CIENCIA, MATERIA, ENERGÍA Y CIENCIA, MATERIA, ENERGÍA Y ECOLOGÍA: ECOLOGÍA:

CONEXIONES EN LA NATURALEZACONEXIONES EN LA NATURALEZA

DOCENTE: ING. FRANK MALDONADO L.

CIENCIACIENCIA

    ¿Qué es la Ciencia? ¿Qué es la Ciencia? La ciencia se basa en el supuesto de que hay un La ciencia se basa en el supuesto de que hay un orden en la orden en la

naturalezanaturaleza que puede ser descubierto. que puede ser descubierto. Es un intento de Es un intento de descubrir ese ordendescubrir ese orden y utilizar ese y utilizar ese

conocimiento para conocimiento para hacer prediccioneshacer predicciones acerca de lo que acerca de lo que puede suceder en la naturaleza.puede suceder en la naturaleza.

  

Lo que hacen los científicosLo que hacen los científicos

Los hechos (datos) se reúnen y se verifican repitiendo los experimentos; Los hechos (datos) se reúnen y se verifican repitiendo los experimentos; Se analizan los datos para ver si hay un patrón de conducta coherente que Se analizan los datos para ver si hay un patrón de conducta coherente que

se pueda resumir como una ley científica;se pueda resumir como una ley científica; Se proponen hipótesis para explicar los datos; Se proponen hipótesis para explicar los datos; Se hacen deducciones o predicciones para evaluar cada hipótesis.Se hacen deducciones o predicciones para evaluar cada hipótesis. Una hipótesis sustentada por un gran número de pruebas y que es Una hipótesis sustentada por un gran número de pruebas y que es

aceptada por la comunidad científica se convierte en una teoría científicaaceptada por la comunidad científica se convierte en una teoría científica

resumen del proceso científico,resumen del proceso científico,

una forma de pensamiento una forma de pensamiento crítico.crítico.

Hipótesis científicasHipótesis científicas

El objetivo primordial de la ciencia no son los hechos en sí El objetivo primordial de la ciencia no son los hechos en sí mismos, sino una mismos, sino una nueva idea, principio o modelo que nueva idea, principio o modelo que conecte y explique ciertos hechos y conduzca a conecte y explique ciertos hechos y conduzca a predicciones útilespredicciones útiles acerca de lo que debe suceder en la acerca de lo que debe suceder en la naturaleza. naturaleza.

Los científicos que están trabajando en un problema en Los científicos que están trabajando en un problema en particular intentan sugerir una serie de posibles particular intentan sugerir una serie de posibles explicaciones o explicaciones o hipótesis científicashipótesis científicas de lo que ellos (u de lo que ellos (u otros científicos) han observado en la naturaleza.otros científicos) han observado en la naturaleza.

  

  

Los experimentosLos experimentos

Para aceptar, una hipótesis científica no sólo se debe Para aceptar, una hipótesis científica no sólo se debe explicar los datos explicar los datos científicoscientíficos o fenómenos, sino que también se o fenómenos, sino que también se debe hacer prediccionesdebe hacer predicciones que se puedan utilizar para que se puedan utilizar para demostrar la validez de la hipótesis.demostrar la validez de la hipótesis.

Una vez que se ha creado una hipótesis científica se llevan a cabo Una vez que se ha creado una hipótesis científica se llevan a cabo experimentos experimentos (y se repiten para asegurarse de que se pueden (y se repiten para asegurarse de que se pueden reproducir) reproducir) para demostrar las deducciones o predicciones.para demostrar las deducciones o predicciones.

Los experimentos pueden eliminar (refutar) varias hipótesis, pero nunca Los experimentos pueden eliminar (refutar) varias hipótesis, pero nunca pueden demostrar que una hipótesis sea la mejor (la más útil) o la pueden demostrar que una hipótesis sea la mejor (la más útil) o la única explicación.única explicación.

Me lo contaron y lo olvidé,Me lo contaron y lo olvidé, lo vi y lo entendí, lo vi y lo entendí, lo hice y lo aprendí.   lo hice y lo aprendí.  ConfucioConfucio

ModelosModelosUno de los métodos que utilizan los científicos para demostrar una hipótesis Uno de los métodos que utilizan los científicos para demostrar una hipótesis es desarrollar un modelo, que es una representación aproximada o es desarrollar un modelo, que es una representación aproximada o simulación del sistema que se está estudiando. Hay muchos tipos de simulación del sistema que se está estudiando. Hay muchos tipos de modelos:modelos: matemático, físico, mental, conceptual, gráfico y computacional matemático, físico, mental, conceptual, gráfico y computacional

Teoría científicaTeoría científica Si muchos experimentos apoyan una hipótesis en particular ésta se convierte Si muchos experimentos apoyan una hipótesis en particular ésta se convierte

en en teoría científicateoría científica: una idea, principio o modelo que aúna y explica muchos : una idea, principio o modelo que aúna y explica muchos hechos que anteriormente no parecían tener relación y que además está hechos que anteriormente no parecían tener relación y que además está sustentada en una gran cantidad de pruebas. sustentada en una gran cantidad de pruebas.

Teoría ondulatoria Teoría Corpuscular Teoría Electromagnetica Teoría ondulatoria Teoría Corpuscular Teoría Electromagnetica Teoría de los Cuantos (Dual) Teoría de los Cuantos (Dual) ..

Ley científicaLey científicaEs una descripción de lo que sucede en la naturaleza una y otra vez de la Es una descripción de lo que sucede en la naturaleza una y otra vez de la

misma forma, sin excepción conocida.misma forma, sin excepción conocida.

Por ejemplo, después de hacer miles de observaciones y medidas a lo Por ejemplo, después de hacer miles de observaciones y medidas a lo largo de muchas décadas, los científicos descubrieron la llamada largo de muchas décadas, los científicos descubrieron la llamada segunda ley de la energía o termodinámicasegunda ley de la energía o termodinámica.. Una forma sencilla de Una forma sencilla de enunciar esta ley es que el calor siempre fluye espontáneamente del enunciar esta ley es que el calor siempre fluye espontáneamente del calor al frío (algo que todos hemos descubierto al tocar un objeto muy calor al frío (algo que todos hemos descubierto al tocar un objeto muy caliente).caliente).

Ley de Snell Ley de Ohm 2da Ley TermodinámicaLey de Snell Ley de Ohm 2da Ley Termodinámica

Válidez de los resultados de la cienciaVálidez de los resultados de la ciencia

Teoría ondulatoria Teoría Corpuscular Teoría Electromagnetica Teoría de los Cuantos Teoría ondulatoria Teoría Corpuscular Teoría Electromagnetica Teoría de los Cuantos (Dual) (Dual)

Los científicos Los científicos pueden refutarpueden refutar o pueden establecer que un modelo, o pueden establecer que un modelo, teoría o ley en particular teoría o ley en particular tiene un alto grado de valideztiene un alto grado de validez y que es y que es extremadamente útil a la hora de examinar cómo funciona la extremadamente útil a la hora de examinar cómo funciona la naturaleza y de predecir lo que sucederá en la misma. naturaleza y de predecir lo que sucederá en la misma.

Sin embargo, los científicos Sin embargo, los científicos no pueden demostrar que sus ideas son no pueden demostrar que sus ideas son absolutamente ciertasabsolutamente ciertas

Siempre hay Siempre hay alguna incertidumbrealguna incertidumbre asociada a cualquier modelo, asociada a cualquier modelo, teoría o ley científica. Aunque ésta pueda ser extremadamente bajateoría o ley científica. Aunque ésta pueda ser extremadamente baja

El objetivo del proceso científico riguroso es El objetivo del proceso científico riguroso es reducirreducir tanto como sea tanto como sea posible posible el grado de incertidumbre. el grado de incertidumbre.

Sin embargo, cuanto más complejo sea el sistema que está siendo Sin embargo, cuanto más complejo sea el sistema que está siendo estudiado, mayor será el grado de incertidumbre o la dificultad para estudiado, mayor será el grado de incertidumbre o la dificultad para predecir su comportamiento.predecir su comportamiento.

La ciencia fronteriza y la ciencia de consensoLa ciencia fronteriza y la ciencia de consensoCiencia fronterizaCiencia fronteriza..Los reportajes de noticias se centran a menudo en Los reportajes de noticias se centran a menudo en

los "grandes avances" y en las disputas entre los los "grandes avances" y en las disputas entre los científicos sobre la validez de los datos, hipótesis científicos sobre la validez de los datos, hipótesis y modelos preliminares (sin haber sido probados) y modelos preliminares (sin haber sido probados) que por definición que por definición son provisionalesson provisionales. .

Este aspecto de la ciencia, que se presta a la Este aspecto de la ciencia, que se presta a la controversia, porque no ha sido ampliamente controversia, porque no ha sido ampliamente probado y aceptado, se denomina probado y aceptado, se denomina Ciencia Ciencia fronterizafronteriza

Ciencia de consensoCiencia de consenso

Por contraste, la Por contraste, la Ciencia de consensoCiencia de consenso se compone se compone de datos, teorías y leyes que están ampliamente de datos, teorías y leyes que están ampliamente aceptadas por los científicos considerados aceptadas por los científicos considerados expertos en la materia. expertos en la materia.

Este aspecto de la ciencia Este aspecto de la ciencia es muy fiablees muy fiable..

Qué es la ciencia del medio ambienteQué es la ciencia del medio ambiente La La ciencia del medio ambienteciencia del medio ambiente es el estudio de es el estudio de

cómo nos relacionamos con otras especies y cómo nos relacionamos con otras especies y con el entorno no viviente (materia y energía). con el entorno no viviente (materia y energía).

Es una ciencia física y social que integra Es una ciencia física y social que integra conocimientos de una conocimientos de una amplia variedad de amplia variedad de disciplinasdisciplinas como: como:

física, química, biología (especialmente física, química, biología (especialmente ecología), geología, meteorología, ecología), geología, meteorología,

geografía, tecnología e ingeniería de geografía, tecnología e ingeniería de recursos, recursos, gestión y conservación de gestión y conservación de recursos, recursos, demografía (el estudio de la demografía (el estudio de la dinámica de la dinámica de la población), economía, población), economía, política, política, psicología y ética. psicología y ética.

Es decir, es un estudio de cómo operan y se Es decir, es un estudio de cómo operan y se relacionan entre sí las distintas partes de la relacionan entre sí las distintas partes de la naturaleza y de las sociedades humanas, un naturaleza y de las sociedades humanas, un estudio de conexiones e interacciones.estudio de conexiones e interacciones.

  

                  

Limitaciones de la ciencia ambientalLimitaciones de la ciencia ambiental ExisteExiste controversia controversia sobre algunas áreas del conocimiento aportadas sobre algunas áreas del conocimiento aportadas

por las ciencias medioambientales, porque una buena parte de ellas por las ciencias medioambientales, porque una buena parte de ellas cae cae dentro del territorio de la ciencia fronterizadentro del territorio de la ciencia fronteriza. .

Se pueden discutir las cifras, pero lo que los científicos del medio Se pueden discutir las cifras, pero lo que los científicos del medio ambiente pretenden señalar es que las ambiente pretenden señalar es que las tendencias tendencias de estos fenómenos de estos fenómenos son lo bastante significativasson lo bastante significativas como para ser evaluadas y tratadas. como para ser evaluadas y tratadas.

La mayor parte de los problemas medioambientales se componen de La mayor parte de los problemas medioambientales se componen de tantas variables y tantas interacciones complejastantas variables y tantas interacciones complejas que no tenemos que no tenemos datos suficientes ni modelos como para poder llegar a entenderlos datos suficientes ni modelos como para poder llegar a entenderlos perfectamente perfectamente

Dado que los problemas medioambientales no van a desaparecer, en Dado que los problemas medioambientales no van a desaparecer, en algún momento tenemos que algún momento tenemos que evaluar la información disponibleevaluar la información disponible (pero (pero siempre insuficiente) y siempre insuficiente) y tomar decisiones económicas y políticas. tomar decisiones económicas y políticas.

MATERIA Y ENERGÍAMATERIA Y ENERGÍA bloques constructivos de la naturalezabloques constructivos de la naturaleza

La La materiamateria es cualquier cosa que tenga masa (la es cualquier cosa que tenga masa (la cantidad de material que hay en un objeto) y cantidad de material que hay en un objeto) y ocupe espacio.ocupe espacio.

La materia comprende los La materia comprende los sólidos, líquidos y sólidos, líquidos y gasesgases que nos rodean y que están dentro de que nos rodean y que están dentro de nosotros.nosotros.

La materia se encuentra en dos formas químicas: La materia se encuentra en dos formas químicas: elementoselementos (los bloques constructivos de la (los bloques constructivos de la materia que forman todas las sustancias materia que forman todas las sustancias materiales) y materiales) y compuestoscompuestos (dos o más elementos (dos o más elementos que se mantienen juntos en proporciones fijas que se mantienen juntos en proporciones fijas por medio de fuerzas de atracción llamadas por medio de fuerzas de atracción llamadas enlaces químicos). enlaces químicos).

Se pueden encontrar varios elementos, Se pueden encontrar varios elementos, compuestos o ambas cosas en las compuestos o ambas cosas en las mezclasmezclas..

Niveles de organización de la materia de Niveles de organización de la materia de acuerdo con el tamaño y la funciónacuerdo con el tamaño y la función..

Ésta es una de las Ésta es una de las formas en que los formas en que los científicos científicos clasifican los clasifican los patrones de patrones de materiamateria que se que se encuentran en la encuentran en la naturaleza. naturaleza.

Obsérvese que la Obsérvese que la ecologíaecología se centra se centra en cinco niveles en cinco niveles de este modelo de este modelo jerárquico.jerárquico.

Elementos químicosElementos químicosToda la materia está formada a partir de los 112 elementos Toda la materia está formada a partir de los 112 elementos

químicos conocidos (92 de ellos se encuentran en estado químicos conocidos (92 de ellos se encuentran en estado natural y 20 se obtienen en laboratorio a partir de los natural y 20 se obtienen en laboratorio a partir de los

elementos existenteselementos existentes). ).

Bloques constructivos de la materiaBloques constructivos de la materia Si tuviéramos un supermicroscopio que fuera capaz de Si tuviéramos un supermicroscopio que fuera capaz de

escudriñar los elementos y los compuestos escudriñar los elementos y los compuestos podríamos ver que están formados con tres tipos de podríamos ver que están formados con tres tipos de bloquesbloques

los átomoslos átomos (la unidad más pequeña de materia que (la unidad más pequeña de materia que es característica de un elemento en particular), es característica de un elemento en particular),

los ioneslos iones (átomos o combinaciones de átomos (átomos o combinaciones de átomos cargados eléctricamente) y cargados eléctricamente) y

moléculasmoléculas (combinaciones de dos o más átomos del (combinaciones de dos o más átomos del mismo o de distintos elementos que se mantienen mismo o de distintos elementos que se mantienen unidos por medio de enlaces químicos). Dado que los unidos por medio de enlaces químicos). Dado que los iones y las moléculas están formados por átomos, iones y las moléculas están formados por átomos, los átomos son los bloques constructivos los átomos son los bloques constructivos fundamentales de toda la materia.fundamentales de toda la materia.

Un átomo de Sodio dona un Un átomo de Sodio dona un electrón a un átomo de Cloro electrón a un átomo de Cloro para formar los iones sodio y para formar los iones sodio y cloro.cloro.

Partículas subatómicasPartículas subatómicasSi incrementáramos los aumentos de nuestro Si incrementáramos los aumentos de nuestro

supermicroscopio encontraríamos que cada tipo supermicroscopio encontraríamos que cada tipo distinto de átomo contiene un cierto número de distinto de átomo contiene un cierto número de partículas subatómicaspartículas subatómicas..

Los bloques constructivos principales de un átomo Los bloques constructivos principales de un átomo son son los protones (p)los protones (p) que tienen carga positiva, que tienen carga positiva,

los neutrones (n)los neutrones (n) que no tienen carga, y que no tienen carga, y

los electrones (e)los electrones (e) que tienen carga negativa. que tienen carga negativa.

Cada átomo está formado por un centro Cada átomo está formado por un centro extremadamente pequeño, o extremadamente pequeño, o núcleonúcleo, que contiene , que contiene protones y neutrones, y uno o más electrones que protones y neutrones, y uno o más electrones que giran rápidamente alrededor del núcleogiran rápidamente alrededor del núcleo

Todos los átomos neutros tienen el mismo número Todos los átomos neutros tienen el mismo número de protones de carga positiva (dentro del núcleo) de protones de carga positiva (dentro del núcleo) que de electrones, cuya carga es negativa (fuera que de electrones, cuya carga es negativa (fuera del núcleo).del núcleo).

Dado que estas cargas se compensan unas con Dado que estas cargas se compensan unas con otras, el átomo como conjunto no tiene carga otras, el átomo como conjunto no tiene carga eléctrica.eléctrica.

CompuestosCompuestos

La mayor parte de la materia se presenta en forma de La mayor parte de la materia se presenta en forma de compuestos.compuestos.

Los químicos utilizan una Los químicos utilizan una fórmula químicafórmula química abreviada para mostrar el abreviada para mostrar el número de átomos (o iones) de cada tipo que hay en un compuesto. número de átomos (o iones) de cada tipo que hay en un compuesto.

La fórmula contiene los símbolos de cada uno de los elementos La fórmula contiene los símbolos de cada uno de los elementos presentes y utiliza presentes y utiliza subíndices para representar el número de átomossubíndices para representar el número de átomos o iones de cada elemento que se encuentran en la unidad estructural o iones de cada elemento que se encuentran en la unidad estructural básica del compuesto. básica del compuesto.

Ejemplos:Ejemplos: oxígeno oxígeno (O(O22), ozono (O), ozono (O33), nitrógeno (N), nitrógeno (N22), óxido nitroso (N), óxido nitroso (N22O), O), óxido nítrico (NO), sulfuro de hidrógeno (Hóxido nítrico (NO), sulfuro de hidrógeno (H22S), monóxido de carbono S), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO(CO), dióxido de carbono (CO22), dióxido de nitrógeno (NO), dióxido de nitrógeno (NO22), dióxido ), dióxido de azufre (SOde azufre (SO22), amoniaco (NH), amoniaco (NH33), ácido sulfúrico (H), ácido sulfúrico (H22SOSO44), ácido nítrico ), ácido nítrico (HNO(HNO33), metano (CH), metano (CH44) y glucosa (C) y glucosa (C66HH1212OO66).).

SClSCl44

calidad de la materiacalidad de la materia La materia se encuentra también en tres estados físicos:La materia se encuentra también en tres estados físicos:

sólido, líquido y gaseoso. El agua, por ejemplo, existe en sólido, líquido y gaseoso. El agua, por ejemplo, existe en forma de hielo, líquido y gaseoso, dependiendo de la forma de hielo, líquido y gaseoso, dependiendo de la presión y de la temperatura. presión y de la temperatura.

Los tres estados de la materia se diferencian en el Los tres estados de la materia se diferencian en el espacio relativo y en la espacio relativo y en la ordenación de sus átomos, iones ordenación de sus átomos, iones o moléculas.o moléculas.

Los sólidos tienen la organización más compacta y Los sólidos tienen la organización más compacta y ordenada y los gases la menos compacta y mas ordenada y los gases la menos compacta y mas desordenada. desordenada. 

Desde un punto de vista humano podemos clasificar la Desde un punto de vista humano podemos clasificar la materia segúnmateria según su calidad o utilidad para nosotros su calidad o utilidad para nosotros. .

La calidad de la materia es una medida de la utilidad de La calidad de la materia es una medida de la utilidad de un recurso, basándose en su un recurso, basándose en su disponibilidad y disponibilidad y concentraciónconcentración. .

La La materia de alta calidadmateria de alta calidad está organizada, concentrada y está organizada, concentrada y se encuentra generalmente cerca de la superficie de la se encuentra generalmente cerca de la superficie de la tierra y tierra y tiene un gran potencial para ser utilizada como tiene un gran potencial para ser utilizada como recurso material; recurso material;

La La materia de baja calidadmateria de baja calidad está desorganizada, diluida y a está desorganizada, diluida y a menudo muy profundamente en el interior de la tierra o menudo muy profundamente en el interior de la tierra o dispersa en el mar o la atmósfera, y generalmente dispersa en el mar o la atmósfera, y generalmente tiene tiene escaso potencial para ser usada como recursoescaso potencial para ser usada como recurso

Ejemplos de calidad de la materiaEjemplos de calidad de la materia

Una Una lata de aluminiolata de aluminio es una forma más concentrada y de mayor calidad es una forma más concentrada y de mayor calidad que el que el mineralmineral que contenga la misma cantidad de aluminio. que contenga la misma cantidad de aluminio.

Por eso hace falta menos energía, agua y dinero para Por eso hace falta menos energía, agua y dinero para reciclarreciclar una lata de una lata de aluminio que para hacer uno nuevo partiendo del mineral.aluminio que para hacer uno nuevo partiendo del mineral.

Ejemplos de las diferentes Ejemplos de las diferentes calidades de la materiacalidades de la materia

La materia de La materia de alta calidadalta calidad (columna de la izquierda) es (columna de la izquierda) es bastante fácil de obtener y bastante fácil de obtener y está concentrada;está concentrada;

La materia de La materia de baja calidadbaja calidad (columna de la derecha) es (columna de la derecha) es más difícil de extraer y está más difícil de extraer y está más dispersa que la de alta más dispersa que la de alta calidadcalidad..

La energíaLa energía

La energía es la La energía es la capacidad de realizar un trabajocapacidad de realizar un trabajo El trabajo se realiza cuando una fuerza al actuar sobre un objeto, hace El trabajo se realiza cuando una fuerza al actuar sobre un objeto, hace

que el objeto se mueva a lo largo de una distancia. que el objeto se mueva a lo largo de una distancia. Para hervir el agua (para cambiarla a otra forma más dispersa y de Para hervir el agua (para cambiarla a otra forma más dispersa y de

movimiento de moléculas más rápido en el vapor) es necesario movimiento de moléculas más rápido en el vapor) es necesario disponer de energía disponer de energía

La energíaLa energía se presenta de muchas formas se presenta de muchas formas: : luz, calor, electricidad, luz, calor, electricidad, energía químicaenergía química almacenada en los enlaces químicos del carbón, almacenada en los enlaces químicos del carbón, azúcar y otros materiales; azúcar y otros materiales; la energía mecánicala energía mecánica de la materia en de la materia en movimiento como las corrientes de agua, el viento (masas de aire) movimiento como las corrientes de agua, el viento (masas de aire) o la de una persona que va corriendo; y la o la de una persona que va corriendo; y la energía nuclearenergía nuclear emitida emitida por los núcleos de ciertos isótopos.por los núcleos de ciertos isótopos.

Los científicos clasifican la energía como Los científicos clasifican la energía como energía cinética y energía energía cinética y energía potencialpotencial. .

Energia CineticaEnergia CineticaEs energía en acción o movimiento.Es energía en acción o movimiento.Ejemplos:Ejemplos:

El viento (una masa de aire en movimiento),El viento (una masa de aire en movimiento),Las corrientes de agua,Las corrientes de agua,Las rocas que caen, Las rocas que caen, El calor que fluye de un cuerpo a alta temperatura El calor que fluye de un cuerpo a alta temperatura

hacia otro a una temperatura inferior, hacia otro a una temperatura inferior, La electricidad (flujo de electrones),La electricidad (flujo de electrones),Los coches en movimiento, tienen energía cinética. Los coches en movimiento, tienen energía cinética. La radiación electromagnética, como:La radiación electromagnética, como:

Las ondas de radio, Las ondas de radio, las ondas de TV, las ondas de TV, las microondas, las microondas, las radiaciones infrarrojas, las radiaciones infrarrojas, la luz visible, la luz visible, las radiaciones ultravioleta, las radiaciones ultravioleta, los rayos X, los rayos X, los rayos gamma y los rayos gamma y los rayos cósmicoslos rayos cósmicos

Las ondas sismicasLas ondas sismicasLas ondas sonorasLas ondas sonoras

El espectro electromagnéticoEl espectro electromagnético

La figura muestra la banda de ondas electromagnéticas, La figura muestra la banda de ondas electromagnéticas, para diferentes longitudes de onda (la distancia entre para diferentes longitudes de onda (la distancia entre picos o simas sucesivas) y su contenido en energía. picos o simas sucesivas) y su contenido en energía.

Energía potencialEnergía potencialEs la energía almacenada que está potencialmente Es la energía almacenada que está potencialmente

disponible para su uso.disponible para su uso.

Una piedra que se sostiene en la mano, un Una piedra que se sostiene en la mano, un cartucho de dinamita sin encender, el agua que cartucho de dinamita sin encender, el agua que está tras un dique de contención, la gasolina del está tras un dique de contención, la gasolina del depósito de un coche y la energía nuclear depósito de un coche y la energía nuclear almacenada en el núcleo de los átomos, todos almacenada en el núcleo de los átomos, todos estos ejemplos tienen estos ejemplos tienen energía debido a su energía debido a su posiciónposición o a la posición de sus partes. o a la posición de sus partes.

La La energía potencialenergía potencial se puede transformar en se puede transformar en energía cinéticaenergía cinética. .

Cuando se deja caer una piedra, su energía Cuando se deja caer una piedra, su energía potencial se convierte en energía cinética. potencial se convierte en energía cinética.

Cuando se quema la gasolina en el motor de un Cuando se quema la gasolina en el motor de un coche, la energía potencial almacenada en los coche, la energía potencial almacenada en los enlaces químicos de sus moléculas se convierte enlaces químicos de sus moléculas se convierte en calor, luz y energía mecánica (cinética) que en calor, luz y energía mecánica (cinética) que impulsa el coche.impulsa el coche.

Calidad de la energíaCalidad de la energíaDesde un punto de vista humano, la Desde un punto de vista humano, la calidad de la calidad de la

energíaenergía es la medida de la capacidad de una fuente es la medida de la capacidad de una fuente de energía para de energía para producir trabajo útilproducir trabajo útil. .

La energía de La energía de alta calidadalta calidad está está organizada o concentrada organizada o concentrada y puede realizar mucho trabajo útily puede realizar mucho trabajo útil, como ejemplos , como ejemplos citaremos la electricidad, el carbón, la gasolina, la luz citaremos la electricidad, el carbón, la gasolina, la luz solar concentrada, los núcleos de uranio-235 solar concentrada, los núcleos de uranio-235 utilizados como combustible en las plantas nucleares utilizados como combustible en las plantas nucleares y el calor concentrado en pequeñas cantidades de y el calor concentrado en pequeñas cantidades de materia, de tal manera que su temperatura sea alta.materia, de tal manera que su temperatura sea alta.

Por contraste, la energía de Por contraste, la energía de baja calidadbaja calidad está está desorganizada o dispersa y tiene poca capacidad desorganizada o dispersa y tiene poca capacidad para realizar trabajo útilpara realizar trabajo útil. Como ejemplo citaremos el . Como ejemplo citaremos el calor dispersado en las moléculas móviles de una calor dispersado en las moléculas móviles de una gran cantidad de materia (como la atmósfera o una gran cantidad de materia (como la atmósfera o una gran masa de agua) de tal manera que su temperatura gran masa de agua) de tal manera que su temperatura es baja. Así pues, a pesar de que la cantidad total de es baja. Así pues, a pesar de que la cantidad total de calor almacenada por el océano Atlántico es mayor calor almacenada por el océano Atlántico es mayor que la cantidad de energía química de alta calidad que la cantidad de energía química de alta calidad que contienen todos los pozos de petróleo de Arabia que contienen todos los pozos de petróleo de Arabia Saudita, el calor del océano está tan disperso que no Saudita, el calor del océano está tan disperso que no se puede utilizar para mover o calentar cosas hasta se puede utilizar para mover o calentar cosas hasta altas temperaturas. altas temperaturas.

Clasificación de la calidad de Clasificación de la calidad de varias fuentes de energíavarias fuentes de energía

utilidad para realizar utilidad para realizar distintas tareasdistintas tareas

La energía de alta calidadLa energía de alta calidad está concentrada y tiene está concentrada y tiene una gran capacidad de una gran capacidad de realizar trabajo útil;realizar trabajo útil;

la energía de baja calidadla energía de baja calidad está dispersa y tiene está dispersa y tiene escasa capacidad de escasa capacidad de realizar trabajo útil. realizar trabajo útil.

Para evitar el Para evitar el desperdicio desperdicio innecesario de energíainnecesario de energía, , es mejor emparejar la es mejor emparejar la calidad de una fuente de calidad de una fuente de energía con la calidad energía con la calidad de la energía necesaria de la energía necesaria para realizar un trabajo.para realizar un trabajo.

Evitar desperdicio de energíaEvitar desperdicio de energíaUtilizamos la energía para llevar a Utilizamos la energía para llevar a

cabo cabo ciertas tareasciertas tareas, cada una de , cada una de las cuales las cuales precisa de un mínimo precisa de un mínimo de calidad de energíade calidad de energía. .

Ley de conservación de la materiaLey de conservación de la materiaLa gente suele hablar de consumir o agotar recursos materiales, pero La gente suele hablar de consumir o agotar recursos materiales, pero

la verdad es que nosotros no consumimos materia, sólo utilizamos la verdad es que nosotros no consumimos materia, sólo utilizamos algunos de los recursos de la tierra durante un tiempo. algunos de los recursos de la tierra durante un tiempo.

Tomamos materiales de la tierra, los llevamos a otra parte del globo y Tomamos materiales de la tierra, los llevamos a otra parte del globo y los procesamos para convertirlos en productos que se utilizan y los procesamos para convertirlos en productos que se utilizan y luego se desechan, se queman, se entierran, se vuelven a utilizar o luego se desechan, se queman, se entierran, se vuelven a utilizar o se reciclan.se reciclan.

Al hacer esto, podemos cambiar varios elementos y compuestos de Al hacer esto, podemos cambiar varios elementos y compuestos de un estado físico o químico a otro, pero no hay ningún proceso un estado físico o químico a otro, pero no hay ningún proceso físico o químico por medio del cual podamos crear o destruir físico o químico por medio del cual podamos crear o destruir ninguno de los átomos que entran en juego. ninguno de los átomos que entran en juego.

Lo único que podemos hacer es Lo único que podemos hacer es organizarlos en distintos patrones organizarlos en distintos patrones espaciales (cambios físicos) o en diferentes combinacionesespaciales (cambios físicos) o en diferentes combinaciones (cambios químicos),(cambios químicos), lo que se conoce como lo que se conoce como ley de conservación ley de conservación de la materiade la materia..

La ley de conservación de la materia significa que La ley de conservación de la materia significa que en realidad no se en realidad no se tira nadatira nada. Todo lo que creemos haber tirado sigue aquí con . Todo lo que creemos haber tirado sigue aquí con nosotros de una forma u otra.nosotros de una forma u otra.

Aunque pudiéramos hacer que el medio ambiente estuviera más Aunque pudiéramos hacer que el medio ambiente estuviera más limpio y convertir algunos productos químicos potencialmente limpio y convertir algunos productos químicos potencialmente dañinos en otros formas físicas o químicas menos perjudiciales. dañinos en otros formas físicas o químicas menos perjudiciales.

Primera ley de la energíaPrimera ley de la energía

Los científicos han observado que la energía cambia de una Los científicos han observado que la energía cambia de una forma a otra en millones de cambios físicos y químicos, forma a otra en millones de cambios físicos y químicos, pero nunca han podido detectar la creación o destrucción pero nunca han podido detectar la creación o destrucción de ninguna clase de energía de ninguna clase de energía

Los resultados de sus experimentos se han resumido en la Los resultados de sus experimentos se han resumido en la ley de conservación de la energía, también conocida ley de conservación de la energía, también conocida como primera ley de la energía o primera ley de la como primera ley de la energía o primera ley de la termodinámicatermodinámica

Esta ley científica nos Esta ley científica nos dice que cuando una forma de dice que cuando una forma de energía se convierte en otra por medio de cualquier energía se convierte en otra por medio de cualquier cambio físico o químico, la entrada de energía es siempre cambio físico o químico, la entrada de energía es siempre igual a la salida de energíaigual a la salida de energía. .

Segunda ley de la energíaSegunda ley de la energíaComo la primera ley de la energía establece Como la primera ley de la energía establece

que la energía ni se crea ni se destruye, que la energía ni se crea ni se destruye, existe la tentación de pensar que siempre existe la tentación de pensar que siempre habrá suficiente energía y, sin embargo, si habrá suficiente energía y, sin embargo, si llenamos un depósito de gasolina de un llenamos un depósito de gasolina de un coche y nos movemos en él, o utilizamos coche y nos movemos en él, o utilizamos una batería de linterna hasta que se agota, una batería de linterna hasta que se agota, hay algo que se ha perdido. Si no es la hay algo que se ha perdido. Si no es la energía, ¿qué es? La respuesta es calidad energía, ¿qué es? La respuesta es calidad de energía , es decir la cantidad de energía de energía , es decir la cantidad de energía disponible para realizar un trabajo útil.disponible para realizar un trabajo útil.

Innumerables experimentos han demostrado Innumerables experimentos han demostrado que que cuando la energía se transforma cuando la energía se transforma siempre se produce una reducción de la siempre se produce una reducción de la calidad de dicha energíacalidad de dicha energía..

Los resultados de estos experimentos se han Los resultados de estos experimentos se han resumido en lo que se denomina resumido en lo que se denomina segunda segunda ley de la energía o segunda ley de la ley de la energía o segunda ley de la termodinámica: termodinámica:

Degradación de la EnergíaDegradación de la EnergíaCuando la energía cambia de una forma a otra, una parte Cuando la energía cambia de una forma a otra, una parte

de la energía útil siempre se degrada a energía de de la energía útil siempre se degrada a energía de inferior calidadinferior calidad, más dispersa, menos útil. , más dispersa, menos útil.

Básicamente, esta ley dice que en cualquier conversión de Básicamente, esta ley dice que en cualquier conversión de energía siempre terminamos con menos energía energía siempre terminamos con menos energía utilizable que cuando empezamos. utilizable que cuando empezamos.

Por tanto, la energía siempre va de una forma más útil a Por tanto, la energía siempre va de una forma más útil a otra menos útil. otra menos útil.

Cuanta más energía usemos, más energía de baja calidad Cuanta más energía usemos, más energía de baja calidad (calor) añadiremos al medio ambiente(calor) añadiremos al medio ambiente. No se ha . No se ha encontrado una sola excepción a esta ley científica.encontrado una sola excepción a esta ley científica.

La segunda ley de la energía en acción La segunda ley de la energía en acción en los sistemas vivientesen los sistemas vivientes

. Cada vez que la energía cambia de una forma a otra, parte de la entrada inicial de . Cada vez que la energía cambia de una forma a otra, parte de la entrada inicial de energía de alta calidad se degrada, generalmente en forma de calor de baja calidad energía de alta calidad se degrada, generalmente en forma de calor de baja calidad que se dispersa en el medio ambiente.que se dispersa en el medio ambiente.

Un ecosistema es un sistema natural vivo que está formado Un ecosistema es un sistema natural vivo que está formado por un conjunto de organismos vivos (biocenosis) y el medio por un conjunto de organismos vivos (biocenosis) y el medio físico en donde se relacionan, biotopo. Un ecosistema es una físico en donde se relacionan, biotopo. Un ecosistema es una unidad compuesta de organismos interdependientes que unidad compuesta de organismos interdependientes que comparten el mismo hábitat. Los ecosistemas suelen formar comparten el mismo hábitat. Los ecosistemas suelen formar una serie de cadenas tróficas que muestran la una serie de cadenas tróficas que muestran la interdependencia de los organismos dentro del sistema. interdependencia de los organismos dentro del sistema.

El término ecosistema fue acuñado en 1930 por Roy Clapham El término ecosistema fue acuñado en 1930 por Roy Clapham para designar el conjunto de componentes físicos y para designar el conjunto de componentes físicos y biológicos de un entorno. El ecologista británico Arthur biológicos de un entorno. El ecologista británico Arthur Tansley refinó más tarde el término, y lo describió como «El Tansley refinó más tarde el término, y lo describió como «El sistema completo, ... incluyendo no sólo el complejo de sistema completo, ... incluyendo no sólo el complejo de organismos, sino también todo el complejo de factores organismos, sino también todo el complejo de factores físicos que forman lo que llamamos medio ambiente». físicos que forman lo que llamamos medio ambiente».

LOS ECOSISTEMAS

SITUACIÓN EN EL PERÚ:SITUACIÓN EN EL PERÚ:

-Identifican 300 ecosistemas frágiles. -Identifican 300 ecosistemas frágiles. En los últimos años, las investigaciones científicas que se En los últimos años, las investigaciones científicas que se realizan en diversos lugares del planeta advierten de la grave realizan en diversos lugares del planeta advierten de la grave desaparición de muchos ecosistemas debido principalmente desaparición de muchos ecosistemas debido principalmente a los efectos del calentamiento global, pero también por la a los efectos del calentamiento global, pero también por la acción del hombre.acción del hombre.

Nuestro país no escapa a esta dramática realidad, pues a la Nuestro país no escapa a esta dramática realidad, pues a la mutilación de territorios de áreas protegidas y reservas se mutilación de territorios de áreas protegidas y reservas se suma ahora la sobre extracción de recursos naturales, la suma ahora la sobre extracción de recursos naturales, la expansión de zonas agrícolas, la acelerada urbanización y la expansión de zonas agrícolas, la acelerada urbanización y la peligrosa contaminación ambiental.peligrosa contaminación ambiental.

Un grupo de expertos identificó los sistemas ecológicos más Un grupo de expertos identificó los sistemas ecológicos más frágiles, generalmente de pequeña extensión, ubicados fuera frágiles, generalmente de pequeña extensión, ubicados fuera del Sistema Nacional de Áreas Naturales Protegidas del Sistema Nacional de Áreas Naturales Protegidas (Sinanpe).(Sinanpe).

Entre los ecosistemas frágiles y áreas prioritarias para Entre los ecosistemas frágiles y áreas prioritarias para conservación propuestas figuran: 37 lagunas altoandinas conservación propuestas figuran: 37 lagunas altoandinas costeras, 29 humedales costeros, ocho humedales costeras, 29 humedales costeros, ocho humedales amazónicos, 55 lomas costeras, 55 bosques de queñoales y amazónicos, 55 lomas costeras, 55 bosques de queñoales y 11 bofedales altoandinos.11 bofedales altoandinos.

Entre estas áreas se estableció la Entre estas áreas se estableció la zona de bofedaleszona de bofedales altoandinos de Tacna, Puno y Moquegua, donde habita el altoandinos de Tacna, Puno y Moquegua, donde habita el suri; la zona de Jesús y Cocotea, ubicada en el límite entre suri; la zona de Jesús y Cocotea, ubicada en el límite entre Moquegua y Arequipa, donde hay importantes poblaciones Moquegua y Arequipa, donde hay importantes poblaciones de nutria marina y del pingüino de Humboldt; los páramos de de nutria marina y del pingüino de Humboldt; los páramos de Piura y Cajamarca, donde habita el tapir pinchaque; y la Piura y Cajamarca, donde habita el tapir pinchaque; y la provincia de Chincha, que concentra el guanaco, cuya provincia de Chincha, que concentra el guanaco, cuya situación es sumamente crítica.situación es sumamente crítica.

Riqueza forestalRiqueza forestalEn lo que respecta a riqueza forestal, se ha considerado el En lo que respecta a riqueza forestal, se ha considerado el valle de Cinto en Tacna, por su concentración de carzo o jasi valle de Cinto en Tacna, por su concentración de carzo o jasi (especie forestal declarada en veda indefinida desde el año (especie forestal declarada en veda indefinida desde el año 1977); el ecotono de transición entre los ecosistemas de 1977); el ecotono de transición entre los ecosistemas de manglar y bosque seco de Tumbes y Piura; los bosques manglar y bosque seco de Tumbes y Piura; los bosques secos del Marañón y Apurímac; así como la cuenca baja del secos del Marañón y Apurímac; así como la cuenca baja del río Lurín, la cuenca media y alta del río Rímac y la cuenca río Lurín, la cuenca media y alta del río Rímac y la cuenca media-baja del río Chillón, refugios de las cactáceas (plantas media-baja del río Chillón, refugios de las cactáceas (plantas únicas que crecen en estas zonas áridas de Lima).únicas que crecen en estas zonas áridas de Lima).

Otras áreas prioritarias son: las lomas de cactáceas gigantes Otras áreas prioritarias son: las lomas de cactáceas gigantes en Arequipa y Moquegua, los ecosistemas de yungas en Arequipa y Moquegua, los ecosistemas de yungas peruanos y los sitios importantes para la conservación de peruanos y los sitios importantes para la conservación de aves, conocidas como IBAS (130) en el Perú.aves, conocidas como IBAS (130) en el Perú.

En el marEn el marse ha propuesto 14 islas costeras y diez Puntas como se ha propuesto 14 islas costeras y diez Puntas como importantes para la conservación.importantes para la conservación.