CICLOS BIOGEOQUIMICOS

Además de la energía, los organismos requieren para vivir el suministro de

elementos químicos que se pueden encontrar en la biósfera, pero que deben ser

reciclados constantemente, a fin de asegurar su disponibilidad. Este proceso se

denomina ciclos de la materia o ciclos biogeoquímicos.

Los seres vivos toman carbono, nitrógeno y oxígeno y los usan para vivir y

crecer. Si están sustancias solo se usaran una vez, se habrían agotado. Todos los

animales y plantas respiran, crecen y, finalmente mueren y se descomponen. La

descomposición libera las sustancias de su cuerpo a la biósfera para que se

utilicen de nuevo.

Ciclo del Carbono

Los cuerpos de todos los seres vivos se basan en el elemento carbono. Es uno de

los principales constituyentes de macromoléculas como lípidos, proteínas e

hidratos de carbono. El carbono tiene su origen en el dióxido de carbono de la

atmósfera. Las plantas verdes y algunas bacterias lo ingieren y con el fabrican

alimento.

Cuando los animales comen plantas, toman parte del carbono. El dióxido de

carbono vuelve a la atmósfera por la respiración de los seres vivos o por sus

desperdicios o por su descomposición.

Ciclo del Nitrógeno

Todos los seres vivos necesitan nitrógeno para fabricar proteínas. Intervienen

fundamentalmente en este ciclo los vegetales y las bacterias fijadoras del

nitrógeno. En ese proceso, el nitrógeno es incorporado al suelo, que será

absorbido por los organismos vivos antes de regresar de nuevo a la atmósfera.

El Nitrógeno (N), el ladrillo que construye la vida, es un componente esencial

del ADN, del ARN, y de las proteínas. Todos los organismos requieren nitrógeno

para vivir y crecer. A pesar que la mayoría del aire que respiramos es N2, la

mayoría del nitrógeno en la atmósfera no está al alcance para el uso de los

organismos. La razón reside en que debido al fuerte enlace triple entre los átomos

N en las moléculas de N2, el nitrógeno es relativamenteinerte. En realidad, para

que las plantas y los animales puedan usar nitrógeno, el gas N2 tiene primero que

ser convertido a una forma química disponible como el amonio (NH4+), el nitrato

(NO3-), o el nitrógeno orgánico ( urea - (NH3)2CO). La naturaleza inerte del

N2 significa que el nitrógeno biológico disponible es, a menudo, escaso en

los ecosistemas naturales. Esto limita el crecimiento de las plantas y la

acumulación de biomasa.

Ciclo del Oxígeno

Los seres vivos toman el oxígeno del aire. Junto con el carbono, hidrógeno y

nitrógeno lo utilizan para construir nuevas moléculas en su cuerpo. 

El oxígeno vuelve a la atmósfera gracias a las plantas verdes durante la

fotosíntesis, y en forma de dióxido de carbono, durante la respiración de plantas y

animales.

Los ciclos biogeoquímicos son determinantes en la continuidad de la vida,

los elementos: carbono, nitrógeno y oxígeno son esenciales para la síntesis

de proteínas.

Ciclo del Fosforo

El fósforo es un elemento que se puede encontrar en las estructuras del ADN de

los organismos, siendo un componente esencial de los mismos. La proporción de

fósforo en la materia viva es relativamente pequeña, aunque el papel que

desempeña es vital. El fósforo es el principal factor limitante del crecimiento para

los ecosistemas, porque el ciclo del fósforo está principalmente relacionado con el

movimiento del fósforo entre los continentes y los océanos. Al contrario que en el

ciclo del nitrógeno, en el del fósforo no hay fase gaseosa en el aire.

Es componente de los ácidos nucleicos como el ADN, muchas sustancias

intermedias en la fotosíntesis y en la respiración celular están combinadas con el

fósforo, y los átomos de fósforo proporcionan la base para la formación de los

enlaces de alto contenido de energía del ATP, se encuentra también en los

huesos y los dientes de animales, incluyendo al ser humano.

Su reserva fundamental en la naturaleza es la corteza terrestre y en los

depósitos de rocas marinas. Por meteorización de las rocas o sacado por las

cenizas volcánicas, queda disponible para que lo puedan tomar las plantas. Con

facilidad es arrastrado por las aguas y llega al mar. Parte del que es arrastrado

sedimenta al fondo del mar y forma rocas que tardarán millones de años en volver

a emerger y liberar de nuevo las sales de fósforo. 

Otra parte es absorbido por el plancton que, a su vez, es comido por organismos

filtradores de plancton, como algunas especies de peces. Cuando estos peces son

comidos por aves que tienen sus nidos en tierra, devuelven parte del fósforo en las

heces (guano) a tierra.

Es el principal factor limitante en los ecosistemas acuáticos y en los lugares en

los que las corrientes marinas suben del fondo, arrastrando fósforo del que se ha

ido sedimentando, el plancton prolifera en la superficie. Al haber tanto alimento se

multiplican los bancos de peces, formándose las grandes pesquerías del Gran Sol,

costas occidentales de África y América del Sur y otras.

Con los compuestos de fósforo que se recogen directamente de los grandes

depósitos acumulados en algunos lugares de la tierra se abonan los terrenos de

cultivo, a veces en cantidades desmesuradas, originándose problemas

de eutrofización.

Ciclo del Azufre

Su reserva fundamental es la corteza terrestre y es usado por los seres vivos en

pequeñas cantidades.

El azufre es un nutriente secundario requerido por plantas y animales para realizar

diversas funciones, el azufre está presente en prácticamente todas las proteínas y

de esta manera es un elemento absolutamente esencial para todos los seres

vivos.

El azufre circula a través de la biosfera de la siguiente manera, por una parte se

comprende el paso desde el suelo o bien desde el agua, si hablamos de un

sistema acuático, a las plantas, a los animales y regresa nuevamente al suelo o al

agua.

Algunos de los compuestos sulfúricos presentes en la tierra son llevados al mar

por los ríos. Este azufre es devuelto a la tierra por un mecanismo que consiste en

convertirlo en compuestos gaseosos tales como el ácido sulfhídrico (H2S) y el

dióxido de azufre (SO2). Estos penetran en la atmósfera y vuelven a tierra firme.

Generalmente son lavados por las lluvias, aunque parte del dióxido de azufre

puede ser directamente absorbido por las plantas desde la atmósfera.

Perturbaciones Ambientales

Ciclo del Azufre

La actividad industrial del hombre está provocando exceso de emisiones de gases

sulfurosos a la atmósfera y ocasionando problemas como la lluvia ácida.

El incremento en las emisiones de azufre ha causado una acidificación

considerable de la precipitación, al igual que del suelo y de los ecosistemas

acuáticos, especialmente en zonas ácido-sensibles como Escandinava y Canadá.

Esto ha provocado la alteración de otros ciclos (aluminio, metales pesados y

nutrientes) y ha causado daños severos en bosques y lagos. A escala global las

emisiones de azufre pueden influenciar el clima por el incremento de aerosoles,

que actúan sobre los núcleos de condensación de las nubes.

Ciclo del Carbono

En los últimos 420 000 años o más, el balance mundial del carbono ha sido

notablemente estable, con pequeñas modificaciones (más o menos del 20 por

ciento) en el balance neto, expresado por las existencias de carbono atmosférico,

acompañadas de fluctuaciones relativamente pequeñas (más o menos de 5ºC) de

la temperatura media mundial. Sin embargo, en el siglo XIX, se asistió al inicio

de un cambio dramático en este balance que ya hoy en día ha experimentado

un aumento del 68 por ciento del CO2 en relación con la media de los 420 000

años anteriores, un aumento cuyas tasas siguen creciendo aún. Este cambio

se ha producido por perturbaciones causadas por el hombre al ciclo mundial del

carbono. Estas perturbaciones han sido directas, mediante la introducción de

nuevo carbono al ciclo activo a través de la utilización de combustible fósil y el

cambio en la utilización de la tierra, e indirectas, que afectan a la parte bioesférica

del ciclo del carbono activo a través de otros cambios en el medio ambiente y de

perturbaciones a otros ciclos mundiales biogeoquímicos. La respuesta observada

del sistema climático mundial a este cambio en los últimos 100 años, expresada

en términos de temperatura media mundial, es modesta (más de 0,6ºC) pero ya se

detectan sus efectos.

Los cambios previstos en el clima en los próximos 100 años son más probables y

se prevé que serán mayores, y que se producirán más deprisa, que los estimados

anteriormente (como mucho +6ºC o más para 2100). Aunque los ecosistemas

terrestres (y oceánicos) dan cabida actualmente a un ~60 por ciento de las

aportaciones directas antropógenas de CO2 a la atmósfera, no es probable que los

mecanismos fisiológicos, si bien son responsables de este aumento de la

absorción, funcionen de manera eficaz en el futuro. Por tanto, a falta de fines de

mitigación, el sumidero de CO2 de la tierra disminuirá probablemente y podría

incluso convertirse en fuente en el próximo siglo, dando lugar a cambios climáticos

aún mayores.

El desarrollo sostenible de la silvicultura desempeña una función fundamental

para invertir esas tendencias. Esta función no se limita al mantenimiento o

potenciación de las existencias de carbono en los ecosistemas forestales, sino que

puede incluir una disminución de las emisiones de combustible fósil. La utilización

sostenible de productos forestales (con inclusión de la bioenergía para

desplazar la utilización de combustibles fósiles y evitar el uso de materiales

alternativos con un mayor contenido energético) puede contribuir en gran

medida a mitigar el cambio climático a largo plazo, ya que evita la introducción de

nuevo carbono en el ciclo activo del carbono, al tiempo que suministra bienes y

servicios a la sociedad.

La utilización sostenible de los bosques puede proporcionar una situación que

beneficia a todas las partes: mantenimiento de las existencias de carbono en

ecosistemas forestales sanos, cuyo costo podría compensarse mediante la

producción continua de productos forestales, que por sí mismos ayudan a evitar

las aportaciones directas de nuevo carbono a la atmósfera. Una buena ordenación

forestal es parte de la solución.

www.fao.org/docrep/article/wfc/xII/MS-14-S.HTM

La alteración humana del ciclo del NITROGENO y sus consecuencias ambientales

A principios del siglo xx  un científico alemán llamado Fritz Haber

descubrió como acortar el ciclo del nitrógeno fijando químicamente el

nitrógeno a altas temperaturas y presiones, creando así fertilizantes

que podían ser añadidos directamente al suelo.Esta tecnología se extendió

rápidamente durante el último siglo. Junto al advenimiento de nuevas variedades

de cultivo, el uso de fertilizantes de nitrógeno sintético ha traído un enorme

crecimiento en la productividad agrícola. Esta productividad agrícola nos ha

ayudado a alimentar a una población mundial en rápido crecimiento, pero el

aumento de la fijación del nitrógeno también ha traído algunas consecuencias

negativas. Aunque las consecuencias no sean tan obvias como el aumento de

las temperaturas globales o el agujero de la capa de ozono, son muy serias y

potencialmente dañinas para los humanos y otros organismos.

No todos los fertilizantes de nitrógeno aplicados a los campos de la agricultura se

mantienen para alimentar los cultivos. Algunos son barridos de los campos de

agricultura por la lluvia o el agua de irrigación, y son lixiviados en la superficie o

en el agua del suelo y pueden acumularse. En el agua del suelo que se usa

como fuente de agua potable, el nitrógeno excesivo puede provocar cánceren

los humanos y dificultades respiratorias en los niños.

La U.S. EnvironmentalProtection Agency (Agencia de Protección Ambiental de

los Estados Unidos) ha establecido un estándar de nitrógeno para el agua

potable que es de 10 mg por litro de nitrato-N. Desafortunadamente,

muchos sistemas (particularmente en las áreas de agricultura) ya exceden estos

niveles. En comparación, los niveles de nitrato en las aguas que no han sido

alteradas por la actividad humana y rara vez son mayores de 1 mg/L. En las

aguas de la superficie, el nitrógeno añadido puede provocar un enriquecimiento

excesivo de nutrientes, particularmente en las aguas de la costa que reciben

afluencia de los ríos polucionados. A este enriquecimiento excesivo de

nutrientes, también llamado eutroficación, se lo acusa del aumento de

la frecuencia de eventos que matan a los peces de la costa, del aumento de la

frecuencia del florecimiento de algas dañinas y de cambios en

las especies dentro del ecosistema de la costa.

El nitrógeno reactivo (como el NO3- y NH4

+) que se encuentra en el agua y suelos

de la superficie, también puede ingresar en la atmósfera como el componente

del smog óxido nítrico (NO) y el gas de invernadero óxido nitroso (N2O).

Eventualmente, este nitrógeno atmosférico puede ser soplado en ambientes

terrestres que son sensibles al nitrógeno causando cambios de largo plazo. Por

ejemplo, los óxidos de nitrógeno contienen una porción significativa de la

acidez en la lluvia ácida que es la causante de la deforestación en partes de

Europa y del Noreste de Estados Unidos.

El aumento de depósitos de nitrógeno atmosférico también causa los cambios

más sutiles en las especies dominantes y funciones del ecosistema en algunos

bosques y prados. Por ejemplo, en los suelos serpentina con poco nitrógeno de

los prados del Norte de California, los conjuntos de plantas se han limitado

históricamente a las especies nativas que pueden sobrevivir sin mucho

nitrógeno. En este momento, hay evidencia que los niveles elevados de entrada

de N atmosférico proveniente del desarrollo industrial y agrícola, han allanado el

camino para una invasión de plantas no nativas. Como se ha señalado con

anterioridad, el NO es un factor esencial en la formación del smog, que

también causa enfermedades respiratorias como el asma en niños y

adultos.

Actualmente, hay muchas investigaciones dedicadas a entender los efectos del

enriquecimiento del nitrógeno en el aire, en el agua del subsuelo, y en el agua en

la superficie. Los científicos también están explorando prácticas agrícolas

alternativas, que sostendrán una alta productividad, a la vez que disminuirán los

impactos negativos causados por el uso de fertilizantes. Estos estudios no sólo

nos ayudan a cuantificar cómo los humanos hemos alterado el mundo natural,

sino también a aumentar nuestro conocimiento sobre los procesos que forman el

ciclo del nitrógeno.

http://www.visionlearning.com

Convenios y tratados internacionales que implementan soluciones para

mitigar las perturbaciones ambientales, consecuencia de las alteraciones de

los ciclos biogeoquímicos

Convenio de Kioto

El 11 de diciembre de 1997 los países industrializados se comprometieron, en la

ciudad de Kioto, a ejecutar un conjunto de medidas para reducir los gases de

efecto invernadero. Los gobiernos de dichos países pactaron reducir en al menos

un 5% en promedio las emisiones contaminantes entre 2008 y 2012, tomando

como referencia los niveles de 1990. El acuerdo entró en vigor el 16 de

febrero de 2005, después de la ratificación por parte de Rusia el 18 de

noviembre de 2004.

El objetivo principal es disminuir el cambio climático  cuya base es el efecto

invernadero. Según las cifras de la ONU, se prevé que la temperatura media de

la superficie del planeta aumente entre 1,4 y 5,8 °C de aquí a 2100, a pesar

que los inviernos son más fríos y violentos.

Una cuestión a tener en cuenta con respecto a los compromisos en la reducción

de emisiones de gases de efecto invernadero es que la energía nuclear  es una de

las formas de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en cada

país.Así, el IPCC en su cuarto informe, recomienda la energía nuclear como una

de las tecnologías clave para la mitigación del calentamiento global.

Bonos de Carbono

Los bonos de carbono  son un mecanismo internacional de descontaminación para

reducir las emisiones contaminantes al medio ambiente; es uno de los tres

mecanismos propuestos en elProtocolo de Kioto para la reducción de emisiones

causantes del calentamiento global o efecto invernadero .

Inicialmente fue una propuesta lanzada por la economista argentina Graciela

Chichilnisky en 1993 y finalmente fue incluida dentro de los mecanismos de

desarrollo limpio del protocolo de Kioto en 1997.

El sistema ofrece incentivos económicos para que empresas privadas contribuyan

a la mejora del sistema operativo de WALAS de la calidad ambiental y se consiga

regular la emisión generada por sus procesos productivos, considerando el

derecho a emitir CO2 como un bien canjeable y con un precio establecido en el

mercado. La transacción de los bonos de carbono —un bono de carbono

representa el derecho a emitir una tonelada de dióxido de carbono— permite

mitigar la generación de gases invernadero, beneficiando a las empresas que no

emiten o disminuyen la emisión y haciendo pagar a las que emiten más de lo

permitido.

Las reducciones de emisiones de GEI se miden en toneladas de CO2 equivalente,

y se traducen en Certificados de Emisiones Reducidas (CER). Un CER equivale a

una tonelada de CO2 que se deja de emitir a la atmósfera, y puede ser vendido en

el mercado de carbono a países Anexo I (industrializados, de acuerdo a la

nomenclatura del protocolo de Kioto). Los tipos de proyecto que pueden aplicar a

una certificación son, por ejemplo, generación de energía renovable, mejoramiento

de eficiencia energética de procesos, forestación, limpieza de lagos y ríos, etc.

En un esfuerzo por reducir las emisiones que provocan el cambio climático en el

planeta, como el calentamiento global o efecto invernadero, los principales países

industrializados -a excepción de Estados Unidos- han establecido un acuerdo que

establece metas cuantificadas de reducción de emisiones de gases de efecto

invernadero (GEI) para el 2012: el Protocolo de Kioto. Para cumplir se están

financiando proyectos de captura o abatimiento de estos gases en países en vías

de desarrollo, acreditando tales disminuciones y considerándolas como si

hubiesen sido hechas en su territorio.

Sin embargo, los críticos del sistema de venta de bonos o permisos de emisión,

argumentan que la implementación de estos mecanismos tendientes a reducir las

emisiones de CO2 no tendrá el efecto deseado de reducir la concentración de

CO2 en la atmósfera, como tampoco de reducir o retardar la subida de la

temperatura. Según el estudio de Wigley, 1999, la implantación del Tratado de

Kioto cumplido por todos los países del mundo, incluido los Estados Unidos,

causará una reducción de 28 partes por millón (ppm) para 2050, o reducirá la

temperatura predicha para ese año en 0,06 ºC o, si no, retrasará la fecha en que

debería cumplirse el aumento dicho en 16 años.

Portal de las responsabilidades y el desarrollo sustentable

Para evitar los posibles peligros que nos acechan si el planeta se recalienta, tenemos que empezar por

reducir la cantidad de gases invernadero que liberamos a la atmósfera. Para disminuir los niveles del

dióxido de carbono, hay que quemar menos combustible fósil. Esto se puede conseguir si utilizamos

energías alternativas. El racionalizar y optimizar el consumo energético también es una manera eficaz

de disminuir la cantidad de dióxido de carbono que emitimos a la atmósfera. Otra manera de reducir el

nivel de dióxido de carbono es detener la tala y quema de los bosques. También podemos plantar

árboles, que obtienen el dióxido de carbono del aire y lo transforman, evitando que vaya a la

atmósfera. Un problema muy grave es la destrucción de la selva tropical.

Cambiar 5 bombillas: cambie cinco bombillas de las que usa en casa por bombillas de bajo consumo. La próxima vez que tenga que comprar algún material eléctrico para su casa, compruebe que se encuentra etiquetado con la estrella de ahorro de energía.

Calentar y enfriar de forma razonable. Limpie los filtros del aire acondicionado de forma regular y utilice la calefacción y aire acondicionado de forma razonable, a una temperatura normal, sin llegar a los extremos.

Selle su casa. Tape las grietas y las rendijas que hay en las ventanas y puertas. Así evitará que se vayan el calor y el frío y también se sentirá más cómodo en casa.

Use energía verde. La energía verde proviene de fuentes renovables como el viento y el sol. Siempre que pueda, use la energía verde. Todavía puede contribuir más si instala paneles solares. Infórmese de las subvenciones que hay para ayudarle a instalar este tipo de materiales.

Reducir, re-usar y reciclar. Si existe algún programa de reciclado donde reside, infórmese. Reduzca el gasto, vuelva a usar materiales y recicle.

Si tiene jardín, utilice una cortadora de césped que funcione empujándola. Este tipo de cortadora no utiliza energía y no emite gases nocivos.

Ahorre agua. Todos podemos ahorrar agua. No deje el grifo abierto mientras se cepilla los dientes o se afeita. No use la taza del inodoro como una papelera.

Compre de forma inteligente: antes de comprar un vehículo, compruebe su aportación de gases nocivos a la atmósfera. Compre el que menos emita, ajustado a su presupuesto. Verifique si su coche es Flexible a la hora de utilizar gasolina. Algunos vehículos pueden usar un compuesto que contiene un 85% de etanol o la gasolina tradicional. El etanol proviene del maíz y emite menos dióxido de carbono. (Ya existen aproximadamente unos 5 millones de vehículos con esta característica).

Conduzca racionalmente. Para ahorrar y, además, reducir la emisión de gases de efecto invernadero, procure no frenar y acelerar constantemente. Evite acelerar de forma brusca y no deje el motor en marcha cuando esté hablando con los amigos.

Mantenimiento. Un coche bien mantenido será más eficiente y emitirá menos gases dañinos. Además, ¡es mucho más seguro!

Transporte público. Un sistema efectivo de transporte público puede reducir considerablemente la emisión de gases de efecto invernadero, además de ayudar a descongestionar el tráfico.

Utilizar energías limpias en los vehículos del gobierno.

.Crear más zonas verdes y proteger las ya existentes.

graficar: P contra FR, y P contra viscosidad

decir como era el levantamiento x capa de gas

Definir: porosidad secundaria,permeabilidad efectiva, FR y no me acuerdo

y despues 2 problemas facilisimos

uno le daban el espesor y hallar la presion del yacimiento