Parte II. Módulo 2 ¿Qué es ECOLOGÍA URBANA?€¦ · 2 Materia orgi n ica enterrada C a C O en...
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Parte II. Módulo 2 ¿Qué es ECOLOGÍA URBANA?
Ana Carolina Herrero
B I O S F E R A
Área de mayor interés ecológico
genes células órgano organismos poblaciones comunidades
sistemas sistemas sistemas sistemas sistemas ecosistemas genéticos celulares de órganos de organismos de población
BIOLOGÍA ECOLOGÍA Niveles de organización (Odum)
LITÓSFERA + HIDRÓSFERA + ATMÓSFERA
BIOGEOQUÍMICOS
tierra (rocas, suelo, aire, agua)
vida
transformaciones químicas
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
describen el movimiento cíclico de elementos que se mueven entre los organismos vivos y el ambiente
físico e interviene un cambio físico.
TIERRA: sistema cerrado para la circulación de sus materiales!!!!
- DINÁMICA NATURAL: tasas constantes de intercambio; equilibrio de transformaciones (historia geológica)
- MOTORES ciclos: . energía sol + (gravitacional) . combustibles fósiles (aporte energético: alteraciones++++) - CAMINOS y TASAS PROPIAS en el flujo entre RESERVORIOS
BIOSFERA
INDUSTRIA
CORTEZA
TERRESTRE
ATMOSFERA
HIDROSFERA
Contaminación
C, N, S, Cl, As,
Se, Br, Pb, Hg Evaporación H, C, O
Precipitación
H, C, N, O, S Fotosíntesis,
fijación C, N
Gases Biogénicos
C, N, O, S
Extracción
N, O, Ar Extracción
Na, Mg, Cl,
Br, I Incorp.
H, C, O,
Si, S, Ca
Sedimentación
Si, S, Mn, Fe Incorp.
K, P
Contaminación
Ni, Cu, Cd, Pb,
Hg
Acción climática
C, Na, Mg, Si,
S, Cl, K, Ca Extracción
C, Al, P, S, Cl,
Fe Sedimentos Biogénicos
C, Si, P, S, Ca
Volcanes
C, N, S
RESERVORIOS/COMPARTIMENTOS y PROCESOS
Fuente: Cox, 1995
Hidrosfera Biosfera
H (como H O) 6 x 10 6 x 10 valor alto valor alto
C 200 100 150 8
N 0.25 0.1 6 0.1
O (como O ) 300 1 300 0.1
(como H O) 5 x 10 5 x 10 valor alto valor alto
Na 0 0.2 _ 0.001
Mg 0 0.3 _ 3 x 10
Si 0 0.2 _ 0.01
P 0 0.001 1 0.15
S 0.1 0.4 0.5 0.15
Cl 0.005 0.2 _ 0.17
K 0 0.05 _ 0.05
Ca 0 0.5 0.5 0.1
As 2 x 10 4 x 10 _ 5 x 10
Se 5 x 10 8 x 10 _ 1 x 10
Hg 5 x 10 5 x 10 _ 8 x 10
Pb 0 0.01? 2 x 10 0.004
IndustriaAtmósferaFlujo anual (10 kg/año) a través
deElemento
12
2
2
2
4
5
-5
-6
-5
4
5
-4
-6
-6
-4
-4
-5
-6
-6
CICLADO ANUAL DE ALGUNOS ELEMENTOS
Fuente: Cox, 1995
CICLO DEL CARBONO
Fuente: Craig y otros, 1996
SEDIMENTOS y ROCAS
HIDROSFERA
CO disuelto en océanos
ATMOSFERA
Carbono en CO
BIOSFERA Carbono en
plantas
y animales
2
Materia
orgánica enterrada
CaCO en depósitos de mármol, caliza, etc. Carbón, petróleo y
gas
2
3
Obtención de las plantas del CO
2
CO de la degradación de la materia
orgánica
2
CO de meteorización de la materia orgánica de
las rocas
CO del quemado de combustibles fósiles
2
2
Depositación de materia orgánica
CO entregado al agua por las plantas acuáticas
2
CO disuelto en los océanos
2
Precipitación de CaCO 3
CO de meteorización de calizas
2
- Recibe la energía del Sol
- Parte de esta energía se refleja
- El resto se absorbe; de acuerdo a su temperatura emite energía de onda larga
- ¿Cuál sería esa temperatura? Ley de Stefan-Boltzsman: entre )
EFECTO INVERNADERO NATURAL
X
Fuente: Mielnicki
Sin embargo, la temperatura promedio de la superficie terrestre (promedio de tierra y océanos, todo el año) es de:
¿A QUÉ SE DEBE ESTA DIFERENCIA???
• El O2 y el N2 no absorben ni emiten la radiación terrestre,
pero el vapor de agua, el CO2 y otros gases, sí. • Este efecto invernadero natural se debe a que estos gases
absorben la radiación terrestre y la reemiten a la Tierra. • Es natural porque la mayoría de los GEI existían en la
atmósfera antes de que el hombre empezara a quemar combustibles fósiles.
…cont. EFECTO INVERNADERO NATURAL
Fuente: Mielnicki
historia
1827 Jean-Baptiste Fourier reconoce el efecto de los GEI en la atmósfera
1860 John Tyndall mide la absorción infrarroja del CO2 y el vapor de agua. Sugiere que las glaciaciones se pueden deber a una disminución de los GEI
1896 Svante Arrhenius calcula el efecto de un incremento de GEI: estima que duplicar la concentración de CO2 aumentaría la temp. global en 5-6 °C
1940 Callendar evalúa mediciones de CO2 y estima un aumento de 10% en 100 años. Estima aumento de 2 °C por duplicación del CO2
Fuente: Mielnicki
Gentileza: Mielnicki
• La concentración actual de CO2 es mayor que en cualquier momento en los últimos 420.000 años.
420.000 años
•El CO2 atmosférico se mantuvo bajo (pero >180 ppm) en los períodos glaciales y alto (pero <300ppm) en los períodos interglaciales.
Fuente: Petit, Jouzel et al. 1999. Climate and atmospheric history of the past 420.000 years from the Vostok ice core in Antartica, NATURE. 399 (3JUre), pp 429-436.
Banda gris: rango de variación en los últimos 650.000 años
20.000 años
CICLO DEL NITRÓGENO
Fuente: Lennntech
¿QUÉ ES EUTROFICACIÓN?
Eu: abundante,
Trophos: alimento
Enriquecimiento desmesurado del agua con nutrientes
¿QUÉ SON LOS NUTRIENTES?
Son aquellos elementos que las plantas requieren para crecer. Incluyen, en el orden de su abundancia en los tejidos celulares: C, N, P y una diversidad de micro elementos (Mn, Mo, V, Zn…)
http://waterontheweb.org/under/lakeecology/10_biological_lakezones.html
Fuente: Davis &Masten, 2004
ZONA LIMNETICA (AGUAS ABIERTAS)ZONA LITORAL
ZONA BENTICA
PLANTAS
TERRESTRES PLANTAS
EMERGENTES
PLANTAS FLOTANTES
PLANTAS
SUMERGIDAS
http://waterontheweb.org/under/lakeecology/10_biological_lakezones.html
Fuente: Davis &Masten, 2004
http://waterontheweb.org/under/lakeecology/10_biological_lakezones.html
Fuente: Davis &Masten, 2004
ZONA LIMNETICA (AGUAS ABIERTAS)ZONA LITORAL
ZONA BENTICA
PLANTAS
TERRESTRES PLANTAS
EMERGENTES
PLANTAS FLOTANTES
PLANTAS
SUMERGIDAS
EUTROFICACIÓN
EUTROFICACIÓN Y ALGAS TÓXICAS
“FLORACIÓN”
3. Floración
Cianobacteria
Salud Pública
EUTROFICACIÓN
Deterioro Ecosistema, Estética, Potabilización, Olores y
sabores
Toxinas
Ambiental
2. Bajo ciertas circunstancias pueden
proliferar masivamente
1. Cianobacterias o algas verde azuladas son un componente frecuente de ecosistemas de agua dulce y marina
Gentileza: Ruibal L.
La Voz del Interior, 31 de Mayo 1999
Rio de la Plata (Bs As-Argentina)
Embalse Barra Bonita (San Pablo-Brasil) Foto: Dr. Tundisi
Embalse Sulejow (Polonia)
Foto: gentileza Dr. V. SantiagoFoto: gentileza Dr. V. Santiago
NITRATOS
t1t2
t3
t4 sup. freática
flujo sin contaminación
flujo con baja contaminación
flujo con alta contaminación
NO PUNTUALES O DIFUSAS PUNTUALES
•Desagües Cloacales
•Desagües Pluviales
•Desagües Industriales
•Pozos de Petróleo
•Buques de Petróleo
•Actividades Mineras
•Actividades agrícola-ganaderas
•Actividades de Deforestación
•Deposición del Aire
no se pueden localizar en un solo sitio de descarga
Descargan agentes contaminantes en localizaciones específicas a través de tuberías o de alcantarillas en el agua
CONTAMINACIÓN HÍDRICA???
Principales Problemas de Calidad de Agua
AGUA DULCE
* Necesidades básicas del hombre: alimentación y salud
* Recurso escaso:
Agua dulce: 2,42 %
* Distribución del agua:
* Recurso multifuncional:
68%
25%
7% Agropecuario
Industrial
Abastecimientohumano
Fuente: UNESCO
67%
11%
22%
* Demanda creciente!!!!!
Fenómeno de concentración de la población en localidades urbanas, con mayor énfasis en las regiones menos desarrolladas.
Stanners y Bourdeau, 1995 2534 mi 6907 mi
Impactarán el uso de agua de consumo, al disminuir la disponibilidad media natural per cápita.
Actualmente la disponibilidad/cápita en América Latina: 3.100 m3/hab/año.
Fuente: Panel Internacional de los Recursos
Consumo global de AGUA 1900 – 2025 por región, en billones m3 / año
DISPONIBILIDAD DE AGUA DULCE
Fuente: FAO Aquatast, 2008
PRESIÓN HÍDRICA
Fuente: Noyola, 2010
A M B I E N T E
SUBSISTEMA SOCIAL
SUBSISTEMA ECOLÓGICO
SUBSISTEMA ECONÓMICO
HUELLA HÍDRICA!!!!
del agua que utiliza c/ (persona/industria/país…) para sus diversas actividades y la que se necesita para producir los bienes y servicios que consume (personales/industriales/del país…). H.H.: vol. total de agua que se utiliza para producir los bienes y servicios consumidos.
HUELLA HÍDRICA (water footprint) - Arjen Hoekstra, 2002
[Hoekstra & Chapagain, 2008]
[Hoekstra & Chapagain, 2008]
[Hoekstra & Chapagain, 2008]
[Hoekstra & Chapagain, 2008]
[Hoekstra & Chapagain, 2008]
[Hoekstra & Chapagain, 2008]
[Hoekstra & Chapagain, 2008]
[Hoekstra & Chapagain, 2008]
[Hoekstra & Chapagain, 2008]
[Hoekstra & Chapagain, 2008]
A nivel global la huella hídrica está relacionada con consumo de: - 86 % productos agrícolas, - 10 % bienes industriales, - < 5% usos domésticos (Chapagain y Hoekstra, 2004).
Los principales factores que determinan la huella hídrica/cápita de un país son:
1) consumo de agua promedio/cápita;
2) hábitos de consumo de sus habitantes (p.e. proporción de carne consumida);
3) clima, en particular la demanda evaporativa, lo que determina las condiciones de cultivo;
4) prácticas agrícolas (eficiencia en el uso del agua).
Referencia: EEUU cuenta con la huella hídrica más grande 2.482 m3/hab/año; China, uno de los países con la huella hídrica más pequeña 702 m3/hab/año.
DISPONIBILIDAD DE AGUA DULCE
Fuente: FAO Aquatast, 2008
?
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La huella hídrica de un país tiene, por tanto, los componentes interno y externo.
La H.H. interna es el vol. utilizado de recursos hídricos del país.
La externa corresponde al vol. de agua utilizado en otros países para producir los bienes y servicios importados y consumidos por los hab. de un país.
Fuente: Instituto de Recursos Mundiales
AGUA VIRTUAL (J.A. Allan, ‘90)
Producir donde el agua es abundante y vender donde el agua es escasa
Comercio global de agua virtual relacionado con comercio:
- 67% internacional de cultivos;
- 23% ganado y productos cárnicos y;
- 10% productos industriales.
DISPONIBILIDAD
vs.
ACCESIBILIDAD
Fuente: Tribunal Latinoamericano del Agua, 2008
Disponibilidad de agua por habitante
Fuente: Tribunal Latinoamericano del Agua, 2008
Acceso al agua potable
Fuente: Tribunal Latinoamericano del Agua, 2008
Acceso al saneamiento
ENFERMEDADES DE
ORIGEN HÍDRICO
Clasificación (Bradley, 1974):
1) Enfermedades transmitidas por el agua (ingesta)
2) Enfermedades “lavadas” por el agua
3) Enfermedades transmitidas por organismos acuáticos
4) Enfermedades transmitidas por insectos
USOS INADECUADOS DEL AGUA
ARSÉNICO
Consumo de agua con As produce enfermedad: HACRE Hidroarsenicismo Crónico Regional Endémico
ARSÉNICO y SALUD
Sales de arsénico
Exposición de la población a la ingestión prolongada
Región
Afecta a gran parte de la población
Hidroarsenicismo Crónico Regional Endémico – HACRE
Progresivamente la enfermedad evoluciona en cuatro periodos:
1.hiperhidrosis palmoplantar: prurito y descamación, conjuntivitis, vómitos o diarreas
2. hiperqueratosis palmoplantar: lesiones dolorosas que impiden caminar y realizar tareas manuales
3. melanodermia: del tronco y parte superior de los miembros y
4. cancerización: cáncer de Hutchinson, epitelioma de Bowen
El HACRE afecta otros sistemas como el gastrointestinal, nervioso, renal, cardiovascular, hematopoyético; produciendo en todos ellos lesiones graves, entre ellas cáncer hepático y cirrosis.
ENFERMEDADES DE
ORIGEN HÍDRICO
Clasificación (Bradley, 1974):
1) Enfermedades transmitidas por el agua (ingesta)
2) Enfermedades “lavadas” por el agua
3) Enfermedades transmitidas por organismos acuáticos
4) Enfermedades transmitidas por insectos
USOS INADECUADOS DEL AGUA
CUENCA HIDROGRÁFICA
...concebida como el territorio delimitado por los escurrimientos
superficiales que convergen a un mismo cauce, es una unidad
espacial básica para estudiar la función ambiental del recurso
hídrico y su dinámica con fines de conservación y manejo.
RMBA: ambiente llano con exceso hídrico
coincidendia entre delimitación de cuencas sup. y sub.
CUENCA HIDROLÓGICA: hidrográfica + hidrogeológica
Permite la planificación y gestión del recurso agua con una
visión integral:
- emergente sintético del funcionamiento del ambiente;
- independencia hídrica
CICLO DEL AGUA
P = Inf + Es + Evtp Entradas artif.+ + Salidas artif.
¿Cuáles/cómo/dónde/....los procesos modifican el ciclo?
Cuenca Hídrica
pesca
CAMBIA LA CALIDAD DEL AGUA
MANEJO INTEGRADO DE LA CUENCA
Deforestación
Industrias
Urbanización ganadería
agricultura
C
O
M
P
L
E
J
I
D
A
D
SOCIAL ECONÓMICO
(NATURAL) BFQ
I
N
T
E
R
D
I
S
C
I
P
L
I
N
A
METABOLISMO
X1 X2