UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDESVIDA HOMBRE Y BIODIVERSIDAD

FACULTAD DE INGENIERAESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL

CICLOS BIOGEOQUIMICOS

AUTORES:DAYAN ROMERO, Jhody.CALDERON CASTRO, Luis.CAPCHA ESTRADA, Luis.GARAY VEGA, John O.CHAVEZ ANCAJIMA,Henry.

DOCENTE:

Lic. COSI CRUZ, Elizabeth

LIMA-PER2015

SUMARIO

INTRODUCCION 3CICLO BIOGEOQUMICO 4EL CICLO DEL CARBONO 5CICLO DEL AZUFRE 7CICLO DEL AGUA 9CICLO DEL AGUA O CICLO HIDROLGICO10EL CICLO DEL FOSFORO12CICLO DEL NITROGENO 13BIBLIOGRAFIA 15

INTRODUCCIONDesde quela tierrase conoce como planeta, siempre ha existido una serie de elementos que sostienen la vida de los seres vivos. Son nutrientes inorgnicos tales como: ElOxgeno, el Carbono, elHidrogenoy el Nitrgeno, entre otros. Si estos elementos son trados de latierrasin posibilidad de recuperarlos, llegara un momento en que ocurrira un desequilibrio en labiosfera; para que esto no ocurra, existen un considerable nmero de microorganismos, llamados descomponedores que al morir los seres vivos, rompen las molculas orgnicas de stos y forman molculas inorgnicas sencillas, que envuelven almedio ambienteestablecindose as un ciclo cerrado de elementos inorgnicosAs como losanimalesy dems seres vivos se aprovechan y se benefician alimentndose de lamateriaorgnica, del mismo modo, estas satisfacen las suyas extrayendo los nutrientes inorgnicos del sustrato o medioambiente. Ciertamente que estos ciclos no se desarrollan siempre convelocidaduniforme. A veces hay elementos que son retenidos muchotiempopor un organismo y tardan en regresar al medio. A todo este ciclo que va desde la materia orgnica y se incorpora a los organismos desde elsuelo, siendo aprovechado por los seres auttrofos y luego por los hetertrofos, se les conoce como ciclos biogeoqumicos.

CICLO BIOGEOQUMICO

Sonprocesosnaturales que reciclan elementos en diferentes formas qumicas desde el medio ambiente hacia los organismos, y luego a la inversa.Agua, carbn,oxgeno, nitrgeno, fsforo y otros elementos recorren estos ciclos, conectando los componentes vivos y no vivos de la Tierra

Deriva del movimiento cclico de los elementos que forman los organismos biolgicos (bio) y el ambiente geolgico (geo) e interviene un cambio qumico. Gracias a los ciclos biogeoqumicos, los elementos se encuentran disponibles para ser usados una y otra vez por otros organismos; sin estos ciclos los seres vivos se extinguiran por esto son muy importantes. Estos son procesos naturales que reciclan elementos en diferentes formas qumicas desde el medio ambiente hacia los organismos, y luego a la inversa. Agua, carbono, oxgeno, nitrgeno, fsforo y otros elementos recorren estos ciclos, conectando los componentes vivos y no vivos de la Tierra.La tierra es un sistema cerrado donde no entra ni sale materia. Las sustancias utilizadas por los organismos no se "pierden" aunque pueden llegar a sitios donde resultan inaccesibles para los organismos por un largo perodo. Sin embargo, casi siempre la materia se reutiliza y a menudo circula varias veces, tanto dentro de los ecosistemas como fuera de ellos.Existen varios tipos de ciclos biogeoqumicos como el del fsforo y del azufre que son de tipo sedimentario (los nutrientes circulan principalmente en la corteza terrestre) y del carbono, nitrgeno y oxgeno que son de tipo gaseoso (los nutrientes circulan principalmente entre la atmsfera y los organismos vivos). Para el caso particular del ciclo del agua o hidrolgico, esta circula entre el ocano, la atmsfera, la tierra y los organismos vivos; este ciclo adems distribuye el calor solar sobre la superficie del planeta.

ELCICLO DEL CARBONOEs un ciclo biogeoqumico por el cual el carbono se intercambia entre la biosfera, lalitosfera, la hidrosferay laatmsferade la Tierra. Los conocimientos sobre esta circulacin de carbono posibilitan apreciar laintervencin humana en el climay sus efectos sobre el cambio climtico.

El carbono (C) es el cuarto elemento ms abundante en el Universo, despus del hidrgeno, el helio y el oxgeno (O). Es el pilar de la vida que conocemos. Existen bsicamente dos formas de carbono: orgnica (presente en los organismos vivos y muertos, y en los descompuestos) y otra inorgnica, presente en las rocas.

En el planeta Tierra, el carbono circula a travs de los ocanos, de la atmsfera y de la superficie y el interior terrestre, en un gran ciclo biogeoqumico. Este ciclo puede ser dividido en dos: elciclo lento o geolgicoy elciclo rpido o biolgico.

Suele considerarse que este ciclo est constituido por cuatro reservorios principales de carbono interconectados por rutas de intercambio. Los reservorios son la atmsfera, la biosfera terrestre (que, por lo general, incluye sistemas de agua dulce y material orgnico no vivo, como el carbono del suelo), los ocanos (que incluyen el carbono inorgnico disuelto, los organismos martimos y la materia no viva), y los sedimentos (que incluyen los combustibles fsiles). Los movimientos anuales de carbono entre reservorios ocurren debido a varios procesos qumicos, fsicos, geolgicos y biolgicos. El ocano contiene el fondo activo ms grande de carbono cerca de la superficie de la Tierra, pero la parte del ocano profundo no se intercambia rpidamente con la atmsfera.

El balance global es el equilibrio entre intercambios (ingresos y prdidas) de carbono entre los reservorios o entre una ruta del ciclo especfica (por ejemplo, atmsfera - biosfera). Un examen del balance de carbono de un fondo o reservorio puede proporcionar informacin sobre si funcionan como una fuente o un almacn para el dixido de carbono.

CICLO DEL AZUFRE

El azufre forma parte de protenas. Las plantas y otros productores primarios lo obtienen principalmente en su forma de ion sulfato (SO4 -2). Los organismos que ingieren estas plantas lo incorporan a las molculas de protena, y de esta forma pasa a los organismos del nivel trfico superior. Al morir los organismos, el azufre derivado de sus protenas entra en el ciclo del azufre y llega a transformarse para que las plantas puedan utilizarlos de nuevo como ion sulfato.

Los intercambios de azufre, principalmente en su forma de dixido de azufre (SO2), realizan entre las comunidades acuticas y terrestres, de una manera y de otra en la atmsfera, en las rocas y en los sedimentos ocenicos, en donde el azufre se encuentra almacenado. El SO2 atmosfrico se disuelve en el agua de lluvia o se deposita en forma de vapor seco. El reciclaje local del azufre, principalmente en forma de ion sulfato, se lleva a cabo en ambos casos. Una parte del sulfuro de hidrgeno (H2S), producido durante el reciclaje local del sulfuro, se oxida y se forma SO2.

CICLO DEL NITROGENOEl ciclo del nitrgeno es cada uno de los procesos biolgicos y abiticos en que se basa el suministro de este elemento de los seres vivos. Es uno de los ciclos biogeoqumicos importantes en que se basa el equilibrio dinmico de composicin de la biosfera terrestre.Efectos:Los seres vivos cuentan con una gran proporcin de nitrgeno en su composicin qumica. El nitrgeno oxidado que reciben como nitrato (NO3) es transformado a grupos aminocidos (asimilacin). Para volver a contar con nitrato hace falta que los descomponedores lo extraigan de la biomasa dejndolo en la forma reducida de ion amonio (NH4+), proceso que se llama amonificacin; y que luego el amonio sea oxidado a nitrato, proceso llamado nitrificacin.As parece que se cierra el ciclo biolgico esencial. Pero el amonio y el nitrato son sustancias extremadamente solubles, que son arrastradas fcilmente por la escorrenta y la infiltracin, lo que tiende a llevarlas al mar. Al final todo el nitrgeno atmosfrico habra terminado, tras su conversin, disuelto en el mar. Los ocanos seran ricos en nitrgeno, pero los continentes estaran prcticamente desprovistos de l, convertidos en desiertos biolgicos, si no existieran otros dos procesos, mutuamente simtricos, en los que est implicado el nitrgeno atmosfrico (N2). Se trata de la fijacin de nitrgeno, que origina compuestos solubles a partir del N2, y la des nitrificacin, una forma de respiracin anaerobia que devuelve N2 a la atmsfera. De esta manera se mantiene un importante depsito de nitrgeno en el aire (donde representa un 78% en volumen).

CICLO DEL AGUAEs elprocesode circulacin del agua entre los distintos compartimentos de la hidrosfera. Se trata de un ciclo biogeoqumico en el que hay una intervencin mnima de reacciones qumicas, yel aguasolamente se traslada de unos lugares a otros o cambia deestadofsico.El agua de la hidrosfera procede de la desgasificacin del manto, donde tiene una presencia significativa, por los procesos del vulcanismo. Una parte del agua puede reincorporarse al manto con los sedimentos ocenicos cuando stos forman parte de litosfera en subduccin.La mayor parte de la masa del agua se encuentra en forma lquida, sobre todo en los ocanos y mares y en menor medida en forma de agua subterrnea o de agua superficial (en ros y arroyos). El segundo compartimiento por su importancia es el del agua acumulada como hielo sobre todo en los casquetes glaciaresantrtico y groenlands, con una participacin pequea de los glaciares de montaa, sobre todo de las latitudes altas y medias.Por ltimo, una fraccin menor est presente en laatmsfera como vapor o, en estado lquido, como nubes. Esta fraccin atmosfrica es sin embargo muy importante para el intercambio entre compartimentos y para la circulacin horizontal del agua, de manera que se asegura un suministro permanente a las regiones de la superficie continental alejadas de los depsitos principales.Elciclo del aguadisipa una gran cantidad de energa, la cual procede de la que aporta la insolacin. La evaporacin es debida al calentamiento solar y animada por la circulacin atmosfrica, que renueva las masas deairey que es a su vez debida a diferencias detemperaturaigualmente dependientes de la insolacin. Los cambios de estado del agua requieren o disipan mucha energa, por el elevadovalorque toman elcalorlatente defusiny el calor latente de vaporizacin. As, esos cambios de estado contribuyen al calentamiento o enfriamiento de las masas de aire, y altransporteneto de calor desde las latitudes tropicales o templadas hacia las fras y polares, gracias al cual es ms suave en conjunto elclimaplanetario.El Ciclo del Agua comprende los siguientes pasos:a. Evaporacin por laaccindel sol y la formacin de las nubes.b. Las nubes, por los vientos, se desplazan hacia la tierra; estas se forman cunado se enfran lo suficiente para que se produzcan gticas muy pequeas que quedan suspendidas en la atmsfera a travs de la condensacin.c. La precipitacin ocurre cuando las gotas de agua suspendidas caen en forma lquida como lluvia, o en forma slida como granizo o nieve.d. Parte de esta agua se filtra en el suelo, otra corre por la superficie formando ros hasta que regresa de nuevo al mar.e. Parte de esta agua regresa de nuevo a la atmsfera por medio de la evaporacin.CICLO DEL AGUA O CICLO HIDROLGICO El ciclo hidrolgico se define como el "proceso integrante de los flujos de agua, energa y algunas sustancias qumicas". En la figura se resumen cualitativamente los principales elementos componentes del ciclo hidrolgico. As, el agua cae sobre la superficie terrestre en forma de precipitacin lquida o slida (nieve, granizo, etc.). Parte de aquella puede ser evaporada antes de tocar la superficie terrestre. Aquella fraccin que alcanza la vegetacin es parcialmente retenida por las hojas y cobertura foliar de las plantas (intercepcin). De all, una parte es evaporada nuevamente hacia la atmsfera o escurre y cae hacia el suelo, desde donde puede infiltrarse o escurrir por las laderas siguiendo la direccin por las mayores pendientes del terreno. Aquella fraccin que se infiltra puede seguir 3 rutas bien definidas: una parte es absorbida por la zona radicular de las plantas y llega a formar parte activa de los tejidos de las plantas o transpirada nuevamente hacia la atmsfera; puede desplazarse paralelamente a la superficie del terreno a travs de la zona no saturada del terreno, como flujo su superficial hasta llegar a aflorar en los nacimientos o manantiales y la otra ruta es continuar infiltrndose hasta llegar a la zona saturada del terreno, donde recargar el almacenamiento de aguas subterrneas. Las aguas subterrneas, que se hallan limitadas en su parte inferior por depsitos impermeables (arcillas, formaciones rocosas, etc.) no permanecen estticas, sino que a su vez se desplazan entre dos sitios con diferencias en sus equipotenciales. No hay que olvidar que la evaporacin es un proceso continuo cuasi-estacionario presente en todos los puntos de la cuenca, el cual va desde la evapotranspiracin en la vegetacin hasta aquella proveniente de la superficie del terreno, los cuerpos abiertos de agua, las corrientes principales y secundarias y las zonas no saturadas y saturadas del terreno. Como puede verse, el ciclo hidrolgico comprende una serie de interacciones continuas bastante complejas y de carcter no lineal. En conclusin, se puede definir: - El ciclo hidrolgico es la sucesin de estados que atraviesa el agua al pasar de la atmsfera a la tierra y volver a la atmsfera: evaporacin del suelo, del mar, o de superficies de aguas continentales; condensacin para formar nubes, precipitacin, acumulacin en el suelo y en superficies de agua y re evaporacin. - El ciclo hidrolgico externo es la componente del ciclo hidrolgico tal que el vapor de agua evaporado de la superficie del mar se condensa bajo la forma deprecipitacin, la cual cae sobre los continentes. - El ciclo hidrolgico interno es la componente del ciclo hidrolgico limitado a una cierta superficie continental: el vapor de agua evaporado por esta superficie se condensa bajo la forma de precipitacin dentro de los lmites de esta misma regin. (En realidad, parte del agua evaporada no entra dentro de la circulacin interna porque es arrastrada por los vientos fuera de los lmites del territorio dado).

EL CICLO DEL FOSFOROAunque la proporcin de fsforo en la materia viva es relativamente pequea, el papel que desempea es absolutamente indispensable. Loscidosnucleicos, sustancias que almacenan y traducen elcdigogentico, son ricos en fsforo. Muchas sustancias intermedias en lafotosntesis y en la respiracin celular estn combinadas con fsforo, y los tomos de fsforo proporcionan la base para la formacin de los enlaces de alto contenido de energa del ATP, que a su vez desempea el papel de intercambiador de la energa, tanto en la fotosntesis como en la respiracin celular.El fsforo es un elemento ms bien escaso del mundo no viviente. Laproductividadde la mayora de los ecosistemas terrestres pueden aumentarse si se aumenta la cantidad de fsforo disponible en el suelo. Como los rendimientos agrcolas estn tambin limitados por la disponibilidad de nitrgeno y potasio, losprogramasde fertilizacin incluyen estos nutrientes. En efecto, la composicin de la mayora de los fertilizantes se expresa mediante tres cifras. La primera expresa el porcentaje de nitrgeno en el fertilizante; la segunda, el contenido de fsforo (como s estuviese presente en forma de P2O5); y la tercera, el contenido de potasio (expresada s estuviera en forma de xido K2O). El fsforo, al igual que el nitrgeno y el azufre, participa en un ciclo interno, como tambin en un ciclo global, geolgico. En el ciclo menor, la materia orgnica que contiene fsforo (por ejemplo: restos de vegetales, excrementos animales) es descompuesta y el fsforo queda disponible para ser absorbido por las races de la planta, en donde se unir a compuestos orgnicos. Despus de atravesar las cadenas alimentarias, vuelve otra vez a los descomponedores, con lo cual se cierra el ciclo. Hay algunos vacos entre el ciclo interno y el ciclo externo. El agua lava el fsforo no solamente de las rocas que contienen fosfato sino tambin del suelo. Parte de este fsforo es interceptado por los organismos acuticos, pero finalmente sale hacia el mar.El ciclaje global del fsforo difiere con respecto de los del carbn, del nitrgeno y del azufre en un aspecto principal. El fsforo no forma compuestos voltiles que le permitan pasar de los ocanos a la atmsfera y desde all retornar a tierra firme. Una vez en el mar, solo existen dos mecanismos para elreciclajedel fsforo desde el ocano hacia los ecosistemas terrestres. El uno es mediante lasavesmarinas que recogen el fsforo que pasa a travs de las cadenas alimentarias marinas y que pueden devolverlo a la tierra firme en sus excrementos. Adems de la actividad de estos animales, hay la posibilidad del levantamiento geolgico lento de los sedimentos del ocano para formar tierra firme, un proceso medido en millones de aos.Elhombremoviliza el ciclaje del fsforo cuando explota rocas que contienen fosfato.CICLO DEL NITROGENOTodos los seres vivos requieren de tomos de nitrgeno para la sntesis de protenas de una variedad de otras molculas orgnicas esenciales. El aire, que contiene 79% de nitrgeno, se utiliza como el reservorio de esta sustancia. A pesar del gran tamao del patrimonio de nitrgeno, a menudo es uno de los ingredientes limitantes de los seres vivos. Esto se debe a que la mayora de los organismos no puede utilizar nitrgeno en forma elemental, es decir: como gas N2. Para que las plantas puedan sintetizar protena tienen que obtener el nitrgeno en forma "fijada", es decir: incorporado en compuestos. La forma ms comnmente utilizada es la de iones de nitrato, NO3-. Sin embargo, otras sustancias tales como el amonaco NH3 y la urea (NH2) 2CO, se utilizan con xito tanto en los sistemas naturales como en forma de fertilizantes en la agricultura.Fijacin del Nitrgeno. La molcula de nitrgeno, N2, es bastante inerte. Para separar los tomos, de tal manera que puedan combinarse con otros tomos, se necesita el suministro de grandes cantidades de energa. Tres procesos desempean un papel importante en la fijacin del nitrgeno en la biosfera. Uno de estos es el relmpago. La energa enorme de un relmpago rompe las molculas de nitrgeno y permite que se combinen con el oxgeno del aire. Los xidos de nitrgeno formados se disuelven en el agua de lluvia y forman nitratos. En esta forma pueden ser transportados a la tierra. La fijacin atmosfrica del nitrgeno probablemente representa un 5-8% del total.La necesidad de nitratos para la fabricacin de explosivos condujo al desarrollo de un proceso industrial de fijacin del nitrgeno. En este proceso, el hidrgeno (derivado generalmente del gas natural o del petrleo) y el nitrgeno reaccionan para formar amonaco, NH3. Para que la reaccin pueda desarrollarse eficientemente, tiene que efectuarse a elevadas temperaturas (600C), bajo gran presin y en la presencia de un catalizador. Hoy en da, la mayor parte del nitrgeno fijado industrialmente se utiliza como fertilizante. Quizs un tercio de toda la fijacin del nitrgeno que hoy en da tiene lugar en la biosfera se efecta industrialmente.Las bacterias son capaces de fijar el nitrgeno atmosfrico tanto para su husped como para s mismas. En efecto, la capacidad para fijar nitrgeno parece ser exclusiva de los procariotes. Otras bacterias fijadoras del nitrgeno viven libremente en el suelo. Tambin algunas algas verde-azules son capaces de fijar en nitrgeno y desempean un papel importante en el mantenimiento de la fertilidad en medios semiacuticos como campos de arroz.

A pesar de la amplia investigacin desarrollada, todava no es claro de que manera los fijadores del nitrgeno son capaces de vencer las barreras de alta energa inherentes al proceso. Ellos requieren de una enzima, llamada nitrogenasa, y un alto consumo de ATP. Aunque el primer producto estable del proceso es el amonaco, este es incorporado rpidamente en las protenas y en otros compuestos orgnicos que contienen nitrgeno. Podemos decir, entonces, que la fijacin del nitrgeno en las protenas de la planta (y de los microbios). Las plantas carentes de los beneficios de la asociacin con fijadores del nitrgeno, sintetizan sus protenas con fijadores de nitrgeno absorbido del suelo, generalmente en forma de nitratos.Descomposicin. Las protenas sintetizadas por las plantas entran y atraviesan redes alimentarias al igual que los carbohidratos. En cada nivel trfico se producen desprendimientos hacia el ambiente, principalmente en forma de excreciones. Los beneficiarios terminales de los compuestos nitrogenados orgnicos son microorganismos de descomposicin. Mediante sus actividades, las molculas nitrogenadas orgnicas de las excreciones y de los cadveres son descompuestas y transformadas en amoniaco. Nitrificacin. El amoniaco puede ser absorbido directamente por las plantas a travs de sus races y, como se ha demostrado en algunas especies, a travs de sus hojas. (Estas ltimas, cuando se exponen a gas de amoniaco previamente marcado con istopos radiactivos, incorporan amoniaco en sus protenas). Sin embargo, la mayor parte del amonaco producido por descomposicin se convierte en nitratos. Este proceso se cumple en dos pasos. Las bacterias del gnero nitrosomonas oxidizan el NH3 y lo convierten en nitritos (NO2-). Los nitritos son luego oxidados y se convierten en nitratos (NO3-) mediante bacterias del gnero Nitrobacter. Estos dos grupos de bacterias quimioautotrficas se denominan bacterias nitrificantes. A travs de sus actividades (que les suministran toda la energa requerida para sus necesidades), el nitrgeno es puesto a disposicin de las races de las plantas.Desnitrificacin. Si el proceso descrito antes comprendiera el ciclo completo del nitrgeno, estaramos ante el problema de la reduccin permanente del patrimonio de nitrgeno atmosfrico libre, a medida que es fijado comienza el ciclaje a travs de diversos ecosistemas. Otro proceso, la desnitrificacin, reduce los nitratos a nitrgeno, el cual se incorpora nuevamente a la atmsfera. As, otra vez, las bacterias son los agentes implicados. Estos microorganismos viven a cierta profundidad en el suelo y en los sedimentos acuticos donde existe escasez de oxgeno. Las bacterias utilizan los nitratos para sustituir al oxgeno como aceptor final de los electrones que se desprenden durante la respiracin. Al hacerlo as, las bacterias cierran el ciclo del nitrgeno.

BIBLIOGRAFIAANGEL SOTO.Ciencias9. Bogot. McGraw Hill. 1997. Pg. 195.KIMBAL.Biologa. 4Edicin. Massachusetts, USA. Addison Wesley Dominicana. 1986. Pg. 772 782.

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