han registrado cantidades de ozono notablemente reducidas y menguantes
desde 1975. Este fenómeno se conoce el agujero de ozono. Cuando el sol regresa, la pérdida se
recupera rápidamente.3
Riesgos
Los fluorocarburos son, en general, menos tóxicos que los correspondientes hidrocarburos clorados
o bromados. Esta menor toxicidad puede deberse a una mayor estabilidad del enlace C-F y, tal vez
también, a la menor solubilidadlipoide de las sustancias más fluoradas. Gracias a su bajo nivel de
toxicidad, ha sido posible seleccionar fluorocarburos que sean seguros para los usos a los que se
destinan. No obstante, la supuesta seguridad de los fluorocarburos en estas aplicaciones ha hecho
que se divulgara la falsa creencia de que los fluorocarburos son completamente inocuos en cualquier
condición de exposición.2
En realidad, los fluorocarburos volátiles posen propiedades narcóticas similares a las de los
hidrocarburos clorados, aunque más débiles. La inhalación aguda de 2.500 ppm
detriclorotrifluoretano provoca intoxicación y descoordinación psicomotriz en el ser humano, un
efecto que también se observa con concentraciones de 10.000 ppm (1 %) dediclorodifluorometano.
La inhalación de diclorodifluorometano a concentraciones de 150.000 ppm (15 %) provoca pérdida de
la consciencia. Se han registrado más de 100 muertes relacionadas con la inhalación de
fluorocarburos como consecuencia de la pulverización de aerosoles que
contenían diclorodifluorometano como propulsor en el interior de una bolsa de papel y su posterior
inhalación. El TLV de 1.000 ppm establecido por la Conferencia Americana de Higienistas Industriales
del Gobierno (ACGIH) no produce efectos narcóticos en el ser humano.2
Los fluorometanos y fluoretanos tampoco producen efectos tóxicos, como lesiones hepáticas o
renales, por exposición repetida. Los fluoralquenos, como el tetrafluoretileno, el
hexafluoropropileno o el clorotrifluoretileno, pueden causar lesiones hepáticas y renales en animales
de experimentación tras exposiciones prolongadas y repetidas a las concentraciones apropiadas.2
No obstante, la toxicidad aguda de los fluoralquenos es sorprendente en algunos casos. El
perfluorisobutileno es un buen ejemplo de ello. Con una CL50 de 0,76 ppm para cuatro horas de
exposición en el caso de las ratas, es más tóxico que el fosgeno. Al igual que este último producto,
produce edema pulmonar agudo. Por su parte, el fluoruro de vinilo y el fluoruro de vinilideno son
fluoralcanos de muy baja toxicidad.2
De la misma forma que muchos otros vapores de disolventes y anestésicos utilizados en cirugía, los
fluorocarburos volátiles también pueden producir arritmia o parada cardíaca cuando el organismo
libera una cantidad anormalmente elevada de adrenalina (como en situaciones de angustia, miedo,
excitación o ejercicio violento). Las concentraciones necesarias para producir este efecto son muy
superiores a las que se encuentran normalmente en la industria.2
En perros y monos, tanto el clorodifluorometano como el diclorodifluorometano provocan
rápidamente depresión respiratoria, broncoconstricción, taquicardia, depresión miocárdica e
hipotensión a concentraciones de entre un 5 y un 10 %. El clorodifluorometano, al contrario que el
diclorodifluorometano, no provoca arritmias cardíacas en monos (aunque sí en ratones) y tampoco
reduce la función pulmonar.2
Medidas de salud y seguridad. Todos los fluorocarburos sufren descomposición térmica cuando se
exponen a la acción de la llama o de metales calentados al rojo. Los productos de la descomposición
de los clorofluorocarburos son los ácidos fluorhídrico y clorhídrico, junto con cantidades más
pequeñas d fosgeno y fluoruro de carbonilo. Este último compuesto es muy inestable a la hidrólisis y
rápidamente se transforma en ácido fluorhídrico y dióxido de carbono en presencia de humedad.2
Los estudios de mutagenicidad y teratogenicidad realizados de los tres fluorocarburos más
importantes desde el punto de vista industrial (triclorofluorometano, diclorodifluorometano y
triclorotrifluoretano), han dado resultados negativos.2
El clorodifluorometano, que en un tiempo se consideró como posible propulsor para aerosoles,
resultó ser mutágeno en los estudios de mutagénesis bacteriana. Los estudios de exposición a lo
largo de toda la vida aportaron ciertas evidencias de carcinogénesis en ratas macho expuestas a
concentraciones de 50.000 ppm (5 %), pero no a concentraciones de 10.000 ppm (1 %). Este efecto no
se apreció en ratas hembra ni en otras especies. La Agencia Internacional para la Investigación sobre
el Cáncer (IARC) ha clasificado esta sustancia en el Grupo 3 (evidencias limitadas de carcinogénesis
en animales). También se obtuvieron ciertas pruebas de teratogenicidad en ratas expuestas a 50.000
ppm (5 %), pero no a 10.000 ppm (1 %), ni en conejos expuestos a concentraciones de hasta 50.000
ppm.2
Las víctimas de la exposición a fluorocarburos deben ser evacuadas del área contaminada y recibir un
tratamiento sintomático. No se les administrará adrenalina, pues existe la posibilidad de provocar
arritmias o parada cardíaca.2
Alternativas a los CFCs
En los últimos años se ha realizado un gran esfuerzo para encontrar aternativas a los CFCs. Dentro de
ellas, las más estudiadas han sido los hidroclorofluorcarbouros (HCFC) y loshidrofluorcarburos
(HFC). Estas moléculas contienen, unidos a los átomos de carbono, átomos de hidrógeno, cloro y/o
flúor. Los radicales hidroxilo, presentes en la troposfera, degradan con facilidad los enlaces C--H de
estos compuestos. Al mismo tiempo, la presencia de estos compuestos de sustituyentes
de Cl y Br les confiere algunas de las ventajosas propiedades de los CFCs: baja reactividad y supresión
de fuego, buenos aislantes y disolventes y puntos de ebullición adecuados para su empleo en ciclos
de refigeración. Algunos de los CFCs han sido ya sustituidos por estos compuestos. El CHF2Cl (HCFC-
22) es un refigerante que puede sustituir al CCl2F2 (CFC-12) en los compresores de sistemas de aire
acondicionados y frigoríficos domésticos. Para la fabricación de aislantes de espumas de poliuretano
se pueden emplear CH3CFCl2 (HCFC-141b) o CF3CHCl2 (HCFC-123) en vez de CCl3F (CFC-11).
Las nuevas tecnologías consideran como sustitutos de los CFCs a compuestos distintos a los HCFC ni
de los HFC. Como propelentes de aerosoles se pueden emplear tanto isobutano como dimetil éter
(mezclados con agua para disminuir su inflamabilidad). Análogamente, los hidrocarburos han
sustituido a los CFCs como agentes para formar burbujas en la fabricación de espumas. Las espumas
rígidas, empleadas en el aislamiento de las paredes de los refrigeradores, constituídas en un inicio
por CFC-11 y en la actualidad por HCFC-141b, serán reemplazadas en un futuro con paneles rellenos de
un material sólido y sellados al vacío. La industria electrónica está sustituyendo a los CFCs,
empleados como disolventes para limpieza de los circuitos, por limpiadores detergentes acuosos, o
está desarrollando nuevos sistemas de impresión que reduzca el número de etapas de limpieza
necesarias.
La sustitución de los fluidos empleados en sistemas de aire acondicionadoy frigoríficos es más difícil.
Existen muchas alternativas en perspectiva. Una de ellas es la aplicación de sustancias ya utilizadas
en el pasado para estos fines, como el amoniaco y los hidrocarburos. Sin embargo, su desarrollo se
ha visto frenado por los problemas de corrosión del amoniaco y de inflamabilidad de los
hidrocarburos.
Existen en la actualidad sistemas de aire acondicionado que no requieren compresor. Estos se basan
en la combinación de un sistema de refrigeración por evaporación y un desecante para secar el aire
frío.
Actualmente, no se ha encontrado una alternativa adecuada a los halones, sustancias empleadas
para la extinción de incendios en espacios cerrados como oficinas, aviones y tanques militares. Desde
que su producción cesó en el año 1994, han estado sometidos a una cuidadosa comercialización,
dependiendo del desarrollo de las alternativas. Los halones exhiben una atractiva combinación difícil
de igualar de baja reactividad y eficaz supresión de incendios. El CF3I es en la actualidad el candidato
más prometedor, ya que al igual que el CF3Br (halón-1301) es lo suficientemente pesado para
extinguir fuegos. El enlace C--I se rompe fácilmente por acción de los fotones UV, incluso a nivel del
suelo, por tanto el tiempo de vida de la molécula es muy corto.
En conclusión, el cambio, desde una máxima producción de CFCs a una sustitución de los mismos,
está ocurriendo a mayor velocidad de la que cabría prever hace unos años. Como siempre ocurre, la
necesidad es el motor de toda invención.
Sabes por qué los CFC destruyen el ozono? Lucía Sanz Araujo Se repite, una y otra vez, que la capa de ozono estratosférico es destruida por los CFC (clorofuorocarburos), sustancias presentes en aerosoles, aparatos de aire acondicionado y neveras y utilizados también en diversos procesos industriales. Sin embargo, muchas personas ignoran, a ciencia cierta, cómo es que se produce este proceso. Ante todo, debes recordar que la capa de ozono protege la Tierra de la radiación ultravioleta, que si no fuera absorbida en gran parte por este gas llegaría en una cantidad perjudicial para la vida. Esa capa ha decrecido, de manera alarmante, tanto es así que ha habido que reglamentar el uso de los CFC y buscar sustitutos con urgencia. ¡Dónde está el problema? En que los CFC contienen cloro y ese elemento químico reacciona con el ozono, destruyéndolo. El cloro es un elemento muy reactivo. Los CFC son hidrocarburos, es decir, compuestos de carbono e hidrógeno, en los que los átomos de hidrógeno han sido sustituidos –totalmente o en parte- por átomos de cloro y de flúor. Cada CFC tiene un número característico de átomos de cloro y de flúor. Estas moléculas son muy estables. Y por ello el cloro asciende hasta la estratosfera, protegido como parte de los CFC.
Pero al arribar a la estratosfera, donde la protección del ozono es menor, llega una radiación ultravioleta de una longitud de onda determinada, que descompone el CFC. De esa manera el propio ozono evita que la radiación ultravioleta destruya antes los CFC y ha colaborado para que la molécula que le destruirá llegue hasta la estratosfera. Allí, el CFC se descompone y se libera un átomo de cloro. Como ya sabes, este elemento posee una gran avidez por reaccionar y lo hace con el ozono. De esa forma, se produce oxígeno y un óxido de cloro (CIO). El CIO reacciona con otros átomos de oxígeno, que vuelven a dejar un átomo de cloro suelto. Así, el cloro se une de nuevo a una molécula de ozono, la destruye y vuelve a formar CIO. El ciclo se repite. Además la destrucción de la molécula de CFC deja además un compuesto con electrones libres, estos a su vez, buscan moléculas con las cuales reaccionar. ¿Cómo es el resultado? Nefasto. Los átomos de cloro pueden llevar a cabo estas reacciones durante décadas y en algunos casos, durante un siglo o más. Por ello, una cantidad modesta de CFC sería ya muy nociva para el ozono. Comprenderás que como el hombre ha empleado durante años y años millones de aerosoles no resulta nada extraño que en la actualidad el estado de la capa de ozono resulte preocupante.
Los Clorofluorocarbonados (CFCs)
Los Clorofluorocarbonados (CFC) y sus derivados tienen como fuentes principales algunos productos
industriales, y los óxidos de nitrógeno, que se producen por multitud de causas, principalmente por
la quema de combustibles fósiles y la utilización de fertilizantes químicos.
La producción de cloro-fluoro-carbonos [CFCs] contribuye con aproximadamente el 14% del efecto
invernadero. Los CFCs son sustancias químicas sintéticas, formadas por cloro, flúor y carbono. Las
moléculas de CFC tienen una larga vida activa. El CFC-1 1 es activo durante unos 65 años y el CFC-12
durante unos 110 arios. Cada molécula de CFC-11 y de CFC-12 contribuye 3.500 y 7.300 veces más,
respectivamente, al efecto invernadero que cada molécula de C02.
Los CFCs también destruyen la capa de ozono en la estratosfera, causando que una mayor
proporción de rayos ultravioleta alcance la superficie de la tierra.
Una mayor incidencia de rayos ultravioleta tendría importantes efectos tanto en la agricultura como
en la saludhumana. E1 cáncer en la piel, los problemas oculares, y las afecciones al sistema
inmunológico, son las amenazas más inminentes sobre la salud de la población humana. Podrían
también presentarse efectos adversos sobre las algas y el plancton, bases de la cadena alimentaria
en el mar
Clorofluorocarbonos y cloroflurometanos
Hay diversos productos generados por las personas (conocidos como halocarbonos), que causan la destrucción del ozono atmosférico a un ritmo diferente del natural que ha tenido por siglos, con lo cual se afecta el espesor de la capa de ozono.
Al adelgazarse la capa, la Tierra pierde la protección ante la radiación ultravioleta del sol, lo cual tiene efectos nocivos para la vida en el planeta.
A pesar de los esfuerzos internacionales que se están haciendo, la liberación de los halocarbonos en la atmósfera continúa, manteniéndose así la destrucción de la capa de ozono, lo cual agudiza cada vez más éste problema.
El agujero de ozono es un fenómeno descubierto en la Antártida en 1985.
Se ha formado principalmente sobre la Antártida y puede presentarse en otros sitios debido a la combinación única de condiciones de tiempo que favorecen las reacciones destructivas del ozono junto con la aparición de la luz solar en primavera del Hemisferio Sur.
El agujero es tan extenso como los Estados Unidos de América y tan profundo como el Monte Everest. Ha crecido casi todos los años desde 1979. Los países más afectados en la región son: Argentina, Chile, y Uruguay
En realidad, la capacidad de tener presentes a las generaciones futuras, es decir, a los miembros no natos de nuestra especie, es precisamente uno de nuestros hechos diferenciales como especie. También lo es la capacidad, que nos ofrece la tecnología, de haber multiplicado nuestro poder de transformación y de consumo, la capacidad de utilizar nuestro conocimiento para duplicar la esperanza de vida y la capacidad de utilizar la tecnología para reemplazar el lento proceso de la evolución y generar decenas de miles de nuevos compuestos químicos, que no están inscritos en nuestro genoma, sino que hemos externalizado y desarrollado a través de la tecnología.
El uso de los CFCs
El 80% del cloro estratosférico ha provenido de las actividades del hombre. ( National Geographic Junio, 1999)
En 1930 se cambia el amonio empleado en la refrigeración por el CFC , elemento excelente por sus propiedades de no toxicidad ni inflamabilidad y por su estabilidad química.
- En 1950: se inicia la producción de espuma plástica (poliuretano).
- En 1960: profusión de producción de aerosoles
- Desde 1970 en adelante, empleo masivo de solventes para limpieza
- Desde 1970 en adelante, empleo masivo en equipos de refrigeración.
Carbono tetracloro:
- Solvente industrial
- Fumigaciones agrícolas
- Refinación petroquímica
- Lavado en seco
Metilcloroformo:
- Solvente industrial
- Limpiador de metales
Actualmente se han reemplazado los CFCs por HCFCs, debido a que son menos nocivos debido a su contenido en hidrógeno, lo que facilita su destrucción en la troposfera.
Halones:
Se utilizan fundamentalmente en extintores
Contribuyen en un 5 % a la destrucción de la capa de ozono; aumentan anualmente en 10%.
Sin embargo hoy nuestro ambiente atmosférico está siendo amenazado por la elevada contaminación del aire, lo que ha producido:
Aumento del efecto invernadero.
El debilitamiento de la capa de ozono.
El incremento de la lluvia ácida en numerosos lugares.
CLOROFLUOROCARBONOS
El aumento de la temperatura en la estratosfera se relaciona con la composición química del aire, pues, a esa altura, hay un compuesto que absorbe laenergía solar y por ende, calienta localmente la atmósfera. Es el ozono, sustancia muy poco estable quien absorbe la radiación ultravioleta, cosa que no hacen el oxigeno ni el nitrógeno.
Los clorofluorocarbonos incorporados a la atmósfera en la superficie terrestre se mezclan con mucha rapidez con las capas inferiores de aíre (por ejemplo, compuestos emitidos en los Estados Unidos llegan a Europa en cuestión de meses y, posiblemente, en no más de dos años están en el hemisferio sur). Pero tardan alrededor de una década en alcanzar alturas suficientes en la estratosfera y en encontrar la luz ultravioleta que los descompone, que es la del tipo absorbido o filtrado por el ozono.
Una molécula conocida por todos los químicos y biólogos, el ácido ribonucleico, que controla la herencia, también absorbe muy eficientemente luz ultravioleta, los rayos que producen las quemaduras de sol y el cáncer de piel. Posiblemente por ello, los sistemas biológicos han evolucionado para adaptarse a las cantidades de luz ultravioleta que llegan naturalmente a la superficie terrestre. Si esa cantidad aumentara, podría producir daños importantes en muchos sistemas ecológicos y también, en el hombre.
El ozono -O3, una molécula que tiene tres átomos de oxígeno- se produce por la acción de la luz solar en el oxígeno normal que respiramos, que tiene dos átomos por molécula. Se está generando continuamente, sobre todo en los trópicos y en la alta estratosfera, y también se está continuamente destruyendo, por su escasa estabilidad.
CLOROFLUOROMETANOS
Es por esto la urgencia de hacer algo y detener el calentamiento global.
Los más importantes gases de efecto invernadero son el vapor de agua, el dióxido de carbono (C02) y el metano (CH4), que son un fenómeno natural y necesario pues sin ellos no podría haber vida en el planeta. Sin embargo, si estos gases aumentan de manera excesiva, van a retener más calorproveniente del sol provocando cambios globales del clima. Hay otros gases producto de la acción del hombre que también acelera el efecto invernadero: los óxidos nitrosos (NxO), el ozono troposférico (O3) y los clorofluorocarbonos (CFC).
El gas que está teniendo un aumento exponencial en los últimos años es el dióxido de carbono. Más de la mitad de todo el CO2 es producido por la utilización de los combustibles fósiles (petróleo, gas y carbón), que son la base de la industria y del transporte.
Por esta razón nuestra apoyamos toda campaña que esté enfocada a enfrentar la principal fuente de producción de CO2 en el mundo: el transporte. A esto se agrega que el transporte es también el principal causante de la contaminación del aire. Esta unión de los dos problemas nos ha permitido crearconciencia y proponer soluciones que permitan disminuir la utilización de los automóviles.
Efectos de los clorofluorocarbonos y clorofluorometanos en la vida humana y ambiente
Clorofluorocarbonos
Influyen en una medida totalmente acelerada, lo CFC'S como nos lo dice el nombre son átomos de cloro (Cl), fluor (F) y Carbono (C).
El mecanismo a través del cual atacan la capa de ozono es una reacción fotoquímica: al incidir la luz sobre la molécula de CFC, se libera un átomo de cloro con un electrón libre, denominado radical Cloro, muy reactivo y con gran afinidad por el ozono, rompiendo la molécula de éste último. La reacción es catalítica, se estima que un sólo átomo de cloro destruye hasta 30.000 moléculas de ozono. El CFC permanece durante unos dos años en las capas altas de la atmósfera donde se encuentra el ozono.
Al ser liberados en la atmósfera clorofluorocarbonos (Cfc), que contienen cloro, ascienden y se descomponen por acción de la luz solar, liberando átomos de cloro que reaccionan fuertemente con las moléculas de ozono; el monóxido de cloro resultante puede, a su vez, reaccionar con un átomo de oxígeno, liberando otro átomo de cloro que puede iniciar de nuevo el ciclo. Otros productos químicos, como los halocarbonos de bromo, y los óxidos de nitrógeno de los fertilizantes, son también lesivos para la capa de ozono.
Cada año, los países industriales generan miles de millones de toneladas de contaminantes. Los contaminantes atmosféricos más frecuentes y más ampliamente dispersos se describen en la tabla adjunta. El nivel suele expresarse en términos de concentración atmosférica (microgramos de contaminantes por metro cúbico de aire) o, en el caso de los gases, en partes por millón, es decir, el número de moléculas de contaminantes por millón de moléculas de aire. Muchos contaminantes proceden de fuentes fácilmente identificables; el dióxido de azufre, por ejemplo, procede de las centrales energéticas que queman carbón o petróleo. Otros se forman por la acción de la luz solar sobre materiales reactivos previamente emitidos a la atmósfera (los llamados precursores). Por ejemplo, el ozono, un peligroso contaminante que forma parte del smog, se produce por la interacción de hidrocarburosy óxidos de nitrógeno bajo la influencia de la luz solar. El ozono ha producido también graves daños en las cosechas. Por otra parte, el descubrimiento en la década de 1980 de que algunos contaminantes atmosféricos, como los clorofluorocarbonos (CFC), están
produciendo una disminución de la capa de ozono protectora del planeta ha conducido a una supresión paulatina de estos productos.
Las primeras evidencias sobre la destrucción del ozono debida a los CFC se remontan a la década de 1970 y llevaron a la firma, en 1985, del Convenio de Viena para la Protección de la Capa de Ozono, cuyo principal cometido era fomentar la investigación y la cooperación entre los distintos países. En mayo de ese mismo año, varios científicos británicos publicaron un documento que revelaba y confirmaba la disminución espectacular de la capa de ozono sobre la Antártida.
Durante varios años, a partir de finales de la década de 1970, los investigadores que trabajaban en la Antártida detectaron una pérdida periódica de ozono en las capas superiores de la atmósfera por encima del continente. El llamado agujero de la capa de ozono aparece durante la primavera antártica, y dura varios meses antes de cerrarse de nuevo. Otros estudios, realizados mediante globos de gran altura y satélites meteorológicos, indican que el porcentaje global de ozono en la capa de ozono de la Antártida está descendiendo.
Si a esto le agregamos que los clorofluorocarbonados (CFC) son moléculas muy estables, las cuales duran casi 20 años como tales en la atmósfera, entonces todavía en el futuro, infinidad de moléculas de la capa de ozono serán destruidas.
Se piensa que de seguir la tasa actual de disminución de la capa de ozono, en corto plazo se habría de presentar graves efectos sobre los seres vivos, pues la exposición a los rayos ultravioleta puede causar cáncer de piel, cataratas y disfunciones del sistema inmunológico, así como, un rendimiento menor de los cultivos, y lo mas grave, una disminución en la productividad del fitoplancton, principal productor del medio oceánico.
Los CFCs y otras sustancias químicas que destruyen el ozono pueden permanecer en la atmósfera durante décadas, por lo que a pesar del progreso que se ha logrado para eliminar gradualmente estos productos, la destrucción del ozono estratosférico continuará en los próximos años. Así, en septiembre de 2003, el agujero en la capa de ozono sobre la Antártica alcanzó una superficie de unos 28 millones de kilómetros cuadrados, inferior al récord registrado en el año 2000, cuando alcanzó 29,78 millones de kilómetros cuadrados. A pesar de las dimensiones del agujero de ozono, los científicos prevén que, si las medidas del Protocolo de Montreal se siguen aplicando, la capa de ozono comenzará a restablecerse en un futuro próximo y llegará a recuperarse por completo a mediados del siglo XXI. De hecho, científicos del Instituto Max Planck (Alemania) prevén que el agujero de la capa de ozono desaparecerá en 30 o 40 años. Esta misma consideración se hace desde la Organización Mundial de la Meteorología, que estiman que la recuperación de la capa de ozono se producirá hacia el año 2050
El llamado agujero de la capa de ozono aparece durante la primavera antártica, y dura varios meses antes de cerrarse de nuevo. Otros estudios, realizados mediante globos de gran altura y satélites meteorológicos, indicaban que el porcentaje global de ozono en la capa de ozono de la Antártida estaba descendiendo. Vuelos realizados sobre las regiones del Ártico, descubrieron que en ellas se gestaba un problema similar. Estas pruebas llevaron a que, el 16 de septiembre de 1987, varios países firmaran el Protocolo de Montreal sobre las sustancias que agotan la capa de ozono con el fin de intentar reducir, escalonadamente, la producción de CFCs y otras sustancias químicas que destruyen el ozono.
Soluciones a la problemática por uso de CFCs y CFMs
Es un proyecto que tiene como condición fundamental la interdisciplinaridad, por lo tanto se integra a un concepto global de sustentabilidad y mejoramiento de la calidad de vida. El resultado que se
presenta es el que corresponde al área de nuestra competencia: la vivienda y el hábitat. Metodológicamente, se toma partido por la metodología exploratoria de Investigación-Acción-Participación.
Lograr un desarrollo sostenible basado en criterios de competitividad y calidad de vida; entendiendo que la Calidad de Vida, de acuerdo con los postulados de la UNESCO, implica la satisfacción del conjunto de necesidades que constituyen los requerimientos que deben ser satisfechos para que una persona sea saludable física y psicológicamente (UNESCO: 1978)
Por otra parte, en el nivel internacional, el interés por el ambiente ha rebasado el propósito netamente proteccionista para vincularlo con el desarrolloeconómico y el aprovechamiento racional de los recursos naturales. Es así como se genera el concepto de desarrollo sostenible como "un desarrollo que satisfaga las necesidades presentes sin comprometer la capacidad de las futuras generaciones para satisfacer las propias". Brudtlan (1987). Y, el desarrollo rural integrado, debe ser un programa en el que todos los sectores relevantes, tales como la producción, la educación, la vivienda, la salud y el empleo, son concebidos como elementos interrelacionados en un sistema en el que tienen lugar intercambios horizontales y verticales, en términos operacionales y espaciales. Estas son las premisas que sustentan las bases de una visión de Estado que concilia el desarrollo económico con el desarrollo humano, y que se evidencia en las conferencias de las Naciones Unidas sobre Medio Ambiente y Desarrollo que se vienen realizando en las últimas décadas del siglo XX. Las mismas han permitido reunir a los jefes de Estado del mundo para tomar decisiones importantes que competen a todas las naciones, ya que la sostenibilidad del planeta implica tanto el respeto a los recursos naturales y el medio ambiente, como también a los valores humanos, culturales e históricos, y sólo se podrá alcanzar si los gobiernos asumen su significación y cometido, especialmente en el nivel nacional y local.
Agua
Agua, sustancia líquida formada por la combinación de dos volúmenes de hidrógeno y un volumen
de oxígeno, que constituye el componente más abundante en la superficie terrestre.
Hasta el siglo XVIII se creyó que el agua era un elemento, fue el químico ingles Cavendish
quien sintetizó agua a partir de una combustión de aire e hidrógeno. Sin embargo los resultados
de este experimento no fueron interpretados hasta años más tarde, cuando Lavoisier propuso que
el agua no era un elemento sino un compuesto formado por oxígeno y por hidrógeno, siendo su
formula H2O.
ESTADO NATURAL
El agua es la única sustancia que existe a temperaturas ordinarias en los tres estados de la materia:
sólido, líquido y gas.
SÓLIDO LÍQUIDO GAS
Polos
Glaciares
Lluvia
Rocío Niebla
Hielo en las superficies de agua en invierno
Nieve
Granizo
Escarcha
Lagos
Ríos
Mares
Océanos
Nubes
PROPIEDADES:
1. FÍSICAS
El agua es un líquido inodoro e insípido. Tiene un cierto color azul cuando se concentra en
grandes masas. A la presión atmosférica (760 mm de mercurio), el punto de fusión del agua pura es
de 0ºC y el punto de ebullición es de 100ºC, cristaliza en el sistema hexagonal, llamándose nieve o
hielo según se presente de forma esponjosa o compacta, se expande al congelarse, es decir
aumenta de volumen, de ahí que la densidad del hielo sea menor que la del agua y por ello el hielo
flota en el agua líquida. El agua alcanza su densidad máxima a una temperatura de 4ºC,que es de
1g/cc.
Su capacidad calorífica es superior a la de cualquier otro líquido o sólido, siendo su calor
específico de 1 cal/g, esto significa que una masa de agua puede absorber o desprender grandes
cantidades de calor, sin experimentar apenas cambios de temperatura, lo que tiene gran influencia
en el clima (las grandes masas de agua de los océanos tardan más tiempo en calentarse y enfriarse
que el suelo terrestre). Sus calores latentes de vaporización y de fusión (540 y 80 cal/g,
respectivamente) son también excepcionalmente elevados.
2. QUÍMICAS
El agua es el compuesto químico más familiar para nosotros, el más abundante y el de mayor
significación para nuestra vida. Su excepcional importancia, desde el punto de vista químico, reside
en que casi la totalidad de los procesos químicos que ocurren en la naturaleza, no solo en
organismos vivos, sino también en la superficie no organizada de la tierra, así como los que se
llevan a cabo en el laboratorio y en la industria, tienen lugar entre sustancias disueltas en agua, esto
es en disolución. Normalmente se dice que el agua es el disolvente universal, puesto que todas las
sustancias son de alguna manera solubles en ella.
No posee propiedades ácidas ni básicas, combina con ciertas sales para formar hidratos,
reacciona con los óxidos de metales formando ácidos y actúa como catalizador en muchas
reacciones químicas.
Características de la molécula de agua:
La molécula de agua libre y aislada, formada por un átomo de Oxigeno unido a otros dos átomos
de Hidrogeno es triangular. El ángulo de los dos enlaces (H-O-H) es de 104,5º y la distancia de enlace
O-H es de 0,96 A. Puede considerarse que el enlace en la molécula es covalente, con una cierta
participación del enlace iónico debido a la diferencia de electronegatividad entre los átomos que la
forman.
La atracción entre las moléculas de agua tiene la fuerza suficiente para producir un
agrupamiento de moléculas. La fuerza de atracción entre el hidrógeno de una molécula con el
oxígeno de otra es de tal magnitud que se puede incluir en los denominados enlaces de PUENTE DE
HIDRÓGENO. Estos enlaces son los que dan lugar al aumento de volumen del agua sólida y a las
estructuras hexagonales de que se habló más arriba.
PROPIEDADES DEL AGUA
El agua es la biomolécula más abundante, y también la más importante. La vida, tal como se conoce
en el planeta Tierra, se desarrolla siempre en medio acuoso. Incluso en los seres no acuáticos el
medio interno es esencialmente hídrico. De hecho, la búsqueda de vida en otros planetas está
supeditada a la presencia de agua.
Agua: la biomolécula más importante
Geometría de la molécula de agua
El agua reúne una serie de características que la convierten en un disolvente único e insustituible en
la biosfera. Las podemos clasificar en:
PROPIEDADES FÍSICAS DEL AGUA
En cuanto a las propiedades físicas del agua, hay que destacar:
a) El amplio margen de temperaturas en que permanece en fase líquida (0-100º C)
b) La anómala variación de la densidad con la temperatura
c) Su elevada constante dieléctrica
d) Su carácter dipolar
e) Su calor específico y calor de vaporización elevados
Con respecto a las propiedades químicas del agua, hay que señalar:
Su gran capacidad de formación de enlaces de hidrógeno
Su capacidad de disociación