EL PAPEL

Los árboles, fibra vegetal viva:

El papel se compone de fibras vegetales, es decir, de materia orgánica, o lo que es lo mismo, de elementos que están o han estado vivos. Por este motivo debemos aprender a valorar la importancia del papel como exponente y resultado de un proceso de fabricación, que ha tenido como consecuencia la muerte de un ser vivo: EL ÁRBOL.

De igual modo que confundimos dinero con bienestar, de la misma manera que pensamos, que al mover dinero manejamos posibilidades, debemos concienciarnos de que, al utilizar papel, aprovechamos parte de la riqueza viva del planeta, y si no la cuidamos, corremos el riesgo de perderla.

La repercusión que tendrá en un futuro la sobreexplotación de los recursos madereros sólo podrá sufrirlo las próximas generaciones. Es pues una labor importante y difícil la que se nos plantea: ser conscientes de que la abundancia de hoy puede ser escasez mañana.

Historia:

Los materiales utilizados por el Hombre, para expresar su pensamiento, desde el principio de la historia hasta nuestros días, fueron sucesivamente:

Piedra.
Tablilla de arcilla.
Tabla de madera.
Hoja Papiro: En el año 3.000 a. de C. se desarrolló en Egipto, una forma de comunicación, que se podría considerar origen del sistema de escritura actual.
A orillas del Nilo crecía una planta muy apreciada por los egipcios: El Papiro. Su raíz se utilizaba como combustible, la médula como alimento y el tallo como antorcha o como materia prima para producir un soporte ligero y cómodo de escritura: El Papiro.
Estaba compuesto por láminas del tallo que eran extraídas, rajadas, desplegadas, aplanadas (con grandes martillos), entrelazadas, pegadas y secadas.
Pergamino: Sistema desarrollado 300 años a. de C., en Pergamo, una ciudad de la antigua Asia Menor, que se caracterizó por un gran desarrollo y protección de las artes y la cultura. Se fabricaba con piel seca no curtida de corderos, cabras, cerdos y asnos (la Vitela era idéntica solo que con piel de carnero o becerro). Podía ser transparente u opaca.
El secreto de la fabricación del pergamino se ha transmitido a lo largo de los siglos y en la actualidad se han conseguido tres aplicaciones: construcción de tambores y elementos de percusión (opaco), pantallas para lamparas (transparente), miniaturas, encuadernaciones y ediciones de lujo (papel).
También se ha desarrollado, a imitación del pergamino, el papel apergaminado o pergamino vegetal, fabricado con fibra vegetal tratada químicamente (Ácido Sulfúrico y Amoniaco).
Papel de trapo: Consistía en macerar trapos para descomponerlos, se cortaban en tiras y se golpeaban con pesados mazos mientras una corriente de agua limpiaba las impurezas. Se mezclaban bien las fibras de la pasta resultante y, una vez escurrida, se cubría con paños de fieltro, se prensaban, secaban, encolaban y volvían a secar. Y se obtenía la hoja de trapo.
Fibra vegetal: En el año 105 d. de C., un chino, Cai Lum (pronunciado Tsai Lum), ministro chino de agricultura, ideó un soporte para la escritura que consistió en entremezclar fibras de morera o bambú, para producir una hoja vegetal muy parecida a lo que hoy se conoce como Papel.
Los chinos guardaron celosamente el secreto durante 600 años, pero en el año 761 dos soldados chinos, papeleros de profesión, cayeron prisioneros de los árabes en Samarcanda (Ciudad al Sur de Rusia) e introdujeron la industria del papel en la cultura Árabe. Estos, a su vez, la extendieron por todo el territorio que conquistaron (Norte de África, Europa y Asia). Y así es como llegamos a la situación actual, en la que el uso del este tipo de papel se ha extendido a todo el mundo y a las actividades más diversas en el devenir social del Hombre.
El papel Reciclado: Se consigue utilizando desecho de papel como materia prima. Se tritura el papel usado, se añade agua, se aplican los diferentes sistemas de depuración, se blanquea (es necesario utilizar métodos mecánicos no agresivos, descartando el blanqueo con productos químicos como el cloro), se escurre, se deposita en rodillos, se seca y se corta.
El Papel Reciclado fue dado a conocer en la década de los 60 por diversos grupos ecologistas en sus campañas de reciclado de residuos urbanos, algunos tan importantes como AAMIGOS DE LA TIERRA@, tuvieron que superar muchos impedimentos, entre ellos la falta de concienciación ciudadana.
Mas tarde, la apuesta decidida de las empresas del sector por este elemento determinó un auge importante en el uso de papel reciclado y del reciclado de papel.
Entre los años 1950 y las reservas forestales de la Tierra se redujeron a un 50 %, a mediados de los 80 tirábamos a la basura, en nuestro país 30.000 millones de árboles en forma de residuo de papel, con un coste de 10.000 millones de ptas. Por otro lado, los desiertos se extendían en el planeta a un ritmo de 6 millones de hectáreas por año.
En 1990 se perdían en la basura más de 30.000 Tds. de papel al año (solo en Madrid se arrojaban 2.000 Tds. aprox.). Esta circunstancia es particularmente grave si tenemos en cuenta que nuestro país importaba e importa gran cantidad de madera destinada a la producción de papel. En 1993 se han observado indicios de cambio, aunque lentos y con resultados relativamente pobres.
En definitiva, analizando la situación actual, hemos de reconocer lo irracional que resulta sacrificar bosques enteros para fabricar papel, y a continuación tirarlo a la basura. No es práctico, ni rentable, ni coherente, ni por supuesto ecológico.
Por otro lado, resulta contraproducente aplicar sofisticadas soluciones tecnológicas a los problemas urbanos y medioambientales, cuando tenemos a nuestro alcance soluciones extraordinariamente sencillas, asequibles, económicas y constructivas.
Los ejemplos más contundentes son:
- APROVECHAMIENTO.
- AHORRO.
- RECICLADO.

Contaminación.

El Principio y el Final de la Historia.

La diferencia entre el sistema de producción primitivo y la moderna fabricación de papel en la actualidad es importante.

Hasta el siglo XVII, la fabricación de papel fue una labor artesana e individualizada, que no alteraba en ningún caso la estabilidad y la salud ecológica de los ecosistemas naturales, debido a su escaso volumen e implantación.

A partir del año 1660, la industria de fabricación de papel se desarrolló a ritmo acelerado, los descubrimientos de la ciencia y los avances técnicos (calidades y texturas de papel, la imprenta de Gutenberg), así como el desarrollo y expansión de la Cultura, catapultaron el papel como el soporte comunicativo de masas en el ámbito mundial. Esto trajo consigo el consumo generalizado y masivo de papel de fibra vegetal y con ello el abuso y desgaste de los bosques del planeta.

A partir de 1950, hubo una transformación revolucionaria del proceso de fabricación. Se abandonaron los métodos y productos tradicionales para incorporar:

Las pastas semiquímicas.
Productos auxiliares: Para dar resistencia. Para colorear. Para impermeabilizar. Etc.
Nuevos procedimientos en la disposición de fibras y el acabado de superficies.
Automatización de controles y proceso de fabricación.
Todo esto agudizó el consumo excesivo de madera y creó un nuevo problema: los vertidos contaminantes a la atmósfera y a los ríos.

En la época actual, el Papel reciclado, fabricado con métodos correctos, es decir sin la utilización de elementos químicos agresivos, y de acuerdo a políticas medioambientales e industriales coherentes, es la solución a la deforestación.

La Cultura de usar y tirar:

Aplicando la filosofía proposicional, podríamos afirmar que lo que ha sucedido y está sucediendo en nuestros días con el papel es lo siguiente:

Si
(Proposición A): El Hombre derrocha los bienes de consumo
y
(Proposición B): Los bienes de consumo se fabrican a partir de los recursos naturales
Se deduce que

(Solución) EL Hombre derrocha los recursos naturales y con ellos la Naturaleza

Papel Reciclado.

Datos Técnicos:

La industria papelera tradicional centra sus investigaciones en la explotación racional del bosque, utilizando un proceso de fabricación en el que interviene de modo notable la Física de Superficie, la Mecánica de Fluidos y de Materiales Compuestos, la Termodinámica y sobre todo, la Química.

En la fabricación del papel de Fibras Vírgenes pueden intervenir los siguientes elementos:

Celulosa Química: procede de árboles resinosos de hoja perenne (Abeto, Pino, etc.) característicos de zonas frías como el norte de Europa y Canadá. Se obtiene por tratamiento químico, lo que produce una gran cantidad de desechos de difícil Biodegradación, y un aprovechamiento real del 50 % (de 1 Tm. de madera cortada se obtienen 500 Kgs. de Celulosa Química.
Celulosa Mecánica: procede de árboles de hoja caduca (Abedul, Eucalipto, Haya, etc.), aunque ocasionalmente se utilizan árboles resinosos. Su proceso de obtención es puramente mecánico, pero necesita un importante consumo de energía. Esta celulosa es de color marrón oscuro, por lo que es necesario blanquearla para obtener el color blanco del papel. Para ello se puede utilizar Agua Oxigenada, que tiene la gran ventaja de transformarse en agua y oxígeno, productos naturales 100 %, pero, el problema se plantea cuando se utilizan elementos químicos como el Cloro, que blanquean el papel manchando la Naturaleza. Su aprovechamiento es del 95 %, es decir, de 1Tm. de madera se consigue 950 Kgs. de Celulosa Mecánica.
Capa de Estuco: se compone en un 80 % de un producto mineral (Caolín o Carbonato de Cal) y en un 20 % de un preparado sintético derivado del petroleo. Tienen como función aglutinar y dar consistencia a las fibras vegetales.
Después de añadir algunos aditivos químicos, se consigue una Pasta Química que sirve de base para la elaboración del papel blanco normal o de fibra virgen.

Analizando estos datos observamos que cada proceso aporta elementos no deseables en la cadena industrial, como son el derroche de recursos, tanto materiales como energéticos, y la Contaminación Ambiental.

Al estudiar el sistema de fabricación del PAPEL RECICLADO, vemos que el proceso es, hasta cierto punto parecido al del papel Blanco, sin embargo, en este caso la materia prima es residuo de Papel. En este apartado es necesario hacer una puntualización: un método de producción de papel reciclado que se precie de serlo, debe evitar el blanqueo de la pasta con procesos químicos, por lo tanto, el color blanco de la hoja final, debe ser el color natural de la pasta una vez preparada.

La última etapa es la formación de la hoja de papel. La pasta es alimentada y depositada sobre la tela de la maquinaria, eliminando el agua en las prensas y la zona de secado. Finalmente pasa por unos rodillos en contacto entre sí, que proporcionan el acabado superficial idóneo en cada caso.

La filosofía productiva debe ser la fabricación de papel reciclado de calidad homologable al papel elaborado con pasta virgen, mediante la aplicación de un proceso que, desde su inicio hasta el fin, produzca el menor impacto medioambiental posible.

Una vez conseguido el producto final, es importante descubrir que se ha reducido el consumo de ENERGÍA en un 70%, el de AGUA en un 90%, la CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA en un 73% y los DESECHOS SÓLIDOS en un 39% (Datos correspondientes al proceso de elaboración de papel reciclado en PAPELERA PENINSULAR).
Proceso fabricación de Papel Reciclado:

7.000 periódicos pesan alrededor de una tonelada, lo que equivale a tres metros cúbicos de madera, o lo que es lo mismo, 13 árboles de tamaño medio. Por ello, cuando arrojamos a la basura nuestro papel usado, condenamos a muerte a millones de árboles.

Reciclar papel y cartón es primordial para economizar energía, evita la contaminación de las aguas y salva los bosques.
Este es un gráfico-resumen, muy esquematizado, del proceso que sufre el desecho de papel, una vez incorporado al sistema productivo de papel reciclado:



Aunque disfruta de una trayectoria ascendente, en general el mercado del papel reciclado no acaba de asentarse y desarrollarse en nuestro país, y ello es debido fundamentalmente a dos actitudes paralelas pero asociadas:

- La falta de hábito recuperador en la sociedad urbana.
- El culto a la falsa apariencia inmaculada. En este sentido, se valora más si la ropa es más blanca, en lugar de sí está más limpia, si el pan es más blanco, en lugar de ser más integral en su aporte alimenticio o si el papel es más blanco, en lugar en lugar de ser reciclado.

Estas actitudes fomentan el abuso de elementos, erróneamente calificados de 10 calidad, en detrimento de otros calificados tradicionalmente de 20 categoría, lo que trae como consecuencia un desgaste excesivo de los recursos naturales y una presión excesiva sobre la Naturaleza.

Otro problema añadido es la dificultad enorme para establecer sistemas integrales de recuperación de residuos aprovechables, como el papel, el plástico, metales, materia orgánica, muebles, etc. Ello es debido fundamentalmente a la falta de voluntad por parte de responsables políticos para potenciar el reciclado y establecer infraestructuras adecuadas, el desconocimiento, y a veces la mal entendida comodidad, de los ciudadanos, la falta de inversiones que canalicen la materia prima recuperada, y los intereses económicos de influyentes grupos industriales, que no permiten el nacimiento o desarrollo de formas de producción diferentes a las ya establecidas.

Para alcanzar una adecuada gestión de los residuos urbanos es imprescindible encontrar un justo equilibrio entre...

Pensamiento ecológico Actitud ecológica
Residuos urbanos

Prestación adecuada de
servicios sociales Rentabilidad económica

Tipos de Papel, desde el punto de vista del reciclado:

Existen hasta 70 clases diferentes de papel. Evidentemente, nosotros no podemos referirnos a todas ellas, solo analizaremos las más importantes a nivel ciudadano. Los más importantes son:

- Cartón:

Es el resultado de aplicar un tratamiento mecánico-químico muy especifico al papel, lo que configura su color oscuro y textura tan característicos. A la hora de recuperar y reciclar, este elemento plantea problemas de tan difícil solución, que en ocasiones imposibilitan la recuperación efectiva del mismo:

Gran volumen.
Dificultad de manejo.
Poco peso.
Mal acondicionamiento (necesidad de desmontar las cajas).
Necesidades especificas de transporte e infraestructuras (grandes vehículos y dependencias).

Su final suele ser el vertedero o la incineradora.

- Periódico:

Se compone de fibras de color claro pero de una consistencia y textura de inferior calidad. Su elevada difusión y cercanía al ciudadano le confieren una gran ventaja a la hora de promover su recuperación y reciclado.

Presenta además, una característica fundamental: su gran potencial como materia prima de sí mismo, por la facilidad de ser confeccionado en papel reciclado.

- Revista:

Al igual que el periódico, la calidad de este tipo de papel suele ser inferior, aunque por las características de su presentación (cuerpo, satinado, fotos a color, etc.), constituye una categoría superior. Su gran difusión le convierte también en principal objetivo de las campañas de reciclado, sin embargo editoriales, empresas relacionadas con la industria de la impresión y con los medios de comunicación se resisten a utilizar papel reciclado para sus publicaciones.

- Papel Blanco oficina:

Se compone de fibras vegetales blanqueadas, con una configuración y calidad muy superior. En este apartado hay que señalar el importante impacto ambiental que supone el blanqueo de la pasta de papel con elementos químicos agresivos (Cloro, etc.). Estos elementos se suelen evacuar en cauces fluviales, provocando el envenenamiento de flora y fauna en extensas superficies naturales. Existen alternativas válidas, como el blanqueo con oxigeno, el blanqueo por flotación o por inyección de aire, que hacen innecesaria la adicción de Cloro en la fabricación de papel.

En la actualidad este tipo de papel está siendo sustituido con éxito por el papel blanco reciclado, que para todo tipo de usos de oficina ofrece idéntica calidad y máximas prestaciones.

- Papel continuo de ordenador:

Coincide con las características del papel blanco, pero con mayor calidad, configuración y textura. También la modalidad de reciclado se extiende cada vez más entre empresas y particulares.

Teoría de las 3 "R":

1.- REAPROVECHAR.
2.- REUTILIZAR.
3.- RECICLAR.

El mejor modo de explicar y definir la "Teoría de las tres R" en el ámbito del papel es con una demostración práctica, pero, dado que esto es una tarea complicada en una guía teórica, vamos a intentar exponerlo a través de ejemplos:

1) El ejemplo más claro de aprovechamiento es utilizar el papel sobre el que se escribe por ambas caras.
2) Confeccionar cuadernos de notas con hojas escritas por una sola cara, es un ejemplo claro de reutilización. Otros ejemplos son fabricar confeti a partir de papel usado, confeccionar juguetes o manualidades con periódicos, etc.
3) En el apartado del reciclado se encuentra la amplia gama de elementos confeccionados con papel reciclado, que están alcanzando precios y calidades absolutamente competitivos.



Que se puede hacer:

- Reutilizar al máximo el papel. Hay que usar las dos caras del papel sobre el que se escribe y buscar nuevas utilidades.

- Almacenar todo el papel usado que se genere y ponerse en contacto con entidades o personas que lo reciclen.

- Evitar en lo posible envases, envoltorios y productos de usar y tirar. Y en cualquier caso intentar reutilizarlos.

- Realizar sólo las fotocopias imprescindibles y en papel reciclado.

- Hemos de sugerir a entidades como administraciones públicas, centros docentes, oficinas, empresas, etc., que introduzcan o faciliten sistemas de recogida, almacenaje y recuperación de papel usado, así como la utilización de papel reciclado.

- Debemos fomentar que, productos que no requieran una presentación especialmente refinada, como guías telefónicas, folletos informativos, periódicos, servilletas, pañuelos, etc., se confeccionen en papel reciclado.

- Tenemos que manifestarnos a favor de que entidades públicas, como ayuntamientos, comunidades autónomas e incluso el Estado, utilicen y fomenten el uso de este material como modelo oficial.

- Es necesario aplicar leyes que penalicen rigurosamente a los incendiarios y a los especuladores de terrenos y madera procedente de los incendios.

- Aprovechar la existencia de un amplio mercado de productos elaborados con papel reciclado de primerísima calidad, pues, ya es más fácil, asequible y económico adquirirlos.

Es indispensable ser realistas, no es una tarea fácil, dada la peculiar condición humana, hacer comprender los razonamientos en defensa del Medio Ambiente, sin provocar una supuesta agresión contra la comodidad y el bienestar social. Tampoco es suficiente emocionar fugazmente al personal y hacerles mover la cabeza apenados frente al televisor. Cuando entendamos que un desecho de papel es para fabricar otro papel y que no es basura lo que tiramos sino bosques enteros, habremos comprendido el sentido ecológico del consumo.

CONSEJOS ESPECÍFICOS PARA EL CORRECTO RECICLAJE DEL PAPEL:

Si en tu actividad cotidiana, en casa, el trabajo o la escuela, general algún residuo de papel, te interesan estas propuestas o consejos.

1. No arrojes a la basura tus papeles sueltos. ALMACÉNALOS, bien en el trabajo, bien en los contenedores que a tal efecto se están colocando en la vía pública.


2. Siempre que sea posible, SEPARA el papel AGRUPÁNDOLO en sus principales clases:

- Papel CONTINUO de ordenador.
- Papel BLANCO: folios, apuntes, etc.
- Papel COLOR: periódicos, revistas, papel de colorines, etc.
- CARTÓN.

3. No arrojes ceniza ni desperdicios en los recipientes de almacenado de papel usado. Echa EXCLUSIVAMENTE papel.

4. Acumula el papel SIN ARRUGAR, empaquetado o atado si es el caso, para mantener limpio el lugar de almacenado, ocupar el menor espacio posible y facilitar su transporte.

5. NO juegues con FUEGO cerca del papel y cuidado con las colillas encendidas.

6. Si dispones de un archivo que limpiar, un stock de propaganda, impresos, etc. que liminar, debes CONTACTAR con personas o entidades que posibiliten la recuperación del papel.

7. Anima a familiares, amigos, compañeros y vecinos a COORDINARSE, agrupando sus esfuerzos y su desecho de papel.

8. Si trabajas en un centro docente puedes animar al alumnado a organizar CAMPAÑAS de RECUPERACIÓN, consiguiendo con ello una enseñanza práctica de indudable valor didáctico individual y colectiva.

9. Cuidemos lo que tenemos. NO DESTRUYAMOS los recipientes de papel.

IMPACTO AMBIENTAL

Desde el inicio de la era industrial hasta hace pocos años, las sociedades creían a ciegas en la doctrina del crecimiento económico exponencial, que se basaba en las posibilidades ilimitadas de la Tierra para sustentar el crecimiento económico.

Pero hoy sabemos que nuestro planeta no es capaz de soportar indefinidamente el actual orden económico internacional, que los recursos naturales no son bienes ilimitados y que los residuos sólidos, líquidos o gaseosos de nuestro sistema de vida conllevan un grave riesgo para la salud del planeta, incluido lógicamente el hombre.

La actuación negativa sobre el medio ambiente que ha caracterizado a los sistemas productivos, se ha ejercido desde diferentes niveles, por ejemplo:

1) Sobreutilización de recursos naturales no renovables.

2) Emisión de residuos no degradables al ambienta.

3) Destrucción de espacios naturales

4) Destrucción acelerada de especies animales y vegetales.

Desde la década de 1970 se acelero la conciencia ecológica y la sociedad comenzó a entender que el origen de los problemas ambientales se encontraba en las estructuras económicas y productivas de la economía y dado que los principales problemas que aquejan al medio ambiente tienen su origen en los procesos productivos mal planificados y gestionados, es precisamente mediante la transformación de tales sistemas como se podía acceder a una mejora integral del medio ambiente.


Definición de Evaluación de Impacto Ambiental

El concepto de Evaluación de Impacto Ambiental podemos definirla como un conjunto de técnicas que buscan como propósito fundamental un manejo de los asuntos humanos de forma que sea posible un sistema de vida en armonía con la naturaleza.

La gestión de impacto ambiental pretende reducir al mínimo nuestras intrusiones en los diversos ecosistemas, elevar al máximo las posibilidades de supervivencia de todas las formas de vida, por muy pequeñas e insignificantes que resulten desde nuestro punto de vista, y no por una especie de magnanimidad por las criaturas más débiles, sino por verdadera humildad intelectual, por reconocer que no sabemos realmente lo que la perdida de cualquier especie viviente puede significar para el equilibrio biológico.

La gestión del medio ambiente implica la interrelación con múltiples ciencias, debiendo existir una inter y transdisciplinariedad para poder abordar las problemáticas, ya que la gestión del ambiente, tiene que ver con las ciencias sociales (economía, sociología, geografía, etc.) con el ámbito de las ciencias naturales (geología, biología, química, etc.), con la gestión de empresas (management), etc.

Finalmente, es posible decir que la gestión del medio ambiente tiene dos áreas de aplicación básicas:

a) Un área preventiva: las Evaluaciones de Impacto Ambiental constituyen una herramienta eficaz.

b) Un área correctiva: las Auditorias Ambientales conforman la metodología de análisis y acción para subsanar los problemas existentes.

CICLOS BIOGEOQUIMICOS

¿Qué son los Ciclos Biogeoquímicos?
Son procesos naturales que reciclan elementos en diferentes formas químicas desde el medio ambiente hacia los organismos, y luego a la inversa. Agua, carbón, oxígeno, nitrógeno, fósforo y otros elementos recorren estos ciclos, conectando los componentes vivos y no vivos de la Tierra.

Ciclo del Agua
Es el proceso de circulación del agua entre los distintos compartimentos de la hidrosfera. Se trata de un ciclo biogeoquímico en el que hay una intervención mínima de reacciones químicas, y el agua solamente se traslada de unos lugares a otros o cambia de estado físico.
El agua de la hidrosfera procede de la desgasificación del manto, donde tiene una presencia significativa, por los procesos del vulcanismo. Una parte del agua puede reincorporarse al manto con los sedimentos oceánicos cuando éstos forman parte de litosfera en subducción.
La mayor parte de la masa del agua se encuentra en forma líquida, sobre todo en los océanos y mares y en menor medida en forma de agua subterránea o de agua superficial (en ríos y arroyos). El segundo compartimiento por su importancia es el del agua acumulada como hielo sobre todo en los casquetes glaciares antártico y groenlandés, con una participación pequeña de los glaciares de montaña, sobre todo de las latitudes altas y medias.
Por último, una fracción menor está presente en la atmósfera como vapor o, en estado líquido, como nubes. Esta fracción atmosférica es sin embargo muy importante para el intercambio entre compartimentos y para la circulación horizontal del agua, de manera que se asegura un suministro permanente a las regiones de la superficie continental alejadas de los depósitos principales.
El ciclo del agua disipa una gran cantidad de energía, la cual procede de la que aporta la insolación. La evaporación es debida al calentamiento solar y animada por la circulación atmosférica, que renueva las masas de aire y que es a su vez debida a diferencias de temperatura igualmente dependientes de la insolación. Los cambios de estado del agua requieren o disipan mucha energía, por el elevado valor que toman el calor latente de fusión y el calor latente de vaporización. Así, esos cambios de estado contribuyen al calentamiento o enfriamiento de las masas de aire, y al transporte neto de calor desde las latitudes tropicales o templadas hacia las frías y polares, gracias al cual es más suave en conjunto el clima planetario.
El Ciclo del Agua comprende los siguientes pasos:
Evaporación por la acción del sol y la formación de las nubes.
Las nubes, por los vientos, se desplazan hacia la tierra; estas se forman cunado se enfrían lo suficiente para que se produzcan góticas muy pequeñas que quedan suspendidas en la atmósfera a través de la condensación.
La precipitación ocurre cuando las gotas de agua suspendidas caen en forma liquida como lluvia, o en forma sólida como granizo o nieve.
Parte de esta agua se filtra en el suelo, otra corre por la superficie formando ríos hasta que regresa de nuevo al mar.
Parte de esta agua regresa de nuevo a la atmósfera por medio de la evaporación.

Ciclo del Carbono
Es la sucesión de transformaciones que sufre el carbono a lo largo del tiempo. Es un ciclo biogeoquímico de gran importancia para la regulación del clima de la Tierra, y en él se ven implicadas actividades básicas para el sostenimiento de la vida. El ciclo comprende dos ciclos que se suceden a distintas velocidades:
Ciclo biológico: comprende los intercambios de carbono (CO2) entre los seres vivos y la atmósfera, es decir, la fotosíntesis, proceso mediante el cual el carbono queda retenido en las plantas y la respiración que lo devuelve a la atmósfera. Este ciclo es relativamente rápido, estimándose que la renovación del carbono atmosférico se produce cada 20 años.
Ciclo biogeoquímico: regula la transferencia de carbono entre la atmósfera y la litosfera (océanos y suelo). El CO2 atmosférico se disuelve con facilidad en agua, formando ácido carbónico que ataca los silicatos que constituyen las rocas, resultando iones bicarbonato. Estos iones disueltos en agua alcanzan el mar, son asimilados por los animales para formar sus tejidos, y tras su muerte se depositan en los sedimentos. El retorno a la atmósfera se produce en las erupciones volcánicas tras la fusión de las rocas que lo contienen. Este último ciclo es de larga duración, al verse implicados los mecanismos geológicos. Además, hay ocasiones en las que la materia orgánica queda sepultada sin contacto con el oxígeno que la descomponga, produciéndose así la fermentación que lo transforma en carbón, petróleo y gas natural.
El almacenamiento del carbono en los depósitos fósiles supone en la práctica una rebaja de los niveles atmosféricos de dióxido de carbono. Si éstos depósitos se liberan, como se viene haciendo desde tiempo inmemorial con el carbón, o más recientemente con el petróleo y el gas natural; el ciclo se desplaza hacia un nuevo equilibrio en el que la cantidad de CO2 atmosférico es mayor; más aún si las posibilidades de reciclado del mismo se reducen al disminuir la masa boscosa y vegetal.
La explotación de combustibles fósiles para sustentar las actividades industriales y de transporte (junto con la deforestación) es hoy día una de las mayores agresiones que sufre el planeta, con las consecuencias por todos conocidas: cambio climático (por el efecto invernadero), desertización, etc.
Los pasos más importantes del ciclo del carbono son los siguientes:
El dióxido de carbono en la atmósfera es absorbido por las plantas y convertido en azúcar, por el proceso de fotosíntesis.
Los animales comen plantas y al descomponer los azúcares dejan salir carbono a la atmósfera, los océanos o el suelo.
Otros organismos descomponen las plantas muertas y las materias animales, devolviendo carbono al medio ambiente.
El carbono también se intercambia entre los océanos y la atmósfera. Esto sucede en ambos sentidos en la interacción entre el aire y el agua.

Ciclo del Nitrógeno
Es el conjunto cerrado de procesos biológicos y abióticos en que se basa el suministro de este elemento a los seres vivos. Es uno de los importantes ciclos biogeoquímicos en que se basa el equilibrio dinámico de composición de la biosfera.
Efectos
Los seres vivos cuentan con una caca en proporción de nitrógeno en su composición. Éste se encuentra en el aire en grandes cantidades (78% en volumen) pero en esta forma sólo es accesible a un conjunto muy restringido de formas de vida, como las cianobacterias y las azotobacteriáceas. Los organismos fotoautótrofos (plantas o algas) requieren por lo general nitrato (NO3–) como forma de ingresar su nitrógeno; los heterótrofos (p. ej. los animales) necesitan el nitrógeno ya reducido, en forma de radicales amino, que es como principalmente se presenta en la materia viva. Gracias a los múltiples procesos que conforman el ciclo, todos los tipos metabólicos de organismos ven satisfecha su necesidad de nitrógeno.
Procesos
Los organismos autótrofos requieren típicamente un suministro de nitrógeno en forma de nitrato (NO3–), mientras que los heterótrofos lo necesitan en forma de grupos amino (-NH2), y lo toman formando parte de la composición de distintas biomoléculas en sus alimentos. Los autótrofos reducen el nitrógeno oxidado que reciben como nitrato (NO3–) a grupos amino, reducidos (asimilación). Para volver a contar con nitrato hace falta que los descomponedores lo extraigan de la biomasa dejándolo en la forma reducida de ion amonio (NH4+), proceso que se llama amonificación; y que luego el amonio sea oxidado a nitrato, proceso llamado nitrificación.
Así parece que se cierra el ciclo biológico esencial. Pero el amonio y el nitrato son sustancias extremadamente solubles, que son arrastradas fácilmente por la escorrentía y la infiltración, lo que tiende a llevarlas al mar. Al final todo el nitrógeno atmosférico habría terminado, tras su conversión, disuelto en el mar. Los océanos serían ricos en nitrógeno, pero los continentes estarían prácticamente desprovistos de él, convertidos en desiertos biológicos, si no existieran otros dos procesos, mutuamente simétricos, en los que está implicado el nitrógeno atmosférico (N2). Se trata de la fijación de nitrógeno, que origina compuestos solubles a partir del N2, y la desnitrificación, una forma de respiración anaerobia que devuelve N2 a la atmósfera. De esta manera se mantiene un importante depósito de nitrógeno en el aire (donde representa un 78% en volumen).
Fijación de nitrógeno
La fijación de nitrógeno es la conversión del nitrógeno del aire (N2) a formas distintas susceptibles de incorporarse a la composición del suelo o de los seres vivos, como el ion amonio (NH4+) o los iones nitrito (NO2–) o nitrato (NO3–); y también su conversión a sustancias atmosféricas químicamente activas, como el dióxido de nitrógeno (NO2), que reaccionan fácilmente para originar alguna de las anteriores.
Fijación abiótica. La fijación natural puede ocurrir por procesos químicos espontáneos, como la oxidación que se produce por la acción de los rayos, que forma óxidos de nitrógeno a partir del nitrógeno atmosférico.
Fijación biológica de nitrógeno. Es un fenómeno fundamental que depende de la habilidad metabólica de unos pocos organismos, llamados diazotrofos en relación a esta habilidad, para tomar N2 y reducirlo a nitrógeno orgánico:
N2 + 8H+ + 8e− + 16 ATP → 2NH3 + H2 + 16ADP + 16 Pi
La fijación biológica la realizan tres grupos de microorganismos diazotrofos:
Bacterias gramnegativas de vida libre en el suelo, de géneros como Azotobacter, Klebsiella o el fotosintetizador Rhodospirillum, una bacteria purpúrea.
Bacterias simbióticas de algunas plantas, en las que viven de manera generalmente endosimbiótica en nódulos, principalmente localizados en las raíces. Hay multitud de especies encuadradas en el género Rhizobium, que guardan una relación muy específica con el hospedador, de manera que cada especie alberga la suya.
Cianobacterias de vida libre o simbiótica. Las cianobacterias de vida libre son muy abundantes en el plancton marino y son los principales fijadores en el mar. Además hay casos de simbiosis, como el de la cianobacteria Anabaena en cavidades subestomáticas de helechos acuáticos del género Azolla, o el de algunas especies de Nostoc que crecen dentro de antoceros y otras plantas.
La fijación biológica depende del complejo enzimático de la nitrogenada.
Amonificación
La amonificación es la conversión a ion amonio del nitrógeno que en la materia viva aparece principalmente como grupos amino (-NH2) o imino (-NH-). Los animales, que no oxidan el nitrógeno, se deshacen del que tienen en exceso en forma de distintos compuestos. Los acuáticos producen directamente amoníaco (NH3), que en disolución se convierte en ion amonio. Los terrestres producen urea, (NH2)2CO, que es muy soluble y se concentra fácilmente en la orina; o compuestos nitrogenados insolubles como la guanina y el ácido úrico, que son purinas, y ésta es la forma común en aves o en insectos y, en general, en animales que no disponen de un suministro garantizado de agua. El nitrógeno biológico que no llega ya como amonio al sustrato, la mayor parte en ecosistemas continentales, es convertido a esa forma por la acción de microorganismos descomponedores.
Nitrificación
La nitrificación es la oxidación biológica del amonio a nitrato por microorganismos aerobios que usan el oxígeno molecular (O2) como aceptor de electrones, es decir, como oxidante. A estos organismos el proceso les sirve para obtener energía, al modo en que los heterótrofos la consiguen oxidando alimentos orgánicos a través de la respiración celular. El C lo consiguen del CO2 atmosférico, así que son organismos autótrofos. El proceso fue descubierto por Sergei Vinogradski y en realidad consiste en dos procesos distintos, separados y consecutivos, realizados por organismos diferentes:
Nitrosación. Partiendo de amonio se obtiene nitrito (NO2–). Lo realizan bacterias de, entre otros, los géneros Nitrosomonas y Nitrosococcus.
Nitratación. Partiendo de nitrito se produce nitrato (NO3–). Lo realizan bacterias del género Nitrobacter.
La combinación de amonificación y nitrificación devuelve a una forma asimilable por las plantas, el nitrógeno que ellas tomaron del suelo y pusieron en circulación por la cadena trófica.
Desnitrificación
La desnitrificación es la reducción del ion nitrato (NO3–), presente en el suelo o el agua, a nitrógeno molecular o biatómico (N2) la sustancia más abundante en la composición del aire. Por su lugar en el ciclo del nitrógeno este proceso es el opuesto a la fijación del nitrógeno.
Lo realizan ciertas bacterias heterótrofas, como Pseudomonas fluorescens, para obtener energía. El proceso es parte de un metabolismo degradativo de la clase llamada respiración anaerobia, en la que distintas sustancias, en este caso el nitrato, toman el papel de oxidante (aceptor de electrones) que en la respiración celular normal o aerobia corresponde al oxígeno (O2). El proceso se produce en condiciones anaerobias por bacterias que normalmente prefieren utilizar el oxígeno si está disponible.
El proceso sigue unos pasos en los que el átomo de nitrógeno se encuentra sucesivamente bajo las siguientes formas:
nitrato → nitrito → óxido nítrico → óxido nitroso → nitrógeno molecular
Expresado como reacción redox:
2NO3- + 10e- + 12H+ → N2 + 6H2O
Como se ha dicho más arriba, la desnitrificación es fundamental para que el nitrógeno vuelva a la atmósfera, la única manera de que no termine disuelto íntegramente en los mares, dejando sin nutrientes a la vida continental. Sin él la fijación de nitrógeno, abiótica y biótica, habría terminado por provocar la depleción (eliminación) del N2 atmosférico.
La desnitrificación es empleada, en los procesos técnicos de depuración controlada de aguas residuales, para eliminar el nitrato, cuya presencia favorece la eutrofización y reduce la potabilidad del agua, porque se reduce a nitrito por la flora intestinal, y éste es cancerígeno.

El ciclo del Oxígeno
El oxígeno molecular (O2) representa el 20% de la atmósfera terrestre. Este patrimonio abastece las necesidades de todos los organismos terrestres respiradores y cuando se disuelve en el agua, las necesidades de los organismos acuáticos. En el proceso de la respiración, el oxígeno actúa como aceptor final para los electrones retirados de los átomos de carbono de los alimentos. El producto es agua. El ciclo se completa en la fotosíntesis cuando se captura la energía de la luz para alejar los electrones respecto de los átomos de oxígeno de las moléculas de agua. Los electrones reducen los átomos de carbono (de bióxido de carbono) a carbohidratos. Al final se produce oxígeno molecular y así el ciclo se completa.
Por cada molécula de oxígeno utilizada en la respiración celular, se libera una molécula de bióxido de carbono. Inversamente, por cada molécula de bióxido de carbono absorbida en la fotosíntesis, se libera una molécula de oxígeno.

CICLO DEL AZUFRE.
El azufre esta incorporado prácticamente en todas las proteínas y de esta manera es un elemento absolutamente esencial para todos los seres vivos. Se desplaza a través de la biosfera en dos ciclos, uno interior y otro exterior. El ciclo interior comprende el paso desde el suelo (o desde el agua en los ambientes acuáticos) a las plantas, a los animales, y de regreso nuevamente al suelo o al agua. Sin embargo, existen vacíos en este ciclo interno. Algunos de los compuestos sulfúricos presentes en la tierra (por ejemplo, el suelo) son llevados al mar por los ríos. Este azufre se perdería y escaparía del ciclo terrestre si no fuera por un mecanismo que lo devuelve a la tierra. Tal mecanismo consiste en convertirlo en compuestos gaseosos tales como el ácido sulfhidrico (H2S) y el bióxido de azufre (SO2). Estos penetran en la atmósfera y son llevados a tierra firme. Generalmente son lavados por las lluvias, aunque parte del bióxido de azufre puede ser directamente absorbido por las plantas desde la atmósfera.
Las bacterias desempeñan un papel crucial en el ciclaje del azufre. Cuando está presente en el aire, la descomposición de los compuestos del azufre (incluyendo la descomposición de las proteínas) produce sulfato (SO4=). Bajo condiciones anaeróbicas, el ácido sulfhidrico (gas de olor a huevos podridos) y el sulfuro de dimetilo (CH3SCH3) son los productos principales. Cuando estos dos últimos gases llegan a la atmósfera, son oxidadas y se convierten en bióxido de azufre. La oxidación ulterior del bióxido de azufre y su disolución en el agua lluvia produce ácido sulfhidrico y sulfatos, formas principales bajo las cuales regresa el azufre a los ecosistemas terrestres.
El carbón mineral y el petróleo contienen también azufre y su combustión libera bióxido de azufre en la atmósfera.

EL CICLO DEL FOSFORO.
Aunque la proporción de fósforo en la materia viva es relativamente pequeña, el papel que desempeña es absolutamente indispensable. Los ácidos nucleicos, sustancias que almacenan y traducen el código genético, son ricos en fósforo. Muchas sustancias intermedias en la fotosíntesis y en la respiración celular están combinadas con fósforo, y los átomos de fósforo proporcionan la base para la formación de los enlaces de alto contenido de energía del ATP, que a su vez desempeña el papel de intercambiador de la energía, tanto en la fotosíntesis como en la respiración celular.
El fósforo es un elemento más bien escaso del mundo no viviente. La productividad de la mayoría de los ecosistemas terrestres pueden aumentarse si se aumenta la cantidad de fósforo disponible en el suelo. Como los rendimientos agrícolas están también limitados por la disponibilidad de nitrógeno y potasio, los programas de fertilización incluyen estos nutrientes. En efecto, la composición de la mayoría de los fertilizantes se expresa mediante tres cifras. La primera expresa el porcentaje de nitrógeno en el fertilizante; la segunda, el contenido de fósforo (como sí estuviese presente en forma de P2O5); y la tercera, el contenido de potasio (expresada sí estuviera en forma de óxido K2O).
El fósforo, al igual que el nitrógeno y el azufre, participa en un ciclo interno, como también en un ciclo global, geológico. En el ciclo menor, la materia orgánica que contiene fósforo (por ejemplo: restos de vegetales, excrementos animales) es descompuesta y el fósforo queda disponible para ser absorbido por las raíces de la planta, en donde se unirá a compuestos orgánicos. Después de atravesar las cadenas alimentarias, vuelve otra vez a los descomponedores, con lo cual se cierra el ciclo. Hay algunos vacíos entre el ciclo interno y el ciclo externo. El agua lava el fósforo no solamente de las rocas que contienen fosfato sino también del suelo. Parte de este fósforo es interceptado por los organismos acuáticos, pero finalmente sale hacia el mar.
El ciclaje global del fósforo difiere con respecto de los del carbón, del nitrógeno y del azufre en un aspecto principal. El fósforo no forma compuestos volátiles que le permitan pasar de los océanos a la atmósfera y desde allí retornar a tierra firme. Una vez en el mar, solo existen dos mecanismos para el reciclaje del fósforo desde el océano hacia los ecosistemas terrestres. El uno es mediante las aves marinas que recogen el fósforo que pasa a través de las cadenas alimentarias marinas y que pueden devolverlo a la tierra firme en sus excrementos. Además de la actividad de estos animales, hay la posibilidad del levantamiento geológico lento de los sedimentos del océano para formar tierra firme, un proceso medido en millones de años.
El hombre moviliza el ciclaje del fósforo cuando explota rocas que contienen fosfato.

EL AGUA COMO RECURSO NATURAL EN EL PAIS

Disponibilidad del agua

Debido a la importancia del agua como un recurso que puede ser limitante para el desarrollo económico y social de los países, en los últimos años se ha intensificado el estudio de la cuantificación de la disponibilidad del líquido.Existen diversas formas de estimar la disponibilidad de agua que tiene un país o región, pero la precisión y el realismo del valor calculado dependen mucho de la información con que se cuente. Una aproximación muy gruesa es la precipitación total. En este sentido, los 772 mm de precipitación anual que recibe el país lo clasifican en la categoría de países con abundante disponibilidad de agua. Sin embargo, como ya se mencionó antes, México tiene una alta tasa de evapotranspiración que disminuye en forma significativa el volumen de agua disponible. La estimación de la evapotranspiración promedio en México, que es de aproximadamente 1 100 km3 (73% de la precipitación total), resulta menor que la de África (80%) pero mayor que las de Europa (64%), Asia (56%) o Australia (64%) (PNUMA, 2002). De acuerdo con este balance, el volumen de agua disponible en México es de casi 472 km3. Es importante resaltar que esta cantidad no sólo comprende el líquido disponible para uso humano, sino también el necesario para el mantenimiento de los ecosistemas acuáticos (ríos y lagos).La disponibilidad del agua comúnmente se evalúa a través del volumen de agua por habitante. Si consideramos la cifra del censo de población del año 2000 (97.48 millones de habitantes), la disponibilidad natural de agua para ese año fue de 4 841 m3 anuales por habitante, volumen que corresponde a una categoría de disponibilidad baja, muy cerca de los 5 000 m3/hab/año del límite de disponibilidad media. Para poner en contexto esta cifra, en 1910 la disponibilidad promedio era de 31 000 m3 por habitante, para 1950 ya sólo era de un poco más de 18 000 m3 y en 1970 había caído por debajo de los 10 000 m3. Cabe señalar que esta reducción está explicada fundamentalmente por el crecimiento de la población y no por la disminución de la cantidad de lluvia que recibió el país en esos años. Se estima que para 2010, de acuerdo con las proyecciones que realiza la Conapo sobre la población del país, la disponibilidad de agua por habitante se reducirá a 4 180m3 y para 2020 se limitará a cerca de 3 750 m3/hab/año. En un contexto mundial, la disponibilidad de agua por habitante en México en la actualidad es considerablemente menor que la que tienen países como Canadá (91 567 m3/hab/año), Estados Unidos (8 906 m3/hab/año), Brasil (32 256 m3/hab/año) y en general toda América del Sur, y es ligeramente superior al promedio de los países europeos (PNUMA, 2002).Una disponibilidad por debajo de los 1 700 m3/hab/año se considera como situación de estrés hídrico (Indicador de Falkenmark, WRI, 2000), donde puede faltar el abastecimiento de agua para las diversas actividades con frecuencia (sobre todo en países con propensión a sufrir sequías, como es el caso de México). Cuando el valor de disponibilidad está por debajo de 1 000 m3/hab/año las consecuencias pueden ser más severas y comprometen seriamente la producción de alimentos, el desarrollo económico del país y la protección de sus ecosistemas. En estas circunstancias con frecuencia se carece transitoriamente de agua en determinados lugares y es preciso tomar decisiones que involucran prioridades de uso entre las actividades agrícolas, industriales o el abasto a la población urbana y rural (FNUAP, 2000).Debido a que una aproximación a una escala de país puede enmascarar situaciones de estrés hídrico importante, recientemente se propuso que la disponibilidad de agua se estudie a nivel de cuenca o en una escala en la que se considere más estrechamente la fuente de agua con la población que la utiliza (WRI, 2000). En este contexto, si se examina por regiones, México presenta todo el espectro de categorías de disponibilidad de agua. El Valle de México, con poco menos de 200 m3/hab/año, se encuentra en la categoría de extremadamente baja, mientras que la región de la Frontera Sur, con cerca de 27 000 m3/hab/año, tiene una disponibilidad calificada como muy alta. Si se consideran las regiones que tienen 1 700 m3/hab/año o menos, en México existe una población de 31.6 millones de habitantes en situación de estrés hídrico y otros casi 23 millones muy cerca de este nivel.De acuerdo con un estudio realizado para detectar áreas donde la disponibilidad de agua puede caer por debajo de los 1 700 m3/hab/año para el año 2025, en diferentes cuencas de los principales ríos del mundo (y de los cuales se tenía información confiable de aspectos hidrológicos y poblacionales), en México las cuencas de los ríos Balsas, Grande de Santiago y Colorado se encontrarían en esta situación (WRI, 2000). Es importante destacar que en el caso del Río Colorado la mayor población que habita en su cuenca no se encuentra en territorio mexicano pero actualmente más del 50% del agua superficial que se utiliza en la región de la Península de Baja California proviene de lo que se importa de esa fuente, por lo que el suministro de líquido en esta región puede ser motivo de conflictos en el futuro en la relación bilateral México-Estados Unidos.Otra forma de evaluar la disponibilidad de agua es mediante la determinación de lo que se conoce como el grado de presión del recurso (GPR), que representa la proporción del agua disponible que se extrae en una zona ya sea para fines agrícolas, públicos, industriales u otros. De acuerdo con este valor, la Comisión para el Desarrollo Sustentable de la ONU define cuatro categorías que incluyen desde una presión fuerte (la extracción supera el 40% de la disponibilidad natural) hasta una presión escasa (el agua extraída no rebasa el 10% del líquido disponible). México, con un valor de GPR del 15% estimado para el año 2000 se encuentra en la categoría de presión moderada, valor ligeramente superior al 12% estimado para el promedio de los países de la OCDE (OECD, 2002). No obstante, el valor relativamente bajo de la presión sobre el recurso hídrico que presenta México está influido de manera muy significativa por la alta disponibilidad de agua en el sur del país, ya que regiones como la Frontera Sur, Golfo Centro, Península de Yucatán y Pacífico Sur no extraen más del 5% de su agua disponible; en contraste, las regiones de Baja California, Noroeste, Río Bravo, Cuencas Centrales y el Valle de México se encuentran en una situación completamente diferente, ya que su grado de presión tiene valores superiores al 40%, lo que las coloca en la condición de alto estrés hídrico. Otra medida de la disponibilidad de agua, más cercana a las necesidades de la población, es la que se conoce como intensidad de uso (OCDE, 1998) o extracción per cápita. De acuerdo con este indicador, la disponibilidad en México para el año 2000 fue de 740 m3/hab al año, valor semejante al calculado para Japón (720 m3/hab) y Francia (700 m3/hab) e inferior al de Canadá (1 600 m3/hab) y al promedio de países miembros de la OCDE, estimado en alrededor de 900 m3/hab.

HOMEOSTASIS EN LAS COMUNIDADES

HOMEOSTASIS. Estado de equilibrio establecido a lo largo del tiempo y dentro de los umbrales de la meseta homeostática que mantiene al sistema ecológico funcionando en balance.

• Cambios en el entorno

El Ecosistema constante va cambiando lentamente y rapidamente

• Factores Ambientales
  
  

Temperatura, alimentos que afectan la habilidad de los organismos para sobrevivir en su entorno.

• Factores Limitantes

Factores bioticos o abioticos que afectan indirectamente a otra poblacion.

• Rangos de Tolerancia

A través de observaciones de campo (observaciones de cosas como existen en la naturaleza en contraposición a experimentos de laboratorio), podemos llegar a la conclusión que especies diferentes de plantas varían grandemente en cuanto a su tolerancia (capacidad para soportar) a diferentes factores abióticos. Esta hipótesis ha sido examinada y verificada a través de experimentos llamados "pruebas de estrés".
Se cultivan plantas en una serie de cámaras en la que pueden controlarse todos los factores abióticos; de esta manera, el factor simple que estudiamos puede variarse de manera sistemática mientras que todos los demás factores se mantienen constante. Por ejemplo, mantenemos la luz, el suelo, el agua y otros con iguales valores en todas las cámaras pero variamos la temperatura de una cámara a otra (para así distinguir el efecto de la temperatura de los demás factores). Los resultados muestran que, partiendo desde un valor bajo, a medida que se eleva la temperatura las plantas crecen mejor y mejor hasta alcanzar una tasa máxima de crecimiento. Sin embargo, si se sigue elevando la temperatura las plantas empiezan a mostrar estrés: no crecen bien, sufren daños, y finalmente mueren.
La temperatura a la cual se presenta la máxima tasa de crecimiento se llama la temperatura óptima. La gama o rango de temperatura dentro del cual hay crecimiento se llama el rango o gama de tolerancia (para la temperatura). Las temperaturas por debajo o por encima de las cuales las plantas no crecen se llaman los límites de tolerancia.
Experimentos similares han sido realizados con la mayoría de los demás factores abióticos. Para cada factor estudiado, los resultados siguen el mismo patrón general: Hay un óptimo, que permite el máximo crecimiento, un rango de tolerancia fuera del cual hay un crecimiento menos vigoroso, y límites por debajo o por encima de los cuales la planta no puede sobrevivir. Desde luego, no todas las especies han sido examinadas para todos los factores; sin embargo, la consistencia de tales observaciones nos lleva a la conclusión de que este es un principio biológico fundamental. Entonces podemos generalizar diciendo que cada especie tiene 1) un óptimo, 2) un rango de tolerancia, y 3) un límite de tolerancia con respecto a cada factor.
Además del principio de los óptimos, este tipo de experimentos demuestra que las especies pueden diferir marcadamente con respecto al punto en que se presenta el óptimo y los límites de tolerancia. Por ejemplo, lo que puede ser muy poca agua para una especie puede ser el óptimo para otra y puede ser letal para una tercera. Algunas plantas no toleran las temperaturas de congelamiento (esto es, la exposición a 0º C o menos es fatal). Otras pueden tolerar un congelamiento ligero pero no intenso, y algunas realmente requieren varias semanas de temperaturas de congelamiento para completar sus ciclos de vida. Lo mismo puede decirse para los demás factores. Pero, mientras que los óptimos y los límites de tolerancia pueden ser diferentes para especies diferentes, sus rangos de tolerancia pueden sobreponerse considerablemente.
De esta manera, los experimentos controlados apoyan la hipótesis de que las especies difieren en su adaptación a los diversos factores abióticos. La distribución geográfica de una especie puede estar determinada por el grado en el cual sus requerimientos son cumplidos por los factores abióticos presentes. Una especie puede prosperar donde encuentra condiciones óptimas; sobrevive malamente cuando las condiciones difieren de su óptimo. Pero no sobrevivirá en aquellos lugares donde cualquier factor abiótico tenga un valor fuera de su límite de tolerancia para ese factor.
Algunos de los principios adicionales de la "ley" de la tolerancia se enuncian como sigue:
Los organismos pueden tener un rango de tolerancia muy amplio para un factor y otro muy estrecho para otros factores.
Los organismos con rangos amplios de tolerancia para todos los factores son los que tienen mayor oportunidad de distribuirse extensamente.
Cuando las condiciones no son óptimas para una especie respecto a un factor ecológico, los límites de tolerancia suelen reducirse en lo que respecta a otros factores ecológicos. Por ejemplo, Penman encontró que cuando el nitrógeno del suelo es limitante, la resistencia del pasto a la sequía disminuye. En otras palabras, descubrió que se necesita más agua para prevenir la marchitez cuando las concentraciones de nitrógeno son bajas que cuando son altas.
Con mucha frecuencia, se descubre que en la naturaleza los organismos no viven en realidad en las gamas óptimas (determinadas experimentalmente) de un factor físico en particular. En esos casos, algún otro factor o factores tienen mayor importancia. Ciertas orquídeas tropicales, por ejemplo, crecen mejor bajo la luz solar directa que a la sombra, siempre y cuando se les mantenga. En la naturaleza sólo se les encuentra a la sombra, ya que no resisten el calor de la luz solar directa. En muchos casos, las interacciones de las poblaciones (como competencia, depredación, parasitismo, etc.) evitan que los organismos obtengan ventajas de las condiciones físicas óptimas.
La reproducción suele ser un periodo crítico en el que los factores abióticos o ambientales tienen grandes probabilidades de volverse limitantes. En esos casos, los límites de tolerancia del individuo y sus semillas, huevos, embriones, plántulas o larvas suelen ser más estrechos que los de las plantas o animales adultos cuando no se están reproduciendo. En consecuencia, un ciprés adulto crecería continuamente si estuviera sumergido en agua o si viviera en tierras áridas, pero no se reproduciría a menos que existieran suelos húmedos, pero no inundados, sobre los cuales se desarrollaran las nuevas plántulas. Ciertos cangrejos adultos y muchos otros animales marinos son capaces de tolerar aguas salobres o dulces con elevada concentración de cloruros, por lo que no es raro encontrarlos a buena distancia río arriba. Las larvas, sin embargo, no pueden sobrevivir en esas aguas, por lo que esas especies no pueden reproducirse en los ambientes fluviales y jamás llegan a establecerse de modo permanente. La esfera geográfica de las aves rapaces suele depender del impacto del clima sobre los huevos y polluelos, y no de sus efectos sobre los organismos adultos. Como éstos, existen centenares de ejemplos más.
Para denominar los grados relativos de tolerancia se utilizan los prefijos esteno (estrecho) y euri (amplio); así, estenotérmico-euritérmico se refiere a temperatura, estenohídrico-eurihídrico se refiere al agua, estenohalino-eurihalino se refiere a salinidad, estenofágico-eurifágico se refiere a alimentación y estenoico-eurioico se refiere a selección del hábitat.

• Sucesion

Sucesión • Los ecólogos se refieren a los cambios naturales que ocurren en las poblaciones de un ecosistema como sucesión. • Hay 2 tipos de sucesiones – Primaria – Secundaria
Sucesión primaria • La colonización de nuevos lugares por comunidades de organismos se llama sucesión primaria. • Después de un tiempo la sucesión primaria empieza a detenerse y la comunidad se torna bastante estable esto se llama comunidad clímax.
Sucesión primaria
Monte St. Helens
Monte St. Helens Leguminosa fijadora de nitrógeno entre las primeras colonizadoras. Facilitadora porque propicia el establecimiento de otras especies que requieren nitrógeno.
Sucesión secundaria • Las sucesiones secundarias son la secuencia de cambios que ocurren en una comunidad cuando ésta es alterada por desastre natural o por acción humana. • Por un huracán, incendio

Sucesión secundaria en zona templada Tempo (años)
5 años después Abandono de campo agrícola
40 años después 15 años después

• Bioma

BIOME. Término acuñado por DeCandolle (1852) que se refiere a una extensa área ocupada por un conjunto de comunidades fácilmente diferenciables por su fisionomía, que nace de las complejas interacciones del clima, otros factores del medio físico y factores bióticos. El aspecto es uniforme ya que el estado estable dominante en ese lugar a ese momento le confiere características de “clímax” al ecosistema. (e.g.: la vegetación predominante en un ecosistema de pradera es la hierba, aunque esté representada por muchos tipos diferentes. En el B. de bosque tropical, el tipo de vegetación predominante es la arbórea pese a que incluye además comunidades asociadas a los lagos, ríos, pantanos, sotobosque y vegetación arbustiva).
Los grandes B. del mundo son: praderas y sabanas, desiertos, tundras, taigas (bosques de coníferas), bosques templados caducifolios, bosques secos tropicales (también caducifolios), bosques lluviosos tropicales (de altura y de bajío) siempreverdes, páramos y punas, biomas eólicos (altas montañas y regiones polares), biomas insulares (altamente endémicos y oligoespecíficos), biomas marinos (neríticos y pelágicos) y el bioma hadal (profundidades oceánicas).

• Bioma acuatico

Biomas acuáticos • Un bioma es un grupo de ecosistemas que comparten el mismo tipo de comunidades clímax. • Hay dos tipos de biomas: – Terrestres – Acuáticos.

• Biomas marinos

Zona fótica es la zona poco profunda donde penetra la luz solar • Zona afótica zona profunda donde nunca llega la luz del sol.

• Estuarios
  
  Un estuario es un cuerpo de agua costero, parcialmente rodeado por tierra, en el cual se mezcla el agua dulce y la salada.
  
  Tundra
  

• Ubicada al sur del polo • Tierra sin árboles • Veranos largos • En invierno periodos cortos de sol • Terreno permafrost – siempre congelado • Crecen hierbas de raíces poco profundas • Suelos sin nutrientes.
Posee pastos, matorrales enanos, musgo • Mosquitos y otros insectos los más abundantes en el verano • Lemmings, comadrejas, zorros árticos, lechuzas blancas, halcones, buey y renos.

• Taiga
  
  
  
  
  
  
  
  

Conocido como bosque de coníferas del Norte • Posee pinos, abetos plateados, cicuta y abetos falsos • Suelos pobres en minerales • Se ve alterada por fuegos y la explotación maderera • Libre nival, caribú, linces.

• Desierto
  

Bioma más seco • Región árida que se caracteriza por poseer una vegetación muy escasa y en algunos lugares ninguna. • Menos de 25 centímetros anuales de lluvia • Desierto Atacama – Chile más seco del mundo 0 cm. de lluvia anual
• Vegetación – mezquite • Los desierto más secos poseen dunas sin nada de vegetación • Cactus • Rata canguro – no necesita agua • Zorros, coyotes, halcones, correcaminos, serpientes, lagartos, escorpiones.

• Pradera

Caen de 25 a 75 cm. de lluvia anual • Son comunidades grandes cubiertas de pastos y plantas pequeñas similares • Contienen humus material en descomposición de los pastos • Se cultivan granos como avena, centeno, trigo • Se conocen como las canastas de pan del mundo
• Bisontes o búfalos, perros de las praderas, lobos, hurones, roedores, lobos.

• Bosque Templado
  

70 a 150 cm. De lluvia anuales • Dominan árboles de madera dura y hoja ancha que pierden su follaje cada año • Posee una capa superior de humus y una capa inferior de arcilla • Ardillas, ratones, venados, osos, salamandras.

RELACIONES ENTRE ORGANISMOS

MUTUALISMO

El mutualismo es una interacción biológica entre individuos de diferentes especies, en donde ambos se benefician y mejoran su aptitud biológica. Las acciones similares que ocurren entre miembros de la misma especie se llaman cooperación. El mutualismo se diferencia de otras interacciones en las que una especie se beneficia a costas de otra; éstos son los casos de explotación, tales como parasitismo, depredación, etc.

COMENSALISMO

El término comensalismo proviene del latín com mensa, que significa "compartiendo la mesa". Originalmente fue usado para describir el uso de comida de desecho por parte de un segundo animal, como los carroñeros que siguen a los animales de caza, pero esperan hasta que el primero termina de comer. Otras formas de comensalismo incluyen:
Foresis: usado por el segundo organismo para transportarse. Ejemplos: la rémora sobre el tiburón o los ácaros sobre los excrementos de insectos. Éste incluye tanto foresis temporal como permanente.
Inquilinismo: cuando el segundo organismo se hospeda dentro del primero. Ejemplos: plantas epífitas que viven sobre los árboles como algunas bromeliáceas, o aves como el pájaro carpintero, que vive en los agujeros que hace en los árboles, bellota de mar sobre la concha de un mejillón.
Metabiosis o tanatocresia: es una dependencia más indirecta, en el que el segundo organismo usa algo del primero, sin embargo después de la muerte del mismo. Un ejemplo es el cangrejo ermitaño que usa la concha para proteger su cuerpo. Algunos autores lo denominan tanatocresis (tanatos, muerte).

PARASITISMO

Parasitismo es una interacción biológica entre dos organismos, en la que uno de los organismos (el parásito) consigue la mayor parte del beneficio de una relación estrecha con otro, el huésped u hospedador. El parasitismo puede ser considerado un caso particular de predación o, por usar un término menos equívoco, de consumo. Los parásitos que viven dentro del organismo hospedador se llaman endoparásitos y aquellos que viven fuera, reciben el nombre de ectoparásitos. Un parásito que mata al organismo donde se hospeda es llamado parasitoide. Algunos parásitos son parásitos sociales, obteniendo ventaja de interacciones con miembros de una especie social, como son los áfidos, las hormigas o las termitas.
El parasitismo es un proceso por el cual una especie amplía su capacidad de supervivencia utilizando a otras especies para que cubran sus necesidades básicas y vitales, que no tienen porque referirse necesariamente a cuestiones nutricionales, y pueden cubrir funciones como la dispersión de propágulos o ventajas para la reproducción de la especie parásita, etc. Las especies explotadas normalmente no obtienen un beneficio por los servicios prestados, y se ven generalmente perjudicadas por la relación, viendo menoscabada su viabilidad.

PARASITIDISMO

El parasitidismo es similar a la depredación en el sentido en que mata al hospedor con el tiempo, las parasitides se incluyen ciertas aviapas y moscas; ponen huevo dentro del hospedero, estos eclosionan y sus larvas se alimentan del hospedero, con el tiempo se convierten en pupas y el hospedero sucumbe.

ENERGIA EN LOS ECOSISTEMAS

El concepto de energíaLa energía no es un objeto tangible, por tanto es difícil definirla. Sin embargo, todos hemos en algún momento experimentado la noción de trabajo; por ejemplo, levantar una caja implica aplicar una fuerza suficiente para vencer la fuerza de gravedad y así desplazarla a una distancia del suelo, esto se define en física como Trabajo; Energía, por su parte, se define como la capacidad de realizar trabajo; su unidad de medida en el sistema internacional de medidas es el Julio.

La energía se manifiesta de muchas formas en la naturaleza como por ejemplo en forma de calor, movimiento, enlaces químicos, entre otras. Existe una ley muy importante en Termodinámica, ciencia que estudia la energía y sus transformaciones, y es la siguiente: "La energía no se crea ni se destruye sólo puede transformarse o transferirse". Para ilustrar mejor este concepto observemos: una persona toma energía a partir de los alimentos (energía química), la utiliza para generar calor (energía calórica) y tejidos corporales (energía química). A continuación veremos como estos conceptos aparentemente físicos pueden ser aplicados a los ecosistemas.

• ¿De dónde viene la energía que recibimos en la tierra?
  La luz solar es la fuente de energía que alimenta el planeta tierra; la circulación de los vientos y las corrientes en los océanos son generados por aquella. Sin embargo, como vimos en el capítulo anterior, no todos los organismos pueden aprovecharla directamente, solamente lo hacen los productores primarios, capaces de realizar fotosíntesis.
  La producción primariaConsiste básicamente en la transformación de moléculas de baja energía y luz solar en moléculas con alta energía aprovechables para los seres vivos.

• El flujo de energía en el ecosistema: cadenas y niveles tróficos
  Como habíamos mencionado anteriormente en este capítulo, sólo los productores primarios pueden obtener energía de la luz solar para realizar sus procesos de biosíntesis, los demás organismos, incapaces de realizar fotosíntesis, deben obtener la energía directa o indirectamente de los productores primarios. Esta secuencia de relaciones de producción-consumo, a través de las cuales fluye energía se denomina cadena trófica. A continuación se ilustrará este concepto usando un esquema en exceso simplificado:
  

• La respiración celular es el conjunto de reacciones bioquímicas que ocurre en la mayoría de las células, en las que el ácido pirúvico producido por la glucólisis se desdobla a dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O) y se producen 38 moléculas de ATP.
  Su fórmula general es:
  C6H12O6 + 6 O2 ----> 6 CO2 + 6H2O y se liberan 38 moléculas de ATP
  En las células eucariotas la respiración se realiza en las mitocondrias y ocurre en tres etapas que son estos:
  Oxidación del ácido pirúvico.
  Ciclo de los ácidos tricarboxílicos (ciclo de Krebs)
  Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa del ADP a ATP.
  La respiración celular es una parte del metabolismo, concretamente del catabolismo, en la cual la energía contenida en distintas biomoléculas, como los glúcidos, es liberada de manera controlada. Durante la respiración una parte de la energía libre desprendida en estas reacciones exotérmicas, es incorporada a la molécula de ATP, que puede ser a continuación utilizado en los procesos endotérmicos, como son los de mantenimiento y desarrollo del organismo (anabolismo).
  La respiración celular podría dividirse en dos tipos, según el papel atribuido al oxígeno:
  Respiración aeróbica: Hace uso del O2 como aceptor último de los electrones desprendidos de las sustancias orgánicas. Es la forma más extendida, propia de una parte de las bacterias y de los organismos eucariontes, cuyas mitocondrias derivan de aquéllas. Se llama aerobios a los organismos que, por este motivo, requieren O2.
  Respiración anaeróbica: No interviene el oxígeno, sino que se emplean otros aceptores finales de electrones, muy variados, generalmente minerales y, a menudo, subproductos del metabolismo de otros organismos. Un ejemplo de aceptor es el SO42- (anión sulfato), que en el proceso queda reducido a H2SLa respiración celular es el conjunto de reacciones bioquímicas que ocurre en la mayoría de las células, en las que el ácido pirúvico producido por la glucólisis se desdobla a dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O) y se producen 38 moléculas de ATP.
  Su fórmula general es:
  C6H12O6 + 6 O2 ----> 6 CO2 + 6H2O y se liberan 38 moléculas de ATP
  La respiración celular podría dividirse en dos tipos, según el papel atribuido al oxígeno:
  Respiración aeróbica: Hace uso del O2 como aceptor último de los electrones desprendidos de las sustancias orgánicas. Es la forma más extendida, propia de una parte de las bacterias y de los organismos eucariontes, cuyas mitocondrias derivan de aquéllas. Se llama aerobios a los organismos que, por este motivo, requieren O2.
  Respiración anaeróbica: No interviene el oxígeno, sino que se emplean otros aceptores finales de electrones, muy variados, generalmente minerales y, a menudo, subproductos del metabolismo de otros organismos. Un ejemplo de aceptor es el SO42- (anión sulfato), que en el proceso queda reducido a H2S.
  

• Cadena trófica en ecosistemas acuáticos
  En cada uno de los pasos del esquema se observa una transferencia de energía desde el primer eslabón representado por la planta hasta los últimos niveles representados por organismos saprófitos (hongos) y detritívoros (grillo). Los eslabones de la cadena trófica se denominan niveles tróficos. Así, para nuestro esquema el primer nivel serían los productores primarios; el segundo, lo representaría los consumidores primarios; el tercero los consumidores secundarios; los últimos, se encontrarían ocupados por detritívoros y saprófitos.
  
  
• ¿Es la cadena trófica un sistema eficiente de transferencia de energía?
  Según se dijo anteriormente, una parte de la energía que es absorbida por las plantas será utilizada para las biosíntesis que les son propias; por ello, no toda la energía absorbida se encontrará disponible para el siguiente nivel trófico. De igual forma sucederá en los niveles tróficos sucesivos. El porcentaje de energía transferido de un nivel al siguiente de la cadena trófica se denomina eficiencia ecológica. Ésta se encuentra determinada por la eficiencia de asimilación, que es el porcentaje de energía consumida que se asimila y la eficiencia de producción neta, que es el porcentaje de energía que, asimilada que se gasta en crecimiento y reproducción. Según esto, la energía que se transfiere de un nivel a otro es cada vez menor y podría representarse como una pirámide, en cuya base encontramos a los productores primarios, los cuales disponen de la mayor cantidad de energía, y en el ápice localizaríamos a los carnívoros de segundo orden, que encuentran menor cantidad de energía disponible.