Unidad muestra

La naturaleza
también recicla
¿Qué ejemplos de reciclaje nos
da la naturaleza?
94
Ecología
Tema
5
En la naturaleza
todo se recicla...........97
Tema
6
Alteración de los ciclos
biogeoquímicos y
problemática
ambiental..................109
• Identifico condiciones de cambio y de
equilibrio en los seres vivos y en los
ecosistemas.
• Evalúo el potencial de los recursos naturales,
la forma como se han utilizado en desarrollos
tecnológicos y las consecuencias de la acción
del ser humano sobre ellos.
95
La Tierra necesita que todos la cuidemos
¿Has tenido cerca a un familiar o a un amigo
enfermo? Lo natural es darle al enfermo el tratamiento adecuado y oportuno para ayudarle a
que se recupere.
Pues bien… la Tierra se encuentra en un
estado similar al de una persona con problemas
de salud. La contaminación del aire, del agua
y del suelo, el calentamiento global y el cambio climático son algunos de los problemas que
la aquejan. Las razones de estos problemas son
múltiples, y se han presentado por una probable
combinación entre la dinámica natural del planeta y la acción antropogénica. Cuando hablamos de acción antropogénica nos referimos a
aquella relacionada con las actividades humanas
que sostienen la civilización moderna, como los
sistemas de transporte, los sistemas de calefacción, la industrialización y la luz en los hogares,
entre otras.
Para mantener el estilo de vida actual se
necesitan grandes cantidades de energía, provenientes del petróleo y sus derivados; en especial,
se queman combustibles fósiles que son nuestra
principal fuente de energía. Sin embargo, la cantidad de combustible utilizado es tan enorme,
que esta fuente de energía está causando emisiones contaminantes que exceden la capacidad
de equilibrio de la Tierra.
En todo el mundo existe gran preocupación por el futuro cercano del planeta. Si no
atendemos a tiempo los problemas ambientales que aquejan, se podrían presentar desastres
de mayores dimensiones a las ocurridas hasta
ahora, como superinundaciones, epidemias,
reducción de la biodiversidad y escasez de alimento y de agua.
Es necesario que el mundo se encamine
hacia el uso de energías limpias, aunque esto
lleva tiempo. Por eso es fundamental que cada
uno de nosotros participe activamente en el cuidado del planeta, practicando principios ecoló96
gicos básicos como los que promueven algunos
medios de comunicación a través de campañas ecologistas. Algunas de las campañas tienen nombres y frases tan persuasivas como las
siguientes:
• Ahorra energía y salva al mundo.
• Las ciudades del mañana: de devoradoras de
energía a máquinas verdes.
• Recoge, reutiliza y recicla.
• Camina o utiliza la bicicleta.
• Agua que has de beber, déjala correr limpia.
A través del correo electrónico también se
difunden mensajes que nos ayudan a sensibilizarnos sobre esta situación; y en Internet existen numerosas páginas web con una misión
informativa y formativa al respecto. En España,
un ejemplo de este tipo de movimientos es la
Fundación Biodiversidad del Ministerio del
Medio Ambiente, que promueve una campaña
de sensibilización sobre el cambio climático del
planeta. La fundación entrega a los visitantes de
la página web, interesados en estos temas, un
carné que identifica a su poseedor como miembro del Club del Protocolo de Kyoto, y éste, a su
vez, firma un compromiso de acción concreto.
Reflexiona
1. Diseña una campaña ecologística similar a las presentadas en la lectura y ponla en práctica en tu colegio y en tu
casa, con tus compañeros y familiares.
2. Dibuja el recorrido que haces desde tu casa hasta el colegio. ¿Serías capaz de hacerlo en bicicleta todos los días?
¿Esto contribuirá con el cuidado de la Tierra? Argumenta
tus respuestas.
Explora
en internet
Si quieres ser miembro del Club del Protocolo de
Kyoto, visita la página:
www.fundacion-biodiversidad.es
Te m a
En la naturaleza
todo se recicla
Competencias
Resuelve los siguientes ejercicios en tu cuaderno de
actividades:
1. ¿Qué es un ciclo? Menciona algunos ejemplos.
2. Observa el ciclo y realiza los siguientes análisis:
¿con qué actividad comienza y con cuál termina?, ¿qué
actividades están planteadas para la mitad del ciclo, al
finalizar el primer cuarto y al finalizar los tres cuartos del
ciclo?, ¿clasificarías este ciclo como biológico, atmosférico,
químico u otro?, ¿qué nombre le darías? Escribe tus
respuestas.
Levantarse
Comprensión de
información
• Explico la importancia de
los ciclos biogeoquímicos
para el equilibrio
ecológico del planeta.
• Describo las principales
fases de algunos ciclos
biogeoquímicos.
Indagación y
experimentación
• Interpreto algunos
modelos de los ciclos
biogeoquímicos
y establezco sus
interrelaciones.
• Planteo hipótesis acerca
de algunos fenómenos
relacionados con el ciclo
de nutrientes.
Promoción de
compromisos
personales y sociales
• Reconozco, evalúo y
comparo las estrategias
de la naturaleza con las
utilizadas por las personas
para reciclar sustancias.
• Reconozco que los
modelos de la ciencia
cambian con el tiempo
y que varios pueden ser
válidos simultáneamente.
Dormir
Desayunar
Compartir
en familia
Ir al colegio
Organizar
cosas
Almorzar
Regresar
a casa
Comer
Hacer tareas
Manejo conocimientos propios
de las ciencias naturales
• Describo y relaciono los ciclos de algunos elementos y de
la energía en los ecosistemas.
• Justifico la importancia del agua en el sostenimiento de la vida.
• Explico la función del suelo como depósito de nutrientes.
97
Me aproximo al conocimiento como científico(a) natural
• Registro mis resultados en forma organizada y sin alteración alguna.
• Formulo explicaciones posibles, con base en el conocimiento cotidiano,
teorías y modelos científicos, para contestar preguntas.
Explora
¿De dónde provienen los carbonatos?
¿Cómo proceder?
1 Tritura un poco de cada material y ponlo en uno de los tubos de ensayo
o vaso transparente.
 Marca los tubos con el nombre de cada una de las muestras.
3 Agrega vinagre a cada una de las muestras hasta cubrirla
(1 cc aproximadamente).
4 Emplea una lupa para observar lo que ocurre con cada muestra
al cabo de una semana.
Razona y concluye
Materiales
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Tubos de ensayo o
vasos transparentes
Cáscaras de huevos
trituradas
Dientes de animal
muerto (opcional)
Conchas
Tiza
Tableta de antiácido
Pedazo de piedra
caliza o de mármol
Vinagre
Lupa
1 ¿Cuáles de las muestras provenían de organismos?
2 ¿Cuáles de las muestras reaccionaron con el vinagre y
produjeron burbujas?
3 Estas burbujas son de CO2, que se produce cuando
los carbonatos presentes en las muestras reaccionan
con el vinagre. Predice de dónde crees que provienen
esos carbonatos.
4 Analiza la tabla 5.1, que indica algunos de los
componentes del huevo de gallina. Predice de dónde
provienen esos nutrientes.
Componente
Cantidad
Agua
75,2 g
Nitrógeno total
2,03 g
Nitrógeno proteico
1,93 g
Hidratos de carbono
0,68 g
Calcio
56,2 mg
Magnesio
12,1 mg
Tabla 5.1. Composición de 100 g de un huevo de gallina.
Explora algo más
1 Indaga: ¿qué nutrientes obtienen las plantas del suelo y del agua? Escribe tus hallazgos.
2 ¿Qué nutrientes obtienen los animales de las plantas?
3 ¿Para qué se agregan fertilizantes a un cultivo?
98
Los fenómenos cíclicos
Idea principal
El planeta Tierra funciona
como una gran fábrica de
nutrientes para los seres vivos.
Estos nutrientes se mueven y
reciclan a través de los ciclos
biogeoquímicos, atmosféricos
y geológicos.
Vocabulario
Ciclo biológico, 99
Ciclo geológico, 99
Ciclo atmosférico o gaseoso, 99
Ciclo biogeoquímico, 99
Hidrosfera, 99
Atmósfera, 99
Geosfera, 99
Biosfera, 99
Nutrientes, 99
Acuífero, 100
Fotosíntesis,101
Autótrofo, 101
Ozono, 101
Bioelemento, 103
Bacteria nitrificante, 103
Bacteria desnitrificante, 104
Guano, 104
Lectoescritura
1.Indaga en diferentes fuentes
uno de los siguientes temas:
• Ciclo lunar
• Ciclo menstrual
• Ciclo vital de las ranas o de las
mariposas.
• Ciclo de la meiosis
Representa sus fases en una
figura o diagrama cíclico.
2.¿Cuál de los ciclos
biogeoquímicos te parece más
importante para el equilibrio
del planeta? Argumenta tu
respuesta.
Muchos de los fenómenos que ocurren en el planeta son
cíclicos, es decir, se componen de una serie de pasos o fases
que se repiten con determinada frecuencia y que cumplen
con una función específica. Estos procesos se pueden clasificar así:
• Ciclos biológicos: son aquellos que ocurren en los organismos vivos, como el ciclo de vigilia-sueño, el ciclo de la
reproducción celular, el ciclo menstrual, etc.
• Ciclos geológicos: son los que mueven las sustancias,
principalmente entre la geosfera o corteza terrestre (suelo,
rocas, sedimentos, etc.), la hidrosfera y los organismos
vivos. Estas sustancias son retenidas en las rocas sedimentarias, generalmente durante períodos que alcanzan millones de años. Por ejemplo, los ciclos del fósforo y el azufre.
• Ciclos atmosféricos o gaseosos: son los que mueven los
nutrientes principalmente entre la atmósfera y los seres
vivos; tienen que ver con el reciclaje de gases como el oxígeno, dióxido de carbono y nitrógeno. Por lo general, las
sustancias que intervienen en estos procesos se reciclan
rápidamente, con frecuencia de horas o días.
• Ciclos biogeoquímicos: las sustancias circulan por la
hidrosfera (agua), la atmósfera (aire), la geosfera (tierra) y
la biosfera (seres vivos). Es el caso del ciclo hidrológico.
Gracias al funcionamiento natural de estos ciclos es que
tenemos oxígeno en la atmósfera –para respirar– y agua en los
ríos, para beber. Es decir que ellos nos aportan los nutrientes, o sea las sustancias que los seres vivos necesitamos para
vivir.
El suministro de minerales que necesitan las plantas en
el suelo también tiene que reponerse continuamente a través
de estos ciclos. Cuando los ciclos se alteran, como sucede en
la actualidad por diversas actividades humanas a gran escala,
se presentan problemas ambientales como el descongelamiento
de los glaciares, la contaminación del aire y del agua, la reducción de la capa de ozono o el calentamiento global.
Nuestro primer objetivo de este tema es conocer cómo se
mueven las sustancias en cada uno de los ciclos, comprender su importancia para el equilibrio de la naturaleza y tomar
decisiones responsables que contribuyan a su restauración y
cuidado.
99
Ciclo del agua
La vida terrestre depende del ciclo del agua, y
esto ha venido ocurriendo durante billones de
años. El ciclo del agua (figura 5.1) se puede describir en las siguientes cuatro grandes fases:
1. Evaporación: fase líquido-gas. En esta
fase, el agua de los océanos se evapora por
la acción del calor generado por la luz solar
y todos los procesos energéticos del planeta,
para luego subir a la atmósfera. Las moléculas de agua evaporada permanecen en el aire
durante aproximadamente diez días. Diversos estudios han demostrado que los océanos, mares, lagos y ríos proveen alrededor
del 90% de la humedad atmosférica debido
a la evaporación; el otro 10% proviene de la
transpiración de las plantas.
2. Condensación: fase gas-líquido. El agua
evaporada en la atmósfera se mezcla con
diminutas partículas de polvo, sales y humo.
Como la atmósfera alta es muy fría, el gas
se condensa y origina gotas de nube que, en
conjunto, forman las grandes nubes. El agua
de las nubes está en continua evaporación
y condensación y se mantiene allí debido a
las ráfagas de aire ascendente que soportan
su peso. Las corrientes de aire hacen que las
nubes se muevan alrededor del planeta.
3. Precipitación. Cuando las moléculas de agua
en las nubes empiezan a colisionar entre sí,
se forman gotas cada vez más grandes y
son tan pesadas que salen de la nube
y caen o se precipitan en forma de
lluvia, aguanieve, nieve o granizo. Para que se produzca
una gota de lluvia se requieren muchas moléculas de
agua de la nube.
Se ha demostrado que la cantidad de agua
que se evapora es más o menos la misma que
se precipita tanto en la superficie terrestre
como en los océanos. En los océanos, solamente el 10% del agua evaporada se mueve
hacia tierra firme y cae y se precipita de diferentes formas.
4. Almacenamiento de agua en los océanos. El
agua precipitada toma diversos caminos. Por
ejemplo, el agua que cae en forma de nieve se
acumula sobre la superficie en capas de hielo
o se derrite con el calor y sigue su trayecto.
La que cae en forma de lluvia alcanza los
ríos en las depresiones del terreno, se infiltra
en la tierra para formar depósitos subterráneos o se mantiene en las capas superiores
del suelo, donde puede ser absorbida por las
plantas.
Parte del agua subterránea emerge a la
superficie terrestre en forma de manantiales
de agua dulce. Otra parte del agua infiltrada
alcanza las capas más profundas del suelo y
recarga los acuíferos, que son las formaciones
3. Precipitación
2. Condensación
4. Almacenamiento de
agua en los océanos
Figura 5.1. El ciclo del agua o ciclo hidrológico describe el movimiento del agua
alrededor del planeta. Aproximadamente el 96,5% del agua está en los océanos,
el otro 3,5% se distribuye en el resto del planeta.
100
1. Evaporación
geológicas por donde circulan o se almacenan
las aguas subterráneas. El agua que proviene de
la descongelación de los glaciares fluye al mar.
De esta forma, el agua continúa su constante
movimiento, para retornar una vez más a los
océanos, donde se reinicia el ciclo hidrológico.
Ciclo del oxígeno
Este ciclo es el encargado de fabricar oxígeno
para el planeta (figura 5.2). Se realiza en las
siguientes fases:
1. Fotosíntesis. Mediante este proceso los autótrofos o productores liberan oxígeno.
2. Formación de ozono. Las moléculas de
oxígeno que se elevan a la estratosfera son
impactadas por las radiaciones de onda corta
(r.o.c.) de la luz solar y se rompen en átomos
de oxígeno. Estos átomos se unen a otras
moléculas de oxígeno (O2) y forman ozono
(O3), compuesto que conforma la capa de
ozono, la cual protege a los seres vivos de las
02
Entra
luz solar
Se libera
oxígeno
radiaciones solares. Esta reacción química se
expresa así:
2O2 + r.o.c.
2O + 2O + 4O2
4O3
donde r.o.c. son las radiaciones solares de onda corta
3. Formación de más oxígeno. El ozono (O3)
se vuelve a romper y libera O2 por acción de
las radiaciones ultravioleta. Químicamente
la reacción se representa así:
2O3 + Radiaciones ultravioleta
3O2
4. Respiración de los seres vivos. El oxígeno
en la atmósfera y el que se disuelve en el
agua es absorbido y utilizado por los autótrofos y heterótrofos durante la respiración.
El oxígeno es un recurso natural que se renueva
a partir de los procesos descritos en el ciclo. Su
funcionamiento se relaciona estrechamente con
los ciclos del carbono y del agua. Los animales, al respirar, lo combinan con el carbono y lo
devuelven a la atmósfera en forma de dióxido
de carbono.
03
2. Formación de la capa
de ozono
(radiaciones
ultravioleta)
02
(r.o.c.)
02
3. Formación de
más oxígeno
C02
C02
02
1. Proceso de fotosíntesis
en los autótrofos
C02
4. Consumo de
O2 en el proceso
de la respiración y
liberación de CO2
Molécula de oxígeno
Molécula de CO2
Molécula de ozono
Figura 5.2. El oxígeno comenzó a formar parte de la atmósfera terrestre hace unos 3.200 millones de años, con el proceso de la
fotosíntesis.
101
Ciclo del carbono
Este ciclo es muy importante porque el carbono
forma parte de las biomoléculas o moléculas
orgánicas (carbohidratos, lípidos, proteínas y
ácidos nucleicos) (figura 5.3). Comienza igual
que el del oxígeno, es decir, a partir de la fotosíntesis, y se desarrolla con los siguientes pasos:
1. Captación de dióxido de carbono por los
organismos autótrofos. Éstos realizan la
fotosíntesis con el agua absorbida en presencia de la luz solar. Como resultado de este
proceso, las moléculas de agua se rompen y
se libera oxígeno, y el carbono forma cadenas de carbohidratos como la glucosa, grasas
y proteínas que se almacenan en los tejidos
de los productores. La siguiente ecuación
resume este proceso:
12 H2O + 6CO2
C6H12O6 (glucosa) + 6O2 + 6H2O
2. El carbono pasa de productores a herbívoros y de éstos a los carnívoros, cuando son
consumidos a través de la red trófica.
3. El carbono se libera en la respiración.
Las plantas y los animales captan oxígeno durante la respiración y rompen la glucosa para
obtener energía y cumplir sus funciones. En
este proceso liberan dióxido de carbono y
vapor de agua a la atmósfera. La reacción química se representa así:
C6H12O6 + 6O2
6CO2 + 6H2O
4. Los organismos que mueren se descomponen por acción de las bacterias y liberan
CO2 que se almacena en el suelo en forma
de rocas carbonatadas, carbón y petróleo a
través de procesos químicos que requieren
mucho tiempo.
5. El CO2 se intercambia entre la geosfera y la
atmósfera. Esto ocurre por la acción de varios
procesos como el de meteorización de las
rocas carbonatadas o por lavado de las lluvias. Así mismo, por las erupciones volcánicas y por la quema de combustibles fósiles.
6. El carbono atmosférico se precipita a la geosfera o se mueve por acción de organismos
como las corales en la hidrosfera.
El carbono permanece en movimiento constante entre la atmósfera y la hidrosfera para
que la concentración se mantenga en equilibrio en ambos medios.
1. Captación de CO2
5. El CO2 se intercambia entre
la geosfera y la atmósfera
3. El carbono se libera
en la respiración como CO2
2. El carbono pasa
a los herbívoros
y carnívoros
6. El carbono atmosférico
se precipita a la hidrosfera
4. Los organismos
muertos liberan CO2
CO2
CO2
Figura 5.3. El carbono es el cuarto elemento de mayor abundancia en el universo y es un componente esencial de la vida terrestre.
102
Ciclo del nitrógeno
El nitrógeno es un bioelemento, es decir, una
sustancia que hace parte de los seres vivos y es
fundamental para la síntesis de proteínas, ácidos nucleicos (ADN y ARN) y otras moléculas.
Las fases del ciclo muestran cómo se mueve
el nitrógeno a través de la geosfera, la hidrosfera y la atmósfera. Los pasos que se dan son
los siguientes:
1. Fijación biológica del nitrógeno atmosférico en el suelo. Esta tarea es realizada por
las bacterias nitrificantes, es decir, las que
toman el nitrógeno gaseoso de la atmósfera (N ) y lo combinan con el hidrógeno
para formar amoniaco (NH3). La reacción se
representa así:
N2 + 8H+
2NH3 + H2
Las bacterias nitrificantes viven dentro de
los nódulos de las raíces de plantas leguminosas como el fríjol y la arveja. Éste es un
ejemplo de mutualismo donde las plantas les
suministran alimento a las bacterias y reci-
ben a cambio amoniaco o nitratos que no
pueden tomar directamente de la atmósfera.
En los ecosistemas acuáticos, la fijación de
nitrógeno la realizan las cianobacterias que
viven en las cavidades de plantas acuáticas.
2. Asimilación de nitratos o amoniacos. Ocurre cuando las plantas leguminosas absorben
a través de sus raíces nitrato (NO3) o amoniaco (NH3) para formar proteínas y ácidos
nucleicos.
3. El nitrógeno se mueve en la cadena trófica. Pasa de las plantas a los herbívoros
y de éstos a los carnívoros a través de las
redes tróficas.
4. Amonificación. Corresponde a la liberación
de nitrógeno en forma de amonio (NH4), a
partir de la orina, excrementos de las aves y
organismos muertos.
5. Nitrificación. En este proceso intervienen
dos tipos de bacterias: las nitrosomonas, que provocan un cambio químico en el amonio
(NH4+) y producen nitrito (NO ), y las nitrobacter, que actúan sobre el nitrito y hacen el
cambio químico para convertirlo en nitrato. En
3. El nitrógeno pasa a los
herbívoros y carnívoros
4. Los animales liberan
amoniaco en la orina
(amonificación)
2. Las plantas leguminosas
toman el nitrógeno
del suelo
6. Desnitrificación
5. Otras bacterias convierten
el amoniaco de la orina en
nitratos (nitrificación)
1. Las bacterias nitrificantes fijan el nitrógeno
atmosférico en el suelo
Figura 5.4. La reserva principal del nitrógeno es la atmósfera.
103
este proceso, las moléculas de NH y NO son
convertidas en nitrógeno molecular que no es
asimilable.
6. Desnitrificación. Es realizada por las bacterias desnitrificantes, que producen un
cambio químico en los nitratos en presencia
de carbono y agua para convertirlo en N2(g),
que es liberado directamente a la atmósfera
para reiniciar el ciclo.
4NO3 + 5C + 2H2O(g) 2N2(g) + 4HCO3 + CO2
Ciclo del fósforo
El fósforo es otro componente esencial en los
organismos para la formación de los ácidos
nucleicos, moléculas fosfatadas y fosfolípidos
que forman parte de las membranas celulares,
los huesos y dientes de los animales. La principal reserva de fósforo está en la geosfera y su
proceso para que lo puedan utilizar los seres
vivos es muy lento.
El ciclo del fósforo presenta estas fases:
1. Erosión de las rocas que contienen fósforo. La lluvia erosiona las rocas fosfatadas
y lo mueve disuelto en el agua del suelo.
2. Asimilación del fósforo. Las plantas absorben el fósforo del suelo a través de las raíces.
3. Movimiento del fósforo por la red trófica.
El fósforo orgánico de las plantas pasa a los
herbívoros y de éstos a los carnívoros a través de la red trófica.
4. Movimiento del fósforo a las aguas. El
fósforo se diluye con el agua del suelo y va
hacia los ríos y el mar, donde los peces lo
asimilan; luego pasa a las aves y con ellas al
suelo a través de los excrementos o guano.
5. Depósitos de fósforo en el fondo marino.
Los organismos muertos de ríos y océanos lo
depositan en el fondo marino como piedra
fosfatada.
6. Fosfatización. Las bacterias fosfatizantes
actúan sobre los organismos muertos y los
excrementos y los convierten en fosfatos
disueltos que son absorbidos por las raíces
de las plantas.
4. Movimiento
del fósforo
a las aguas
3. Movimiento
del fósforo
en animales
2. Asimilación
del fósforo
por las plantas 1. Erosión de
las rocas
fosfatadas
5. Deposición
del fósforo
6. Fosfatización
Figura 5.5. La reserva principal del fósforo está en las rocas fosfatadas de la corteza terrestre.
104
Ciclo del azufre
Las reservas fundamentales del azufre son la
corteza terrestre y los fondos marinos. Las rocas
lo contienen en forma de sulfuros que se han
sedimentado en el transcurso de largos períodos de tiempo. Los pasos del ciclo del azufre
son los siguientes:
1. Las plantas absorben el azufre combinado
del suelo a través de las raíces.
2. Luego pasa a los herbívoros y de éstos a los
carnívoros a través de la cadena trófica.
3. Cuando los volcanes
erupcionan liberan
azufre a la atmósfera
3. Otra parte del azufre que llega a la atmósfera
proviene de las erupciones volcánicas, del
simple oleaje de las aguas, donde se encuentra combinado.
4. En la atmósfera se combina con el vapor de
agua y se precipita al suelo.
5. Cuando los organismos mueren y se descomponen por acción de las bacterias, el
azufre pasa nuevamente al suelo.
6. El azufre disuelto en el agua también se filtra en el suelo.
Atmósfera (SO2)
2. El azufre pasa a los
herbívoros y carnívoros
en la cadena trófica
Hidrosfera
4. El azufre que hace parte de
los compuestos de la
atmósfera cae al suelo
1. El azufre del suelo es
absorbido por las raíces
de las plantas
La geosfera está formada
por rocas con sulfuros de hierro
Figura 5.6. El azufre es requerido por los seres vivos en pequeñísimas cantidades para producir las proteínas.
Explora
en internet
Amplía tu información sobre el ciclo del agua en:
http://ga.water.usgs.gov/edu/watercyclespanish.html
http://www2.epm.com.co/bibliotecaepm/biblioteca_virtual/actividades-pcbgq.htm
www.aguasdesevilla.com/infantil/infan/ciclome.html. Para ver el proceso de purificación del agua que se
consume en los hogares.
www.eeppm.com/bibliotecaepm/biblioteca_virtual/actividades_pcbgq.htm
Amplía tu información sobre el ciclo del carbono en: www.ceroco2.org
www.ciclodelcarbono.com
www.ciceana.org.mx
105
Química
Los ciclos bioquímicos
Estos ciclos involucran cambios físicos y químicos.
Por ejemplo, en el ciclo hidrológico las moléculas
de agua pasan constantemente de estado líquido
a gaseoso o a estado sólido y viceversa. En los
ciclos del nitrógeno, azufre y fósforo se forman
compuestos que pueden ser asimilados por los
seres vivos o que permiten su transporte por otros
medios.
En toda reacción química, un átomo puede ceder
o recibir electrones. Si los dona, se dice que se
oxida; si los gana, se dice que se reduce. La tendencia de un átomo a recibir o donar electrones
depende de su electronegatividad. Cuanto mayor
sea ésta, mayor será la capacidad de atraer electrones hacia sí mismo.
Cada electrón tiene una cantidad de energía asociada. Por ello, un compuesto reducido posee mayor
cantidad de energía que uno oxidado. A manera de
síntesis se puede decir que los compuestos dentro
del ecosistema oscilan entre estados de alta y baja
energía.
El paso de las sustancias por los ciclos se hace
por procesos de oxidación y reducción. La oxidación
implica una liberación de energía, como ocurre en
la respiración, mientras que la reducción implica un
aporte de energía, como sucede en el caso de la
fotosíntesis.
Comprensión de la lectura
Con la ayuda de tu profesor o profesora, analiza
los cambios químicos de un par de sustancias que
intervienen en alguno de los ciclos biogeoquímicos
y los procesos de oxidación y reducción e identifica
que ocurren en él.
Agronomía
Condiciones adecuadas para los cultivos
¿Alguna vez has plantado un árbol? ¿Qué cuidados
tuviste en cuenta?
Muchas personas siembran un árbol sin tener en
cuenta los nutrientes que requiere, ni la humedad o
cantidad de luz que necesita. Las consecuencias se
ven al poco tiempo: el árbol no crece, se manifiestan enfermedades o se produce la muerte.
Cuando las deficiencias de nutrientes son severas, las plantas presentan síntomas como clorosis de
hojas; hojas marchitas, enrolladas o torcidas; ramas
y hojas muertas; crecimiento insuficiente, que hace
que la planta sea más susceptible a heridas provocadas por insectos, o a enfermedades por temperatura y humedad extremas.
106
Por estas razones es importante considerar:
•Un test de nutrientes. Se utilizan dos métodos:
análisis de suelo y análisis de tejido.
•Seleccionar fertilizantes apropiados. Algunos
se colocan en las hojas, otros en el suelo y otros
bajo la superficie por inyección.
•Seleccionar la especie adecuada para el
terreno donde se va a plantar.
Comprensión de la lectura
1. Ordena de mayor a menor importancia los
aspectos para lograr que un árbol tenga mejores
opciones para su desarrollo.
2. Indaga: ¿qué otros aspectos son importantes para
plantar un árbol en condiciones adecuadas?
Lee diagramas
a. En este ciclo se produce la sustancia que respiramos para mantenernos
vivos.
b. En este ciclo se recicla la sustancia que
exhalamos en la respiración
c. Los seres vivos necesitan de este ciclo
para obtener una sustancia que se
necesita para elaborar proteínas.
Los ciclos biogeoquímicos
1
3
Ciclo del carbono
Ciclo del N
2
4
Ciclo del S
Ciclo del O2
Identifica la(s) rejilla(s) que cumplen cada
una de las siguientes afirmaciones:
Ayuda: todos los ciclos biogeoquímicos
producen sustancias que son importantes
para mantener la vida en el planeta.
Personajes y contextos
Fritz Haber
Químico alemán nacido en 1868.
Puesto que la química no era
entonces una carrera con grandes
expectativas económicas, Haber se
dedicó a vender patentes y a desarrollar tecnología para las grandes
empresas industriales, como BASF y
Bayer, y dedicó parte de su tiempo a
la investigación sobre el amoniaco.
Aunque un siglo atrás Berthelot había descrito
el amoniaco como un compuesto de hidrógeno
y nitrógeno, nadie había podido producirlo en el
laboratorio. Un día de 1909, Haber logró deslumbrar a los directivos de la Fábrica Bávara de Anilina
y Sosa de Baden (BASF) al producir unas gotas de
amoniaco a partir del agua y del aire. Haber utilizó
altas presiones y temperaturas y aceleró la reacción
con un catalizador, el Osmio. En 1913, Carl Bosch,
químico del equipo de BASF, perfeccionó la técnica
y se comenzó a producir amoniaco por toneladas.
El amoniaco se comenzó a utilizar en todo el
mundo para producir abonos nitrogenados. En
1918, Haber ganó el Premio Nobel por su contribución en la fabricación de los fertilizantes sintéticos
que incrementaron sustancialmente la producción
agrícola mundial.
Haber ganó mucho dinero con sus patentes, pero
su fanatismo y el nacionalismo de la época le hicieron poner todo su talento y prestigio científico al
servicio de la producción de armas químicas como el
fosgeno, los gases lacrimógenos y el cloro gaseoso,
causantes de la primera de las grandes masacres del
siglo XX. Fue durante la guerra de 1914-1918, que
algunos denominaron “la guerra de los químicos”.
Tras la derrota de Alemania, Haber fue juzgado
como un criminal de guerra por los aliados y tuvo
que refugiarse en Suiza.
biográfica
Amplía la ficha
trógeno pudiesobre el ciclo del ni
Haber y
1. ¿Qué aspectos
oceso industrial de
pr
el
en
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Bosch?
que muestren su
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2. Averigua otro
aspectos positivo
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3. Reflexio
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escrib
a la ciencia.
aportes de Haber
107
Ciencia, tecnología, sociedad y ambiente
Manejo conocimientos propios de las ciencias naturales
• Analizo las ventajas y desventajas del uso de algunas tecnologías
para enriquecer los suelos.
Tecnologías para enriquecer
las características del suelo
Un suelo en buenas condiciones es esencial
para alcanzar una cosecha provechosa. Para
lograrlo, requiere que tenga los nutrientes necesarios para que las plantas puedan crecer y ser
productivas. Las plantas necesitan macronutrientes como: nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K), calcio (Ca), magnesio (Mg), azufre (S),
y micronutrientes como: hierro (Fe), cinc (Zn),
manganeso (Mn), boro (B), cobre (Cu), molibdeno (Mo) y cloro (Cl). Cuando hay carencia de
ellos en el suelo se manifiestan diversos síntomas como hojas amarillas, menor crecimiento,
escasez de flores, deformación de frutos, etc.
¿Cómo se maneja la fertilidad del suelo?
Un suelo pobre puede llegar a ser muy productivo si se maneja con el suficiente cuidado.
Abonos como el compost y la turba ayudan a
mejorar la estructura del suelo, y los fertilizantes contribuyen a mejorar la productividad.
Compost: se compone de desechos orgánicos como hojas y pasto cortado, sobrantes de
verduras, hierbas, etcétera. Estos elementos se
alternan con tierra y se comprimen.
Fertilizantes: los fertilizantes incluyen
principalmente K, N y P, que se aplican un poco
antes de la plantación para que
las plantas los aprovechen de la mejor
forma.
Abono verde: Se puede preparar con legumbres en un proceso similar al del compost.
Capa de hierba: sirve para proteger el suelo
de la erosión. La hierba se dispersa sobre el
suelo en una capa de seis centímetros alrededor
de la planta.
Debido al impacto ambiental de la agricultura masiva y los investigadores, agricultores y
ambientalistas en general han propuesto cambios en la agricultura convencional por la llamada agroecología, que incluye alternativas
más amigables con el medio ambiente como
la agricultura natural, orgánica y la permacultura.
Comprensión de la lectura
1. ¿Qué macronutrientes requieren las plantas
para lograr un buen crecimiento?
2. ¿Cómo se pueden mejorar las condiciones de
un suelo pobre?
al y ambiental
soci
Analiza el impacto
o no? Arguantes es benéfico
liz
rti
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de
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2. In
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son sus ventajas y
compromisos
... hacia el desarrollo de
personales y sociales
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Indaga acerca de la perm
no
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de desarrollo que existe
logía en el país.
108
T em a
Competencias
Comprensión de
información
Alteración
de los ciclos
biogeoquímicos
y problemática
ambiental
• Describo algunos
problemas ambientales
y su relación con la
alteración de algunos
ciclos biogeoquímicos.
Indagación y
experimentación
• Construyo modelos
explicativos de problemas
ambientales.
• Indago sobre la
problemática ambiental
actual y los convenios
internacionales para
enfrentarla.
Promoción de
compromisos
personales y sociales
• Participo activamente
en las campañas que
promueven las tres erres:
reutilización de sustancias,
reducción de emisiones
contaminantes y reciclaje.
• Me informo acerca de
los posibles efectos del
cambio climático en
la región donde vivo
y preparo planes de
protección.
Resuelve los siguientes ejercicios en tu cuaderno de actividades:
1. ¿En qué lugares del país o del mundo se han presentado
últimamente inundaciones, sequías, cambios en las
migraciones de aves, oleadas de calor o de frío intenso?
¿Cuáles crees que han sido las causas y consecuencias
de estos fenómenos? ¿Qué medidas preventivas se han
planteado?
2. Escribe las causas y consecuencias de un problema
ambiental que esté afectando la región donde vives.
3. ¿Cuáles son tus inquietudes acerca de los problemas
ambientales?
Manejo conocimientos propios
de las ciencias naturales
• Justifico la importancia del agua en el sostenimiento de la vida y como
factor de surgimiento y desarrollo de comunidades humanas.
• Relaciono algunos problemas ambientales con la alteración de los ciclos
biogeoquímicos y sus implicaciones para la salud humana y del planeta.
• Identifico recursos renovables y no renovables y los peligros a los que
están expuestos a causa del desarrollo de los grupos humanos.
109
Me aproximo al conocimiento como científico(a) natural
• Manifiesto mi creatividad en la elaboración de modelos explicativos.
Explora
¿Para qué se utiliza un modelo explicativo?
Materiales
• Cartón
• Plásticos
• Otros, según
el experimento
seleccionado
¿Cómo proceder?
1 Consulta qué es un modelo científico o explicativo.
Analiza la figura de la derecha, correspondiente a un modelo del fenómeno
llamado efecto invernadero, en el cual el vidrio cumple la misma función
de la atmósfera, es decir, retener la energía de los rayos solares.
2 Explora la siguiente página: http://www.ecoeduca.cl,
sección Actividades y experimentos.
3 Revisa con detenimiento los modelos
y escoge el que más te guste para explicar
un fenómeno ambiental.
4 Diseña el modelo determinando el objetivo,
la lista de los materiales que necesitas
y los pasos para realizarlo.
Describe los resultados de tu experiencia.
5 Comparte tu experiencia con tus compañeros
del curso.
Razona y concluye
1 ¿Qué entiendes por modelo científico o modelo explicativo?
2 ¿Qué ventajas tiene utilizar un modelo explicativo para aprender un tema?
3 ¿Por qué crees que los científicos utilizan modelos para explicar algunos fenómenos
de la naturaleza?
4 ¿Qué obstáculos tuviste para desarrollar esta experiencia y cómo los superaste?
¿Qué aciertos consideras haber logrado con el experimento?
5 ¿Cuál de los modelos presentados por tus compañeros te gustó más y por qué?
Explora algo más
¿Qué ajuste le harías a tu experimento o a los de otros compañeros y para qué?
110
Idea principal
Diferentes actividades humanas
o antropogénicas a gran escala
de los últimos dos siglos
están alterando los ciclos
de la naturaleza, con lo cual
es probable que se generen
problemas ambientales y se
aceleren cambios en la dinámica
del planeta, como los que hemos
observado en el clima.
Vocabulario
Acción antropogénica, 111
Combustible fósil, 111
Basura, 111
Contaminación, 112
Control vehicular de gases, 112
Ozono antropogénico, 112
Tecnologías limpias, 113
Agricultura intensiva, 113
Aguas residuales, 113
Lixiviación, 113
Eutrofización, 114
Deforestación, 114
Desertificación, 114
Erosión, 114
Gases tóxicos, 114
Gases de efecto
invernadero (GEI), 115
Sumideros, 118
Dengue, 119
Climatología, 123
Lectoescritura
Elabora una tabla comparativa de
los siguientes fenómenos: efecto
invernadero, calentamiento global
y cambio climático. Considera
aspectos comunes y diferentes
entre ellos.
Panorama general de la
problemática ambiental
Toda la problemática ambiental actual gira en torno al abuso,
maltrato o uso inapropiado que los seres humanos le hemos dado
a los recursos naturales como los bosques, el suelo, el agua y el
aire. Eso ha provocado que desde hace un tiempo se hayan alterado los ciclos biogeoquímicos, que son los que sostienen la vida
en el planeta.
Las actividades humanas que afectan la naturaleza se conocen como acción antropogénica, y se clasifica según el lugar
donde ocurren en zonas rurales, zonas urbanas y zonas costeras,
y de acuerdo con los asentamientos humanos en el campo, la ciudad y las costas, respectivamente. En seguida veremos cómo ha
sido la acción antropogénica en cada una de las zonas.
Zonas rurales. Se incluyen actividades antropogénicas como
el uso de pesticidas o plaguicidas, herbicidas y fertilizantes, causantes de la eutrofización, la deforestación, la desertificación y la
erosión, conceptos que analizaremos más adelante.
Zonas urbanas. Se incluyen las actividades relacionadas con
la quema de combustibles fósiles, la emisión de gases tóxicos,
la eliminación de aguas residuales y la producción de basura
doméstica e industrial, entendiéndose por basura aquellos desechos que no se pueden reciclar.
Zonas costeras y en los
mares. Se presentan derrames
de petróleo o marea negra,
desechos industriales y marea
roja, entre otros.
Debido a la acción antropogénica, el planeta está presentando algunos problemas
ambientales: contaminación
del aire; reducción de la capa
de ozono; contaminación del
suelo y del agua; efecto de la
lluvia ácida, efecto invernadero
anómalo y su posible relación
con el calentamiento global y
los cambios climáticos.
Figura 6.1. Panorama de Bogotá.
La contaminación se observa de
un color oscuro en la atmósfera.
111
Contaminación del aire
El aire limpio se compone principalmente de
nitrógeno (78%), oxígeno (21%) y dióxido de
carbono (0,03%). Sin embargo, con el incremento de la población y de las construcciones
de viviendas, carreteras y toda la infraestructura de las grandes ciudades, el aire se ha ido
llenando de partículas como polvo y tierra.
Además, la quema de combustibles para el
funcionamiento de las industrias y el transporte automotor han incrementado su conta‑
minación, que no es otra cosa que el exceso
de partículas y sustancias que alteran las propiedades físicas y químicas naturales del agua,
el aire y la tierra. Las partículas más livianas
flotan en las capas más altas y se mueven con
el viento; las más pesadas quedan suspendidas más cerca de la superficie. En la tabla 6.1
puedes ver cuáles son los mayores contaminantes del aire, y cómo se producen.
Después de analizarla, piensa cuáles de
estos contaminantes afectan la región donde
vives y cuáles se relacionan con el control
Contaminante
Figura 6.2. Los automóviles son los mayores emisores de CO2
en las ciudades, junto con los gases que se liberan para producir
electricidad.
vehicular de gases, es decir, el que se realiza
en las grandes ciudades para reducir la contaminación causada por falta de mantenimiento
de los automotores.
Además de los daños ambientales, la contaminación del aire provoca problemas de salud
como la fiebre tifoidea, el cólera y la hepatitis infecciosa, que se transmiten por microor¿Cómo se produce?
Monóxido de carbono (CO)
Por la quema de madera, carbón, llantas, tabaco, gasolina y
otros combustibles.
Óxidos de azufre (SOx)
Por la quema de combustibles con alta concentración de
azufre, como carbón mineral, petróleo crudo, diésel.
Partículas suspendidas o PST (polvo, polen,
Al realizar diferentes trabajos como la construcción
tierra, arena, cenizas y humo; microorganismos
de viviendas y carreteras, la fundición de metales y la
que viajan por el aire y residuos minúsculos de
utilización de pinturas y barnices.
algunos metales como aluminio, hierro o plomo).
Óxidos de nitrógeno (NOx) (uno de los
precursores del ozono nocivo).
Por la combustión de gasolina en automóviles e industrias.
Hidrocarburos (HC)
Por emisiones gaseosas de gasolina no quemada y de
solventes de pintura y pegamento. También provienen de
depósitos y derrames de gasolineras, vehículos mal afinados
o sin tapón de gasolina, aerosoles, barnices y pinturas de
aceite.
Ozono antropogénico (O3)
Por acción de los rayos ultravioleta sobre los óxidos de
nitrógeno y los hidrocarburos en las capas más bajas de la
atmósfera.
Tabla 6.1. Principales contaminantes del aire.
112
En este tema es importante diferenciar entre el
ozono antropogénico y el que forma parte de la
capa de ozono. El primero se describe en la tabla
6.1 como uno de los mayores contaminantes del
aire en las ciudades; el segundo se encuentra en
la estratosfera, a una distancia de 40 ó 50 km de
la superficie terrestre, nos protege de los rayos
directos del sol, absorbe los rayos ultravioleta
(UV), principales causantes del cáncer de piel.
Se forma a partir de la combinación de óxidos de nitrógeno e hidrocarburos bajo la presencia de fuerte radiación solar. Es el contaminante
que más abunda en las grandes ciudades.
Aunque el panorama luce complejo, tenemos que conocer los problemas para actuar en
su solución. Los beneficios se logran con un
desarrollo sostenible, que consiste especialmente en ahorrar energía eléctrica apagando
las luces que no se están utilizando, y usando
agua caliente lo menos posible, además de otras
acciones que evitan quemar combustibles en
forma innecesaria.
El uso racional de la energía eléctrica y de los
combustibles reduce la contaminación atmosférica y pueden dar tiempo de tolerancia para
implementar tecnologías limpias o de contaminación cero.
Contaminación del
agua y del suelo
Las principales causas de la contaminación del
agua son las siguientes:
• Uso de fertilizantes, abonos, pesticidas y
biocidas en la agricultura intensiva.
• Escapes en los tanques subterráneos usados
para almacenar el combustible doméstico, o
en los gasoductos.
650 km
ra
Termosfe
80 km
Termosfera
640
100
90
ra
Mesosfe
50 km
80
70
60
50
40
Mesosfera
Estratosfera
30
Troposfera
0
-100
0
50
-50
alta
baja
Temperatura (ºC)
O
ON
OZ
C
20
10
E
AD
P
A
M
Ev ont
ere e
st
Reducción de la capa de ozono
650
Altitud (km)
ganismos que viajan en el aire desde los focos
de infección. El ozono antropogénico afecta las
mucosas, las vías respiratorias y los ojos.
ra
Estratosfe
20 km
ra
Troposfe )
(8-18 km
ar
del m
l
e
v
i
N
Figura 6.3. Capas de la atmósfera terrestre y ubicación de la
capa de ozono.
• Uso de grandes extensiones para construir
ciudades y carreteras, ya que esto impide el
flujo normal del agua debajo del suelo y la
llegada a los acuíferos.
• Generación de aguas residuales de hogares e
industrias.
En la tabla 6.2 se incluyen algunos productos
de uso cotidiano y sus ingredientes contaminantes del agua, con el fin de que los conozcas y promuevas un uso responsable de los mismos, o, si
está en tus manos, tomes la decisión de cambiarlos por productos biodegradables.
Las soluciones para el problema de la contaminación del agua se orientan tanto hacia
la reducción de materia prima contaminante
durante la elaboración de productos y al incremento de productos biodegradables, como hacia
la implementación de sistemas de tratamiento
de aguas residuales, como el que se representa
en la figura 6.4, en el cual se muestra que las
aguas tratadas son las liberadas en el consumo
diario en las casas y la industria.
En cuanto a los contaminantes del suelo, es
importante conocer el concepto de lixiviación,
113
Producto
Ingredientes
Limpiadores domésticos
Polvos y limpiadores abrasivos, fosfato de sodio, amoniaco, etanol.
Blanqueadores
Hidróxido de sodio y potasio, peróxido de hidrógeno, hipoclorito de sodio
o calcio.
Limpiadores de hornos
Hidróxido de potasio, hidróxido de sodio, amoniaco.
Limpiadores de inodoros
Ácido oxálico, ácido muriático, paradiclorobenceno e hipoclorito de sodio.
Limpiadores de alfombras
Naftaleno, percloroetileno, ácido oxálico y dietilenglicol.
Pesticidas y repelentes de insectos
Organofosfatos, carbamatos y piretinas.
Tabla 6.2. Productos de uso diario que contienen contaminantes del agua. En lo posible, se debe reducir o evitar su uso.
proceso que se da cuando, en su paso por el
suelo, el agua disuelve sustancias que se encuentran en él, y las transporta hacia las capas inferiores para alimentar el agua subterránea.
El exceso de nutrientes provenientes de fertilizantes y similares que son liberados, o que
llegan al agua de alguna manera, promueve el
crecimiento de las algas y plantas verdes sobre
la superficie, lo cual impide que la luz solar
llegue a los organismos que viven dentro del
agua, causando su disminución o desaparición, con sus consecuentes efectos sobre la red
trófica. Esta forma de contaminación se llama
eutrofización, que también significa "bien
alimentado".
De otra parte, también proliferan organismos que se adaptan a la nueva situación, como
5. Lago o reserva
3. Coagulación
4. Sedimentación
1. Planta de
tratamiento de agua
en almacenamiento
2. Desinfección
Figura 6.4. Propuesta de una planta de tratamiento de aguas
residuales generadas tanto en la industria como en los hogares.
114
las bacterias, que, al tener alimentación suficiente de la materia muerta, consumen el oxígeno que necesitan los peces y moluscos.
Otras formas de contaminación del suelo
son la deforestación, que tiene que ver con la
eliminación de zonas de bosque causada por
la tala de árboles; la desertificación, que es el
empobrecimiento o la degradación de los suelos, impidiendo su productividad, y la erosión,
que es el desgaste de la superficie terrestre por
agentes externos, como el agua o el viento.
Efecto de la lluvia ácida
La lluvia ácida es un fenómeno estrechamente
relacionado con los gases tóxicos que producen las industrias, los cuales contienen azufre, y
con las emisiones de óxidos de nitrógeno de los
automóviles. Estos gases, nocivos para los seres
vivos, reaccionan químicamente con otras sustancias del aire y forman gotitas de ácido sulfúrico que luego se condensan y se precipitan en
forma de lluvia.
Aunque los gases de la lluvia ácida se originan generalmente en áreas urbanas, pueden
moverse con los vientos hacia lugares distantes y
contaminar los bosques y los lagos en el campo.
El suelo de muchos lugares está en capacidad de contrarrestar un poco esa lluvia ácida,
aunque no toda la que se produce, así que estas
sustancias se filtran contaminando el suelo y el
agua.
Luz solar
nadero es el CO2 que se recicla naturalmente
según vimos en el ciclo del carbono. Otros son
el metano (CH4) y el óxido nitroso (NO2).
El efecto invernadero anómalo y su
posible relación con el calentamiento
global
Contaminación
por el humo
Lluvia ácida
Figura 6.5. Generación de lluvia ácida.
Algunas clases de peces y animales, como
las ranas, tienen problemas para adaptarse y
reproducirse en ambientes ácidos. En las ciudades, la lluvia ácida corroe las fachadas y los
objetos de piedra.
El efecto invernadero anómalo
Para hablar del efecto invernadero anómalo es
necesario conocer qué es el efecto invernadero
normal. Éste consiste en que la luz solar atraviesa la atmósfera y llega a la superficie terrestre. Parte de la radiación infrarroja se refleja de
vuelta al espacio y otra es retenida por la acción
de los llamados gases de efecto invernadero
(GEI) que intervienen en el efecto invernadero,
como el dióxido de carbono (CO2), el óxido
nitroso (N2O), el metano (CH4) y los clorofluorocarbonos. De ellos, el dióxido de carbono es
el que genera mayor preocupación, ya que, al
ser emitido en grandes cantidades a la atmósfera, está convirtiendo al planeta en un gran
invernadero.
De esta manera, la Tierra mantiene una
temperatura agradable a la cual los seres vivos
nos hemos adaptado. Uno de los gases inver-
Desde hace más de 150 años, diferentes actividades humanas o antropogénicas como las que
se muestran en la figura 6.7 han aumentado las
emisiones de CO2 a la atmósfera junto con otros
gases nocivos.
Algunas investigaciones muestran que la
concentración atmosférica de dióxido de carbono en la actualidad es la más alta en los últimos 650.000 años y que en los últimos diez
años este aumento se ha marcado con mayor
intensidad.
Con base en estos índices, los científicos
consideran que se ha provocado un efecto invernadero anómalo que se relaciona con el calentamiento global de la Tierra.
Los gases de la
atmósfera atrapan
parte del calor y
lo reflejan hacia la
Tierra
Los rayos solares
alcanzan la Tierra
y producen su
calentamiento
Parte del calor
vuelve a la
atmósfera
La superficie
terrestre absorbe la
mayor parte de ese
calor
Figura 6.6. La atmósfera que rodea la Tierra actúa como el
vidrio o el plástico de un invernadero, permitiendo el paso de
unos rayos y reflejando otros al espacio exterior.
115
Cambio climático
Emisiones de dióxido de carbón en diferentes
actividades humanas
Agricultura
2%
otros
4%
Residencial
10%
Generación de
electricidad
39%
El cambio climático observado en los últimos
años es un fenómeno complejo que depende
de diversos factores, por lo cual es necesario
que los investigadores hagan un seguimiento
más profundo para comprenderlo mejor. Sin
embargo, aquí analizaremos algunos aspectos
relacionados con este tema, como las evidencias, y las posibles causas y los efectos del cambio climático.
Industria
22%
Transporte
23%
Algunas evidencias del cambio climático
• La elevación de la temperatura media de la
Tierra en los últimos 100 años oscila entre
0,3 ºC y 0,6 ºC.
• El aumento del nivel del mar alcanzó los
17 cm durante el siglo XX. Esto se debe, en
parte, al derretimiento de nieve y hielo en un
Figura 6.7. Principales actividades humanas que liberan exceso
de CO2 y otros gases de efecto invernadero a la atmósfera.
Lee diagramas
Evidencias de cambio climático
¿En qué años se han registrado las tres
temperaturas más altas del planeta?
¿En qué años, las tres temperaturas más bajas?
Ayuda: en el año 1920, se presentó una
de ellas.
+0,5
+0,4
Temperatura
+0,2
0
-0,2
-0,4
-0,6
1900 ... 1915 1920 1925 1930 1935 1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000
Años
Figura 6.8. Variación de la temperatura del planeta en grados centígrados entre los años 1915 y 2000.
116
•
•
•
•
•
buen número de montañas y en las regiones
polares. Los expertos consideran que durante
el siglo XXI el nivel del mar podría aumentar
de 9 a 88 cm.
Las alteraciones en las temperaturas medias
de diversas regiones del mundo y en el hielo
del Ártico.
Los cambios en la salinidad de los océanos,
régimen de vientos, sequías, precipitaciones,
frecuencia de olas de calor e intensidad de
ciclones tropicales.
El aumento de catástrofes en la última década
relacionadas con inundaciones, olas de calor
y sequías.
Los 11 años más calurosos desde que se co­menzó a registrar información al respecto
(1850) se presentaron en la década de 1990.
Los seres vivos propios de cada región se ven
obligados a migrar y con ello se provocan
efectos sobre las redes tróficas y ecosistemas,
que son muchas veces difíciles de medir.
Posibles causas del cambio climático
Existen varias teorías sobre las razones del cambio climático. Algunos científicos lo relacionan
con el incremento de emisiones de CO2 y otros
gases en la atmósfera y el consecuente efecto
invernadero anómalo. Otros, sin embargo,
sugieren que la causa son las corrientes submarinas, la disminución de las manchas solares y
el aumento de precipitaciones sobre el hemisferio norte.
Consecuencias del cambio climático
Desde hace décadas, los científicos nos están
alertando sobre los riesgos inminentes
del cambio climático, por lo que los
gobiernos ya empezaron a mostrar un verdadero interés por tomar
medidas al respecto. Existe conciencia del impacto negativo tanto social –por
la cantidad de personas afectadas–, como económico –porque los cultivos y otros medios de
producción se verían afectados–, pero es casi
imposible enumerar todas las repercusiones
que podría tener un pequeño cambio, pues en
la naturaleza todo está perfectamente interrelacionado. Sin embargo, las siguientes son algunas de las consecuencias más graves:
• Los glaciares y los casquetes de hielo podrían
desaparecer junto con su biodiversidad.
• Los patrones y las condiciones de fenómenos meteorológicos extremos (inundaciones,
tormentas violentas, etc.) podrían ser más
frecuentes.
• Se incrementarían los problemas en la agricultura, puesto que el cambio de las condiciones ambientales afectaría los cultivos y
los granjeros tendrían que emigrar.
• La pérdida de la biodiversidad altera las
cadenas tróficas de los ecosistemas. Muchas
especies de animales y plantas no podrían
adaptarse a los cambios de temperatura.
Especies como los osos polares, las focas, las
morsas y los pingüinos son especialmente
vulnerables.
• Según las previsiones de los científicos, las
temperaturas del planeta podrían aumentar
entre 1,1 y 6,4 ºC durante este siglo, si no se
adoptan las medidas necesarias para reducir
las emisiones.
• La salud de las personas se vería muy afectada por estos cambios y podrían elevarse las
cifras de dengue y malaria en lugares donde
antes no había riesgo.
Figura 6.9. El descongelamiento de los glaciares pone en riesgo
de extinción a las especies que se han adaptado a estos lugares
en el transcurso de millones de años.
117
• Utilizar combustibles que requieran menos
cantidades de carbono, como por ejemplo el
gas natural.
• Aumentar el uso de las fuentes de energía
limpias o de energía nuclear, las cuales emiten muy poco –o casi nada– de CO2.
• Reducir la producción de otros gases de
efecto invernadero como el metano.
• Aplicar las siguientes premisas: reciclar, caminar o utilizar la bicicleta, apagar los electrodomésticos y la maquinaria que no se utilice,
reducir las emisiones de CO2 y cambiar
las costumbres en pro de un consumo sostenible.
Posibles efectos del cambio climático
en Colombia
Figura 6.10. Las plantas jóvenes y en crecimiento son
sumideros, o captadores de CO2. Gracias al proceso de la
fotosíntesis, los árboles absorben CO2 de la atmósfera y lo
almacenan como carbono. Simultáneamente emiten oxígeno a la
atmósfera.
Alternativas de solución
al cambio climático
Todas las alternativas para solucionar el cambio
climático se enfocan a la reducción de las concentraciones de CO2 en la atmósfera.
Dicha reducción se puede lograr a través de
la reforestación de bosques que capten grandes
cantidades del gas, o por medio de alternativas
tecnológicas que permitan almacenarlo en el
subsuelo. Esta técnica se denomina Captura y
Almacenamiento de Carbono (CAC).
Se requieren, además, los siguientes ajustes
para estabilizar la concentración atmosférica de
los gases de efecto invernadero:
118
Si no se toman medidas urgentes para enfrentar el cambio climático que ya comenzó, es muy
probable que nos veamos enfrentados a una
serie de amenazas de desastres naturales, posibles problemas de salud, efectos sobre el recurso
hídrico, y problemas en el sector agropecuario.
Los siguientes son algunos posibles efectos del
cambio climático en Colombia:
• El nivel del mar hacia el 2050-60 puede
aumentar de 40 a 60 cm en las costas Caribe
y Pacífica.
• La temperatura media del aire para la misma
época puede subir de 1 °C a 2 °C.
• Los cambios de precipitación podrían aumentar o disminuir cerca del 15% según la región.
• Las viviendas rurales y las zonas de cultivo
y pastoreo de las costas podrían presentar
inundaciones.
• En el caso de la isla de San Andrés, su área
se reduciría entre el 12 y el 17% a causa del
ascenso del nivel del mar.
• En cuanto al sector agrícola, se prevé que las
zonas más afectadas sean las de alta montaña, superiores a los 2.700 metros sobre el
nivel del mar, donde se cultiva principalmente
papa, pastos para ganado y hortalizas.
• La región Caribe, los valles interandinos, la
Guajira y los altiplanos cundiboyacense y nariñense son altamente susceptibles a procesos
de desertificación.
• Con respecto a la salud humana, podrían expandirse enfermedades como el dengue y la
malaria en diversas regiones del país.
Figura 6.11. En los últimos años, Colombia ha afrontado
inundaciones, deslizamientos y avalanchas en varios
departamentos del país.
Explora
en internet
1. En el Instituto de Hidrología, Meteorología
y Estudios Ambientales puedes ampliar la
información sobre el cambio climático en
Colombia: http://www.ideam.gov.co/
2. Observa algunos videos sobre el cambio
climático en:
http://www.cambio-climatico.com/videos
3. Amplía tu información sobre los problemas
ambientales en:
www.cienciapopular.com/ecologia.php
http://ec.europa.eu/environment/youth/air/air_
climate_es.html
www.greenfacts.org
http://www.greenfacts.org/es/cambio-climatico http://www.imta.gob.mx/educacion-ambiental/
seccion-infantil.html
4. Consulta algunas animaciones explicativas sobre
la lluvia ácida en:
http://www.epa.gov/acidrain/education/site_
kids_spanish/index.htm
http://ingenieria.uaslp.mx/Recursos/
Animaciones/lluvia_acida.swf
5. Amplía tu información sobre la contaminación
del aire en: http://www.vidasostenible.org/
Salud
El dengue, una enfermedad viral
El dengue también se conoce como fiebre rompe
huesos. Pertenece al grupo de enfermedades que
puede proliferar con el cambio climático. Su forma
más grave, el dengue hemorrágico, puede ser
mortal.
La Organización Panamericana de la Salud (OPS)
ha desplegado un intenso operativo para cooperar
con los países en el combate de esta epidemia. Esta
enfermedad se manifestó por primera vez hacia
1635 en Martinica y Guadalupe. En el siglo XVIII
se registran epidemias en Estados Unidos, Asia y
África, y posteriormente en Perú.
La reaparición del dengue durante los últimos
años ha golpeado en América Latina a países como
Venezuela, Colombia, Brasil y, más recientemente, a
El Salvador y Honduras.
El virus es transmitido por un mosquito que se
mueve con comodidad en el medio urbano, cuya
presencia se ve fortalecida por fenómenos como el
crecimiento de las áreas metropolitanas y el deterioro en las condiciones sanitarias. Las campañas
contra el dengue tienen como punto de partida el
ataque al vector, en este caso el mosquito Aedes
aegypti.
Comprensión de la lectura
1. ¿Qué clase de enfermedad es el dengue?
2. ¿Cuándo y en dónde se manifestó por primera
vez?
3. Amplía los datos sobre esta enfermedad en
la Organización Panamericana de la Salud en
http://www.paho.org/spanish/hcp/hct/vbd/dengue.htm
4. Describe en una página los síntomas, las precauciones y el tratamiento básico.
119
Cuidado del ambiente
global. Convenciones y
acuerdos internacionales
La Conferencia de Estocolmo sobre el Medio
Ambiente, convocada por las Naciones Unidas y celebrada en 1972, aumentó la conciencia
política sobre la naturaleza global de muchas
amenazas al medio ambiente.
Los principales tratados sobre el medio
ambiente firmados desde la Conferencia de
Estocolmo incluyen los siguientes:
• 1973: Convención sobre el Comercio Internacional en Especies Amenazadas de Fauna
y Flora.
• 1974: Convención para la Prevención de la
Contaminación del Mar desde estaciones situadas en tierra.
• 1979: Convención sobre la Contaminación
Transfronteriza a Larga Distancia.
• 1985: Convención de Viena para la Protección
del Nivel de Ozono. Protocolo de Montreal.
• 1989: Convención de Basilea para el Control
de los Desplazamientos Transfronterizos de
Residuos Peligrosos y su Eliminación.
• 1992: Naciones Unidas convocó una Conferencia Global sobre el Medio Ambiente y
el Desarrollo –conocida como Cumbre para
la Tierra– que se celebró en Río de Janeiro.
En ella se aprobaron dos importantes convenciones internacionales: la Convención Marco
sobre el Cambio Climático, y la Convención
sobre Diversidad Biológica.
Cumbres sobre desarrollo
sostenible
Estos eventos tienen una visión igualitaria de
la civilización humana con derecho a una vida
digna para todos. Para ello, se convocaron
varias reuniones, entre las que se destacan las
siguientes:
120
Figura 6.12. El cuidado ambiental está en manos de todos.
• Junio de 1992: Conferencia de las Naciones
Unidas sobre Medio Ambiente y Desarrollo
(Cumbre para la Tierra).
• Junio de 1997: Período Extraordinario de
Sesiones de la Asamblea General para el
Examen y la Evaluación de la Aplicación de
la Agenda 21.
• Agosto de 2002: Cumbre Mundial sobre el
Desarrollo Sostenible (2002).
Todos estos eventos de interés internacional
se han realizado bajo el nombre de cumbres,
convenciones o conferencias y han producido
acuerdos, tratados, protocolos y declaraciones
con un fin común: proteger el planeta en el que
vivimos. Con ellas se busca generar una gran
movilización de gobiernos y de la comunidad
en general.
Actualmente, los eventos de mayor vigencia se relacionan con el cambio climático por
los efectos que se evidencian diariamente. Así
mismo, la Agenda 21 y su relación con la Carta
de la Tierra, son otros aspectos de gran interés.
En seguida veremos en qué consiste la Agenda
21 y la Carta de la Tierra.
• Agenda 21: es un programa de la Organización de las Naciones Unidas (ONU) para
promover el desarrollo sostenible. En esta
agenda se presenta un plan detallado de las
acciones que deben ser promovidas mundial, nacional y localmente por entidades de
la ONU, los gobiernos de sus Estados miembros, y por grupos principales particulares en todas las áreas en las cuales ocurren
impactos humanos sobre el medio ambiente.
El nombre de Agenda 21 hace alusión a la
palabra agenda –como la lista detallada de
asuntos que requieren atención, organizada
cronológicamente– y al número 21, que hace
referencia al siglo actual.
• Carta de la Tierra: la Carta de la Tierra es
una declaración de principios fundamentales cuyo propósito es formar una sociedad
justa, sostenible y pacífica en el siglo XXI.
Promueve entre los pueblos un sentido de
interdependencia y responsabilidad compartida para el bien de la humanidad y las
demás especies que habitan el planeta. Es
una expresión de esperanza, así como un
llamado de ayuda para crear una sociedad
global en un momento crítico de la historia.
Finalmente, queda el compromiso personal
de cada habitante del planeta. En todo el mundo
se adelantan campañas para encontrar soluciones a los problemas ambientales. Aunque no es
una tarea sencilla, se habla en particular de una
estrategia conocida como “las tres erres”, y que
implica tres medidas de control correspondientes a reducir, reutilizar y reciclar. En seguida las
describiremos en detalle.
• Reducir: suprimir por completo la emisión de
contaminantes. Los compuestos fluorocarbonados ya no se utilizan en aerosoles, en refrigeración, ni en aparatos de aire acondicionado,
sólo en forma limitada en algunas industrias.
El uso del tóxico DDT está prohibido en varios
países y en su lugar se usan otros productos
menos contaminantes. Además, las industrias
petroquímicas desde hace 20 años están tratando de reducir los contenidos de plomo en
los diversos tipos de gasolina.
Ecología social
Literatura
Campañas sobre cuidado del
medio ambiente
Historias sobre problemas
ambientales
Alrededor del mundo se promueven diferentes campañas para detener el cambio climático. La siguiente
invitación es para que niños, niñas y jóvenes expresen sus inquietudes por medio de dibujos, cartas,
videos, etc., a los políticos del mundo, para tomar
decisiones responsables sobre esta situación. Para
participar puedes visitar la siguiente página:
http://kidscall.info/es/campaign.html
En las siguientes páginas puedes encontrar dos
cuentos relacionados con problemas ambientales y
una historieta sobre el plan para capturar CO2 en las
zonas rurales.
Sus títulos son: ¡Un calor achicharrante! y Los tres
secretos del medio ambiente.
http://ec.europa.eu/environment /youth/library_
es.html, Baja los cuentos al disco duro y léelos.
Comprensión de la lectura
Comprensión de la lectura
Luego de visitar la página e informarte acerca del
tema, escribe un texto corto sobre el efecto del
cambio climático en la región donde vives y algunos
planes de protección.
1. Elabora una cartelera con dibujos sobre las enseñanzas de cada historia.
2. Evalúa qué tanto te sirvieron estas historias para
comprender los problemas ambientales.
121
• Reutilizar: significa volver a aprovechar
las cosas que se mantienen en relativo buen
estado después de su uso inicial, sin necesidad de modificarlas o procesarlas. Por ejemplo, los envases de vidrio y de plástico, partes
de automóviles, aparatos electrónicos y computadoras, muebles y algunos materiales de
la construcción, entre otros.
• Reciclar: es el proceso de reincorporación de
los materiales de desecho en la fabricación de
nuevos productos. Por ejemplo, los envases
de vidrio se pueden reciclar industrialmente
para producir platos, vasos, ventanas, artesanías, etc. Otros materiales que se pueden
reciclar son el papel, los metales y el plástico.
Explora
en internet
En las siguientes páginas podrás ampliar tu información
sobre diferentes eventos del cuidado ambiental.
Consúltalos y prepara con los compañeros de curso un
foro en torno a estos temas.
http://www.un.org/spanish/conferences/wssd/
unced.html
http://www.eclac.org/cumbres/listado_cumbres.asp
http://www.cartadelatierra.org
http://www.iepe.org/cartadelatierra/
Personajes y contextos
Ephraim Lovelock
Nació en 1919 en Inglaterra.
Científico independiente, meteorólogo, escritor, inventor y ambientalista. Estudió química y
fue investigador del Consejo de
Investigación Médica de Londres.
Ha sido uno de los científicos
más polémicos y originales de la
segunda mitad del siglo XX. Ideó la teoría de Gaia,
que sostiene que el planeta es capaz de autorregularse. En su discurso nunca dijo que Gaia, la Tierra,
fuera un ser pensante, ni que tuviera conciencia ni
propósito, pero, pese a ello, sus ideas fueron perseguidas y ridiculizadas ferozmente por muchos personajes de la comunidad científica durante casi 30 años,
hasta que, a partir de los años noventa, empezaron a
ser aceptadas.
Lovelock creó el detector de captura de electrones (ECD), tan sensible que es capaz de detectar las
moléculas de un perfume derramado hoy en el Japón,
en el aire de Londres, pasadas dos semanas. Con ese
invento, relativamente tan sencillo, los ecologistas han
detectado residuos de pesticidas en todo el planeta.
122
En su último libro La venganza de Gaia, Lovelock
asegura que estamos al borde de una catástrofe
natural. Dice que para 2050 se habrán descongelado
los polos y que Londres, entre muchos otros lugares
de la Tierra, estará sepultado bajo las aguas por causa
de las inundaciones.
La teoría Gaia aborda aspectos como el equilibrio
de la atmósfera, la salinidad de los mares, los ajustes
del clima, entre otros fenómenos. El nombre de Gaia
fue acuñado junto con su amigo William Holding,
autor del libro El señor de las moscas.
a biográfica
Amplía la fich
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Ciencia, tecnología, sociedad y ambiente
Manejo conocimientos propios de las ciencias naturales
• Indago sobre los adelantos científicos y tecnológicos que han hecho
posible la exploración del universo.
Investigaciones sobre el clima de la Tierra
llo de la sociedad y de los ecosistemas
La reciente ciencia de la climatolo‑
tal y como los conocemos hoy. Pero
gía (estudio del clima) se dedica
ahora el calentamiento se acea estudiar el pasado y a obserlera y existe mucho desconcierto
var e interpretar con precisión
en la comunidad científica porlos cambios climáticos que
que se desconocen las verdadeestán sucediendo ahora. Los
ras causas. Aún falta mucho por
científicos utilizan una varieestudiar
para comprender estos
dad de estrategias para obtecambios y se recurre a programas
ner información del pasado
de simulación del clima y bases de
climático, como por ejemplo las
datos que recogen información en
siguientes:
muchas partes del mundo.
• Testigos de hielo en forma ci‑
líndrica: se obtienen al perFigura 6.13. Testigos de extraído en la Antártica. Comprensión de la lectura
forar los casquetes polares
1. ¿Qué estudia la climatología?
a grandes profundidades. Algunas de estas
2. Menciona dos estratégias que utilizan los
muestras corresponden a capas de hielo que
científicos para obtener información del
se formaron hace más de 900.000 años y
pasado climático.
pueden brindar información sobre el clima y
la atmósfera en aquella época.
social y ambiental
• Anillos de árboles y corales de épocas
Analiza el impacto
remotas.
cambio
as causados por el
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1. Identif
• Estalagmitas y los pólenes, semillas y
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del planeta.
períodos más cálidos y que la Tierra ha tenido
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temperaturas entre 9 ºC y 22 ºC, comparadas
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con la actual, que es una media de 15 ºC. Adeo de compromiso
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siglo. Esta estabilidad ha permitido el desarroo.
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123
Conoce tu país
Zoológicos, acuarios
y jardines botánicos
Los primeros zoológicos tuvieron su origen en
las colecciones particulares que hacían familias poderosas en China y Europa. Hoy día, son
organizaciones dedicadas a conservar la biodiversidad mediante la investigación y la educación, además de ofrecer un espacio de sano
esparcimiento para el público en general.
La investigación en los zoológicos se centra en
temas como nutrición, enriquecimiento ambiental, fisiología, comportamiento, reproducción, y
biología de la conservación, entre otros, cuyos
resultados se aplican, principalmente, al manejo
de poblaciones silvestres y la repoblación.
Muchos zoológicos también dan albergue a especies en vías de extinción. El caso de
los osos panda es emblemático en China, país
donde los zoológicos se han convertido en centros conservacionistas y de crianza de este hermoso animal en riesgo de desaparecer.
Actualmente, la mayoría de los zoológicos
recrean el hábitat natural para que los animales se sientan cómodos. Las personas consideran que estos lugares son pequeños, pero la
experiencia científica demuestra que poseen el
espacio suficiente para que la vida en cautiverio
sea posible. Algunos zoológicos utilizan espejos o vidrios polarizados para que los animales
no perciban la presencia humana; otros ofrecen espacios extensos para que los animales se
muevan con total libertad.
Los acuarios son depósitos de agua donde
se tienen animales o vegetales acuáticos vivos,
y que sirven para exhibir e investigar especies
marítimas. En Bogotá existe desde la época de
la Colonia el Jardín Botánico que incluye invernaderos que albergan diversos ecosistemas del
país (simulando sus condiciones) y una completa
colección de plantas de todas las regiones.
Indagación
1. Planifica con tu docente de Ciencias una
visita al zoológico más cercano a la región
donde vives. En el sitio www.eduteka.org/
VisitaZoo.php encontrarás todo el plan para
una visita guiada.
2. Consulta al menos dos de las páginas referenciadas en el sitio para conocer de manera
124
ura
Comprensión de la lect
principales funciones de
Describe algunas de las
dines botánicos y otras
zoológicos, acuarios, jar
a la conservación de la
instituciones dedicadas
biodiversidad.
virtual los aspectos relevantes de cada zoológico. Prepara un informe para compartir con
el grupo, reconociendo el aporte al conocimiento y cuidado de la biodiversidad.
3. Consulta las siguientes páginas para obtener
información acerca de las actividades de las
asociaciones de zoológicos nacionales y latinoamericanas.
Http://acopazoa.org/esp/index.php
http://alpza.com
Explora
en internet
En la siguiente tabla se incluyen algunos de los zoológicos, acuarios y jardines botánicos más conocidos de Colombia con sus páginas web, donde
puedes visitarlos virtualmente. Sin embargo, es
mejor una visita real, para que puedas apreciar la
belleza de las especies que albergan.
Zoológico de Cali
www.zoologicodecali.com.co
Zoológico de Barranquilla
www.zoobaq.org
Zoológico de Santa Cruz, Cundinamarca
www.zoosantacruz.org
Zoológico Matecaña, Pereira
www.zoopereira.org
Zoológico Jaime Duque, Cundinamarca
www.parquejaimeduque.com
Bioparque Los Ocarros, Villavicencio
www.bioparquelosocarros.com
Acuario y Museo del Mar El Rodadero
www.acuariorodadero.org
Oceanario de Colombia, Islas del Rosario
www.oceanariocolombia.com
Jardín Botánico José Celestino Mutis
www.jbb.gov.co/web/index.php
125
Carreras afines con la
Ecología
Tus intereses y competencias laborales
Las personas que sienten interés por los procesos requeridos para solucionar problemas
ambientales como la contaminación del aire y
el agua, y que además se interesan por conocer
la legislación vigente sobre el control de contaminantes, pueden planear estudios a nivel técnico como saneadores ambientales, o hacer una
especialización en química ambiental después
de realizar una carrera básica en ciencias.
Si entre tus planes para el futuro está adelantar estudios en estas áreas, es importante que
desarrolles destrezas científicas como la observación, la formulación de hipótesis, el diseño de
experimentos y la elaboración de modelos. Así
mismo, es importante que en tus actividades
académicas te preocupes por adquirir competencias laborales generales como las mencionadas en el siguiente cuadro:
Personales
Valores éticos y espirituales,
actitud positiva, autodominio,
flexibilidad.
Intelectuales
Toma de decisiones, creatividad,
solución de problemas, atención,
memoria, concentración.
Interpersonales
Buena comunicación, trabajo
en equipo, liderazgo, manejo
apropiado de conflictos.
Tecnológicas
Lealtad, buen manejo de
recursos.
Manejo de pro cedimie nto s y
herramientas tecnológicas.
Emprendimiento
Capacidad de producir, innovar,
construir empresa.
Organizacionales
Algunas carreras afines con la Ecología son:
Química Ambiental y Saneamiento Ambiental.
En seguida te contamos en qué consiste cada
una de ellas:
• El químico ambiental procede de diferentes profesiones y no hay un solo camino para
126
llegar a ese campo. Entre sus habilidades
están recolectar y analizar muestras, desarrollar trabajos de remediación, cambiar procesos de producción para utilizar productos
más amigables con el ambiente, y conocer la
legislación ambiental y las regulaciones del
uso de ciertos productos.
• El saneador ambiental viene de un nivel
técnico, y su misión es proponer alternativas
de solución a los problemas sanitario-ambientales relacionados con la contaminación
del agua, del aire, del suelo y de los alimentos, en comunidades tanto urbanas como
rurales y en empresas públicas y privadas.
Oportunidades laborales
Los químicos ambientales son requeridos
en las industrias químicas y de alimentos en
general para garantizar el mínimo impacto
ambiental y para cumplir con las leyes y regulaciones ambientales. La industria del reciclaje y
el manejo de residuos son otros de sus espacios
de acción.
Los saneadores ambientales se pueden desempeñar en organismos del Estado y en industrias pequeñas y medianas que necesiten
controlar y reducir su impacto ambiental.
Algunos personajes que se han destacado
mundialmente en el entorno ambiental son
Dennis Meadows, Leonardo Boff y James Lovelock. En Colombia, se destaca Andrés Hurtado,
defensor acérrimo del medio ambiente, destacado por sus impresionantes fotografías del
paisaje colombiano.
Explora
en internet
Amplía tu información sobre el campo de acción
de la química ambiental en:
http://www.udistrital.edu.co
Desarrolla en tu cuaderno de ciencias las secciones de la evaluación. Si lo consideras necesario, pide
orientación a tu maestro.
Prepárate para el Icfes y las Pruebas Saber
1. Para observar la forma en que las bacterias asociadas al ciclo del nitrógeno influyen en la producción
de un cultivo de maíz, se realizó un experimento que consistía en el estudio del tipo de bacterias
presentes en el suelo. Antes de iniciar el experimento, el suelo fue esterilizado y se repartió en tres
parcelas: la parcela 1 se mantuvo libre de bacterias durante todo el experimento; las parcelas 2 y
3 fueron contaminadas con un grupo de bacterias diferentes. Los resultados del experimento se
presentan en el siguiente gráfico:
C
o
s
e
c
h
a
1
2
3
Parcelas
La mejor explicación de los resultados
obtenidos es:
a) en la parcela 3 había bacterias nitrificantes.
b) las tres parcelas tienen suelo estéril.
c) en las parcelas 1 y 2 había bacterias
desnitrificantes.
d) en la parcela 1 se encuentran bacterias
nitrificantes y bacterias fijadoras.
2. Como consecuencia de una disminución significativa de la cantidad de bacterias nitrificantes en un
ecosistema, se podría esperar que:
a) se redujera la cantidad de proteínas fabricadas por las plantas.
b) los animales presentaran una cantidad mayor de amoniaco en su orina.
c) las plantas redujeran la cantidad de CO2 absorbido.
d) los animales no sintetizaran proteínas.
3. Observa el ciclo del carbono que está en la página 102 (figura 5.3). Verás que es un ciclo equilibrado;
sin embargo, actualmente la actividad humana ha destruido grandes cantidades de bosques, con
lo cual se ha acumulado en la atmósfera gas carbónico en exceso. Podemos afirmar que dicha
alteración resulta principalmente de:
a) el
b) la
c) la
d) la
aumento en la tasa de respiración de los animales.
menor captura de CO2 por parte de las plantas en el proceso de fotosíntesis.
disminución en la tasa de respiración de las plantas.
utilización excesiva de combustibles fósiles.
4. La capa de ozono se forma cuando las moléculas de oxígeno se elevan a la estratosfera y son
impactadas por:
a) las radiaciones de onda corta de la luz solar.
b) las corrientes electromagnéticas de la Tierra.
c) la atracción gravitacional de la Tierra.
d) el oxígeno no puede formar ozono.
127
5. El proceso que se da cuando, en su paso por el suelo, el agua disuelve sustancias –muchas de ellas
contaminantes– que se encuentran en él, y las transporta hacia las capas inferiores para alimentar
el agua subterránea es conocido como:
a) deforestación
b) eutrofización
c) lixiviación
d) erosión
6. De la frase “la lluvia ácida únicamente afecta las áreas urbanas puesto que es allí donde se genera
la mayor parte de la contaminación atmosférica” podemos decir que:
a) es verdadera; prueba de ello es el cielo oscuro en las ciudades.
b) es falsa, puesto que los agentes contaminantes pueden moverse con los vientos hacia lugares
distantes y contaminar los bosques y los lagos en el campo.
c) es falsa, porque en las zonas rurales se produce la misma cantidad de contaminación.
d) es falsa, porque en el campo también se contamina el agua.
7. Observa el ciclo del agua:
De acuerdo con la ilustración, la fase de condensación ocurre en:
a) los océanos, donde el agua se evapora por la acción del calor generado por la luz solar y todos
los procesos energéticos del planeta.
b) las nubes, cuando las moléculas de agua empiezan a colisionar entre sí, formando gotas cada
vez más grandes que son tan pesadas que se salen de la nube y caen o se precipitan.
c) la atmósfera alta, porque como es muy fría, el gas se condensa y origina gotas de agua.
d) el suelo, cuando el agua precipitada toma diversos caminos.
8. Las siguientes son evidencias del cambio climático, excepto:
a) el aumento del nivel del mar.
b) la precipitación de lluvia ácida.
c) los cambios en la salinidad de los océanos.
d) la migración de seres vivos a lugares menos calurosos.
128
Genera explicaciones
En la columna izquierda encontrarás tres afirmaciones, y en la columna derecha, cuatro explicaciones.
Selecciona una explicación correcta para cada afirmación.
Afirmaciones
Explicaciones
1.La lluvia ácida es una clase de
precipitación contaminante,
porque… ( )
a)durante el proceso de fotosíntesis captan el dióxido de carbono para
metabolizarlo y así liberar oxígeno.
2.La pérdida de la biodiversidad es
una de las graves consecuencias
del cambio climático, porque…
( )
b)dicho fenómeno altera las cadenas tróficas de los ecosistemas
puesto que muchas especies no podrían adaptarse a los cambios de
temperatura.
3.Los organismos autótrofos
se pueden catalogar como
descontaminadores naturales,
porque… ( )
d)los gases tóxicos producidos por diferentes formas de contaminación
reaccionan químicamente con otras sustancias del aire que luego se
mezclan en la atmósfera con el agua condensada en la nubes.
c) los contaminantes presentes en los ríos se evaporan junto con el agua,
para luego precipitarse.
Representa y aplica conceptos
Cada una de las imágenes corresponde a uno de los conceptos enumerados. Selecciona el concepto
más apropiado para cada imagen, y colócalo debajo de ésta.
1. O2
CH2
2. Molécula de
ozono
H
OH
3. Liberación de
CO2
4. Ciclo del agua
O
H
H
H
OH
HO
H
OH
a) ___________
b) ___________
c) ___________
d) ___________
e) ___________
f) ___________
g) ___________
h) ___________
5. Fijación del
nitrógeno en el
suelo
6. Biocompuesto
7. Erosión
8. Contaminación
129
Argumenta tus respuestas
Comenta con un compañero las siguientes situaciones y justifica tu respuesta:
1. Imagina que has hecho tres viajes por la capa de ozono que protege la Tierra: el primer viaje fue
hace 100 años, el segundo hace 20 años, y el último hace pocos meses. Investiga y describe lo que
observaste durante los viajes, y si hubo diferencias entre ellos.
2. Explica con tus palabras cómo ha afectado a tu comunidad el calentamiento global. Intenta simplificar tus ideas describiendo tres impactos:
a)
b)
c)
Diseña modelos científicos
1. Elabora un esquema de los siguientes fenómenos cíclicos y ubícalos en la columna correspondiente.
• Ciclo del agua
• Ciclo de vigilia-sueño
• Ciclo del azufre
• Ciclo del oxígeno
• Ciclo de la reproducción celular
• Ciclo del fósforo
• Ciclo del nitrógeno
• Ciclo del carbono
Ciclos
Biológicos
•
•
•
130
Geológicos
•
•
•
Atmosféricos
•
•
•
Biogeoquímicos
• Ciclo del agua
•
•
2. Señala si las siguientes afirmaciones son falsas (F) o verdaderas (V):
a) El agua almacenada en los manantiales de agua dulce hace parte del ciclo del agua. (
)
b) Los autótrofos producen oxígeno a partir del agua absorbida durante el ciclo del oxígeno. (
c) Diferentes tipos de bacterias intervienen en las fases del ciclo del nitrógeno. (
)
)
3. La alteración de los ciclos tiene diferentes efectos. Selecciona uno de los efectos de la columna
derecha para cada una de las acciones contaminantes de la columna izquierda:
Acciones contaminantes
1. Quema de combustible
Efecto
a) Contaminación del aire
2. Aguas residuales de aguas e industrias
3. Incremento de las construcciones de vivienda
b) Contaminación del agua
4. Escape de tanques subterráneos de combustible
5. Mal manejo de basuras sólidas en colegios, barrios
y ciudades
c) Contaminación del suelo
Reflexiona sobre las relaciones de ciencia, tecnología, sociedad y ambiente
En la columna izquierda del cuadro encontrarás diferentes compromisos sociales o personales que
debes adquirir o afianzar para preservar el medio ambiente. En la columna derecha se describe uno de
los posibles impactos para cada compromiso. Selecciona el compromiso que debes adquirir o afianzar
en tu vida con su correspondiente impacto.
Compromisos sociales o personales
1. Si evitamos desechar productos contaminantes
–como plaguicidas– en el suelo y en el agua…
( )
Posible impacto
a) se disminuirían muchos problemas ambientales,
como el descongelamiento de los glaciares.
2. Si las personas son conscientes y siguen medidas b) se reduciría la contaminación de aguas
tomadas por los gobiernos para disminuir la
subterráneas y se protegería el hábitat y la vida
emisión de gases contaminantes a la atmósfera…
de muchos seres.
( )
3. Si hago uso racional de la energía eléctrica,
apagando las luces que no se estén utilizando y
usando agua caliente lo menos posible… ( )
c) se reduciría notablemente la contaminación
atmosférica, además de que estaríamos
ahorrando nuestros recursos naturales.
131
Campaña para difundir y aplicar
los principios de la Carta de la Tierra
En la Tierra están ocurriendo cambios ambientales que exigen la acción inmediata de la humanidad, no sólo
para conocer a fondo esta situación, sino para participar activamente en la protección de la vitalidad del
planeta, de su diversidad y su belleza.
La Carta de la Tierra es una síntesis de valores, principios y aspiraciones compartidos ampliamente por un
número creciente de personas de todas las edades alrededor del mundo. Su propósito es ayudar a construir
un mundo sostenible basado en el respeto a la naturaleza, los derechos humanos universales, la justicia
económica y una cultura de paz.
1. Situación problema
2. Formula una hipótesis
3. ¿Qué necesitas?
¿Qué podemos hacer para
ayudar a construir un mundo
sostenible?
Con base en tus conocimientos,
y los que adquiriste en la Unidad
2 –acerca de la alteración de
los ciclos biogeoquímicos y la
contaminación ambiental– intenta
responder la pregunta planteada en
el punto anterior.
Internet, revistas de ciencias,
periódicos, otras fuentes de consulta.
4. Revisa, ajusta
y ejecuta el plan
a. En tu consulta sobre el tema de
este proyecto, ten en cuenta los
siguientes aspectos: ¿qué es el
desarrollo sostenible, cuándo surgió la Carta de la Tierra, cuáles
son sus principios, qué avances
se han logrado a nivel mundial?
b. Prepara un informe escrito de
al menos seis páginas. Incluye
dibujos, diagramas, tablas y
otros recursos visuales que
consideres importantes.
c. Elabora un ejemplar de la Carta
de la Tierra en una hoja tamaño
carta, con sus 16 principios en
un diseño muy personal.
d. Piensa en algunas estrategias
para difundir el contenido de
esta carta entre los vecinos,
usuarios de un supermercado u
otro lugar.
e. Socializa tu experiencia de este
trabajo en una mesa redonda
del curso donde compartirás las
ideas de la Carta y los resultados
de la difusión.
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5. Registra y analiza
la información
a. Registra la opinión de algunas
de las personas que se
interesaron por leer el contenido
de tu Carta de la Tierra y la
forma en que ellas estarían
dispuestas a contribuir en esta
propuesta.
6. Haz algo más
a. Formula algunos compromisos
personales que contribuyan a
cumplir los objetivos de esta
Carta.
b. Analiza las dificultades que
tuviste en el proyecto y la
forma de superarlas.
E x p l or a
en Internet
http://www.rds.org.co/, red de desarrollo sostenible de Colombia
www.cartadelatierra.org