El flujo de energía en los ciclos naturales y la contaminación hídrica
Indicador de logro: Reconoce e interpreta las consecuencias de la contaminación hídrica en el flujo de energía en los ciclos naturales.
Competencia: Reconozco e interpreto las consecuencias de la contaminación hídrica en el flujo de energía en los ciclos naturales.
Palabras claves: agua, contaminación, microorganismos, residuos industriales, químicos, enfermedades, riegos, agricultura, industrias, eutrofización, oxígeno, explotación minera, ciclos biogeoquimicos, alteraciones,
Pregunta generadora
¿Por qué es importante reconocer las consecuencias de la contaminación hídrica en el flujo de energía en los ciclos de la naturaleza?
Vídeos de sensibilización:
http://www.youtube.com/watch?v=TaNOcZ-Z7sY
http://www.youtube.com/watch?v=m4IKVyzjmzs
Ciclo del agua. http://www.lenntech.es
Indicador de logro: Reconoce e interpreta las consecuencias de la contaminación hídrica en el flujo de energía en los ciclos naturales.
Competencia: Reconozco e interpreto las consecuencias de la contaminación hídrica en el flujo de energía en los ciclos naturales.
Palabras claves: agua, contaminación, microorganismos, residuos industriales, químicos, enfermedades, riegos, agricultura, industrias, eutrofización, oxígeno, explotación minera, ciclos biogeoquimicos, alteraciones,
Pregunta generadora
¿Por qué es importante reconocer las consecuencias de la contaminación hídrica en el flujo de energía en los ciclos de la naturaleza?
Vídeos de sensibilización:
http://www.youtube.com/watch?v=TaNOcZ-Z7sY
http://www.youtube.com/watch?v=m4IKVyzjmzs
Situación de aprendizaje: La contaminación de las aguas que discurren por la superficie terrestre o el subsuelo (ríos y acuíferos) se produce al incorporar a ese medio elementos extraños, tales como microorganismos, residuos industriales, productos químicos o aguas residuales, entre otros, que deterioran su calidad y también pueden producir enfermedades a los humanos.
La salud humana puede quedar seriamente afectada por efecto de la contaminación de las aguas. Existen ciertos elementos químicos muy peligrosos para los seres vivos por ingestión, como el mercurio, arsénico o plomo, que pueden llegar a la cadena alimentaria al ser absorbido por los vegetales mediante las aguas de riego, o por medio de los acuíferos subterráneos; por ejemplo, el cadmio presente en algunos fertilizantes, ingerido a ciertos niveles puede producir diarreas agudas y lesiones de hígado y riñones; los nitratos (sales del ácido nítrico) presentes en el agua potable pueden producir enfermedades infantiles con riesgo de mortalidad.
La vulnerabilidad de los lagos, lagunas y humedales
Son unas zonas especialmente vulnerables a la contaminación. En ellas se genera un problema denominado eutrofización, que consiste en el enriquecimiento artificial del agua mediante nutrientes. Las plantas con raíces crecen anormalmente de forma muy densa, a la vez que se agota el oxígeno en las aguas más profundas.
Por añadidura, se producen problemas de mal olor y sabor de las aguas, a la vez que presentan una estética desagradable por cúmulo de algas o verdín. Suele ser causado por los fertilizantes químicos que son arrastrados hasta estos cuerpos de agua desde las zonas de cultivo que alimentan anormalmente la vegetación, además de provocar otros cambios químicos.
La lluvia ácida, por su parte, es un grave problema para los lagos, lagunas y humedales, muchos de ellos han desaparecido por esta causa en muchos lugares del mundo.
Los principales agentes contaminantes de las aguas
Los principales agentes contaminantes de las aguas son las aguas residuales, petróleo y derivados, sustancias radiactivas, minerales inorgánicos y compuestos químicos. Las aguas residuales contienen mayormente materias orgánicas que precisan oxígeno, son por tanto un agente desoxigenador del agua cuando entran en descomposición, que generan además olores desagradables.
Los ríos, los lagos, las lagunas y otros cuerpos de agua que reciben vertidos de aguas residuales sin depurar sufren una desoxigenación, entrando el agua en descomposición.
Los hidrocarburos son especialmente dañinos para las aguas, en el mar se extienden formando una película que termina muchas veces invadiendo playas y acantilados, y afectando a peces, aves y vegetación.
Los productos químicos como los pesticidas, plaguicidas, las sustancias tensoactivas (detergentes), y los minerales inorgánicos y compuestos químicos son también causa de alta contaminación, cuando son arrastrados desde las tierras de cultivo por tormentas y escorrentías. Estos agentes también tienen su origen en explotaciones mineras, carreteras y derribos urbanos.
Plegable técnico:
Otras formas de contaminación de las aguas
Una forma de contaminación de menor entidad pero que debe ser considerado, es el del calor. Se presenta cuando es vertido a los ríos u otros cauces, el agua de refrigeración de las fábricas y centrales energéticas, elevando la temperatura de las aguas y afectando a la vida que se desarrolla en ella.
Finalmente, una de las sustancias más contaminantes por su largo periodo de actividad, es la de origen radiactivo. Estas sustancias suelen proceder de los residuos que producen la minería y refinado de uranio y torio, centrales nucleares, y actividades científicas y médicas.
Estudiantes participando en la campaña de limpieza en Caño Seco
Estudiantes participando en la sensibilización manejo de residuos
Ciclos biogeoquímicos en la naturaleza
Ciclo del agua
Ciclo del agua
Representación esquemática
1) Precipitación
Transporte a través de la atmósfera de las nubes hacia el interior con un movimiento circular, como resultado de la gravedad, y perdida de su agua cae en la tierra. Este fenómeno se llama lluvia o precipitación.
2) Infiltración
El agua de lluvia se infiltra en la tierra y se hunde en la zona saturada, donde se convierte en agua subterránea. El agua subterránea se mueve lentamente desde lugares con alta presión y elevación hacia los lugares con una baja presión y elevación. Se mueve desde el área de infiltración a través de un acuífero y hacia un área de descarga, que puede ser un mar o un océano.
3) Transpiración
Las plantas y otras formas de vegetación toman el agua del suelo y la excretan otra vez como vapor de agua. Cerca del 10% de la precipitación que cae en la tierra se vaporiza otra vez a través de la transpiración de las plantas, el resto se evapora de los mares y de los océanos.
4) Salida superficial
El agua de lluvia que no se infiltra en el suelo alcanzará directamente el agua superficial, como salida a los ríos y a los lagos. Después será transportada de nuevo a los mares y a los océanos. Esta agua es llamada agua de salida superficial.
5) Evaporación
Debido a la influencia de la luz del sol el agua en los océanos y los lagos se calentará. Como resultado de esto se evaporará y será transportada de nuevo a la atmósfera. Allí formará las nubes que con el tiempo causarán la precipitación devolviendo el agua otra vez a la tierra. La evaporación de los océanos es la clase más importante de evaporación.
6) Condensación
En contacto con la atmósfera el vapor de agua se transformará de nuevo a líquido, de modo que sea visible en el aire. Estas acumulaciones de agua en el aire son lo que llamamos las nubes.
El suelo como reservorio natural y las acciones del hombre
Las plagas y la agricultura
Vídeo:
http://www.youtube.com/watch?v=Oc-pSg7l340
1. Identifico las acciones humanas que alteran el ciclo del agua.
2. Describo el ciclo del carbono, fósforo y nitrógeno.
3. Enumero las acciones humanas que alteran los otros ciclos biogeoquímicos.
4. Explico en qué consiste el control biológico y señalo las ventajas para la salud humana.
5. Describo la influencia del ser humano sobre las cadenas tróficas.
6. Invento un crucigrama con los términos empleados en la temática.
7. Creo un acróstico con la expresión "las plagas y la agricultura"
8. Esquematizo en cuarto de cartulina uno de los ciclos biogeoquímicos.
9. Elaboro un mapa conceptual sobre la temática propuesta en este taller.
10. Explico la importancia de la rotación de cultivos para conservar el suelo.
El suelo como reservorio natural y las acciones del hombre
Todos los recursos naturales revisten para el hombre la misma importancia, ya que sin ellos sería imposible su supervivencia en el planeta.
El suelo, sin embargo, es fundamental ya que constituye el asiento de las principales formas de la vida orgánica y en él radica el hombre sus mayores actividades económicas y culturales. Es el reservorio de otros recursos naturales como agua, minerales, flora, fauna, etc.
Proporcionalmente el suelo representa un recurso escaso, ya que sólo representa una cuarta parte de la superficie de la Tierra. Si se tiene en cuenta, todavía, que de la masa terrestre una gran extensión está ocupada por desiertos y montañas, resulta evidente que la parte aprovechable del suelo constituye una reducida superficie del globo terráqueo cuya calidad es menester conservar a todo trance, ya que de ella depende el futuro de la Humanidad.
La política de suelos debe tender a la asignación y distribución racional de los mismos a fin de obtener su uso óptimo, tanto en el orden urbano, como en el industrial y rural.
Para ello deberá tenerse en cuenta su ubicación geográfica, necesidades, condiciones físicas y características productivas que surjan de los registros de uso de la tierra y de los mapas de suelo del país. (En nuestro país no existe un registro de uso del suelo)
Conservación de los suelos: La tierra es una superficie limitada que debe ser conservada y protegida de la acción degradante del medio y de los agentes naturales que lo deterioran e inundan. La lucha contra la erosión constituye el principal problema que afrontan los servicios de conservación de los suelos.
Los suelos también se agotan por la extracción excesiva de los recursos naturales derivada del tipo de explotación agropecuaria que se realiza.
El proceso de degradación de los suelos se opera por una modificación de sus propiedades fisioquímicas derivada del manejo de los mismos o del régimen hidrológico. La degradación es un escalón del proceso de agotamiento y conduce a éste si no se adaptan las medidas adecuadas.
La erosión del suelo se está acelerando en todos los continentes y está degradando unos 2.000 millones de hectáreas de tierra de cultivo y de pastoreo, lo que representa una seria amenaza para el abastecimiento global de víveres. Cada año la erosión de los suelos y otras formas de degradación de las tierras provocan una pérdida de entre 5 y 7 millones de hectáreas de tierras cultivables. En los países subdesarrollados, la creciente necesidad de alimentos y leña han tenido como resultado la deforestación y cultivo de laderas con mucha pendiente, lo que ha producido una severa erosión de las mismas. Para complicar aún más el problema, hay que tener en cuenta la pérdida de tierras de cultivo de primera calidad debido a la industria, los pantanos, la expansión de las ciudades y las carreteras. La erosión del suelo y la pérdida de las tierras de cultivo y los bosques reducen además la capacidad de conservación de la humedad de los suelos y añade sedimentos a las corrientes de agua, los lagos y los embalses.
Los problemas más comunes en relación al suelo tienen que ver con las actividades de las personas. Al respecto, los problemas directamente derivados del uso antrópico de los suelos son actualmente muy severos. La erosión, la desertificación, la contaminación, la compactación, el avance de las ciudades y urbanización, y la pérdida de fertilidad, se encuentran entre los problemas más graves que afectan hoy a los suelos.
Erosión: La erosión es la pérdida de suelo fértil, debido a que el agua y el viento normalmente arrastran la capa superficial de la tierra hasta el mar. El ser humano acelera la pérdida de suelos fértiles por la destrucción de la cubierta vegetal, producto de malas técnicas de cultivo, sobre pastoreo, quema de vegetación o tala del bosque. Las prácticas productivas sin criterios de protección, contribuyen en gran medida a que este problema se agrave cada día más.
La degradación del suelo reviste gran importancia, porque su regeneración es en extremo lenta. En zonas agrícolas tropicales y templadas, se requiere de un promedio de 500 años para la renovación de 2,5 centímetros de suelo.
El cultivo de tierras en lugares con pendiente aumenta la posibilidad de agotamiento del suelo fértil, ya que es muy fácil el arrastre de tierra por acción de la lluvia. La actividad minera ha utilizado grandes cantidades de leña, eliminando así la cubierta vegetal, imprescindible para la protección del suelo. Estas prácticas se remontan a la época de la colonia, cuando la deforestación acabó con ricas áreas forestales y las aridizó.
La erosión también puede afectar ecosistemas lejanos, como los de la vida marina. El suelo arrastrado al mar se deposita como sedimento y cambia la composición del fondo marino, sepultando vegetación y cuevas, y transformando el contenido químico de las aguas.
Es importante destacar que la erosión del suelo, además de afectar y alterar los ecosistemas, afecta seriamente a la gente y a la economía de un lugar. Hay una relación directa entre la disminución de la capacidad productora del suelo y la disminución de los ingresos de la comunidad.
Contaminación: La contaminación de los suelos se produce por la depositación de sustancias químicas y basuras. Las primeras pueden ser de tipo industrial o domésticas, ya sea a través de residuos líquidos, como las aguas servidas de las viviendas, o por contaminación atmosférica, debido al material articulado que luego cae sobre el suelo.
Los suelos poseen una cierta capacidad para asimilar las intervenciones humanas sin entrar en procesos de deterioro. Sin embargo, esta capacidad ha sido ampliamente sobrepasada en muchos lugares, como consecuencia de la producción y acumulación de residuos industriales, mineros o urbanos.
Minería: actividad con riesgo ambiental de contaminación de suelos, por su poder modificador del paisaje y sus descargas de residuos tóxicos... La actividad minera contamina los suelos a través de las aguas de relave. De este modo, llegan hasta ellos ciertos elementos químicos como mercurio (Hg), cadmio (Cd), cobre (Cu), arsénico (As), plomo (Pb), etcétera. Por ejemplo: el mercurio que se origina en las industrias de cemento, industria del papel, plantas de cloro y soda, actividad volcánica, etcétera. Algunos de sus efectos tóxicos son: alteración en el sistema nervioso y renal. En los niños, provoca disminución del coeficiente intelectual.
Para evitar la degradación de los suelos es necesario:
· Restituirles, por medio de la fertilización, los nutrientes que van siendo extraídos por las plantas o que son arrastrados por las aguas.
· Evitar las talas y los desmontes desmedidos, así como las quemas, fundamentalmente en las laderas.
· Preparar los surcos, en zonas de alta pendiente, en forma perpendicular a estas, de manera que el agua, al correr, no arrastre el suelo.
· Proporcionar al suelo la cobertura vegetal necesaria para evitar la erosión.
· Evitar la contaminación que provoca el uso indiscriminado de productos químicos en la actividad agrícola.
Vídeo:
http://www.youtube.com/watch?v=Oc-pSg7l340
El concepto de las plagas. En la naturaleza, como resultado de múltiples presiones selectivas ocurridas en el curso de miles y millones de años, los organismos han desarrollado mecanismos de supervivencia y reproducción que explican su existencia actual. Pero, además de su presencia se advierte que existe cierto equilibrio en las cantidades de plantas, animales y microorganismos. Es decir, la acción combinada de múltiples factores abióticos y bióticos, explica que los organismos muestren una abundancia que, aunque variable estacionalmente, se mantiene más o menos constante en torno a un valor promedio típico. Así, cada especie en cada localidad exhibe cierta abundancia característica o típica; según la magnitud de ese valor, una especie será poco o muy abundante.
Puede afirmarse que en la naturaleza, a causa del efecto recíproco de unos organismos sobre otros, bajo ciertas condiciones ambientales, éstos muy rara vez incrementan sus densidades más allá de sus poblaciones promedios y, cuando lo hacen, con tiempo la situación retorna al estado normal. En otras palabras, en la naturaleza no existen plagas.
Se habla de plaga cuando un animal, una planta o un microorganismo, aumenta su densidad hasta niveles anormales y como consecuencia de ello, afecta directa o indirectamente a la especie humana, ya sea porque perjudique su salud, su comodidad, dañe las construcciones o los predios agrícolas, forestales o ganaderos, de los que el ser humano obtiene alimentos, forrajes, textiles, madera, etc.
La agricultura moderna con la implementación de monocultivos a gran escala ha provocado varios problemas, en cuanto a enfermedades y plagas resistentes y especializadas en las plantas cultivadas. La utilización de plaguicidas de origen químico de manera excesiva y sin previa asistencia técnica, en vez de resolver el problema, ha producido fuertes daños a la productividad de la agricultura, al ser humano y a la naturaleza.
Actualmente muchas instituciones están en la búsqueda de alternativas menos dañinas, aprovechando las defensas naturales de los organismos y reorganizando completamente las técnicas de cultivo tradicionales.
La problemática de la agricultura convencional. El crecimiento de la población mundial y, por consecuencia, el aumento de la necesidad alimenticia causó hace aproximadamente 30 años el inicio de la revolución verde que tenía como única prioridad el aumento de la cantidad de alimentos a todo costo. Desde entonces realmente se ha podido ver en el mundo un cambio extraordinario en la tecnología agropecuaria y indudablemente un aumento en la producción. Pero al mismo tiempo también empezaron a aparecer efectos negativos no calculados.
Para poder aumentar la producción había que aumentar notablemente la aplicación de insumos agrícolas. Como las plantas se alimentan de los nutrientes en el suelo y avanzan en su crecimiento según la disponibilidad de estos nutrientes en el lugar, se empezó a utilizar fertilizantes sintéticos en grandes cantidades. A parte de una mayor producción el uso de estos fertilizantes tiene varias desventajas fuertes. Los nutrientes aplicados de esta manera prácticamente no realicen ningún tipo de intercambio con el suelo y una gran parte de ellos se pierde por erosión en el suelo y por liberación al aire.
Lo que puede causar un efecto muy negativo al agua y por consecuencia a los arroyos y ríos. La concentración inadecuada de ciertos nutrientes en el agua causa un crecimiento anormal de las plantas y animales y un sobreuso del oxígeno, causando el colapso de este ecosistema.
Por el otro lado el aumento de la producción agrícola y especialmente la producción en monocultivos ha creado un aumento extraordinario de insectos-plagas y enfermedades especializados en exactamente este cultivo. En la naturaleza no existen plagas. Se habla de plaga cuando un animal, una planta o un microorganismo, aumenta su densidad hasta niveles anormales y afecta directa o indirectamente a la especie humana, ya sea porque perjudique su salud, su comodidad, dañe las construcciones o los predios agrícolas, forestales o ganaderos, de los que el ser humano obtiene alimentos, forrajes, textiles, madera, etc.
Actividad complementaria
1. Identifico las acciones humanas que alteran el ciclo del agua.
2. Describo el ciclo del carbono, fósforo y nitrógeno.
3. Enumero las acciones humanas que alteran los otros ciclos biogeoquímicos.
4. Explico en qué consiste el control biológico y señalo las ventajas para la salud humana.
5. Describo la influencia del ser humano sobre las cadenas tróficas.
6. Invento un crucigrama con los términos empleados en la temática.
7. Creo un acróstico con la expresión "las plagas y la agricultura"
8. Esquematizo en cuarto de cartulina uno de los ciclos biogeoquímicos.
9. Elaboro un mapa conceptual sobre la temática propuesta en este taller.
10. Explico la importancia de la rotación de cultivos para conservar el suelo.
11. Consulto sobre el control y tratamiento de aguas contaminadas.
12. Consulto sobre el funcionamiento de una PTAR.
13. Enumero los pasos para descontaminar las aguas residuales.
14. Consulto por qué las actividades ganaderas y agrícolas contaminan el agua.
15. Consulto sobre la contaminación generada por la explotación de petróleo.
16. Consulto en las Empresas Públicas de Villavicencio si tienen algún tipo de tratamiento para las aguas residuales.
17. Enumero acciones para evitar la contaminación en las aguas.
18. Invento un acróstico con la expresión "contaminación hídrica".
19. Consulto en:
http://herohecomunicativo.blogspot.com sobre el proyecto de Recuperación de la Microcuenca de Caño Seco y señalo cómo puedo participar.
20. Elaboro una sopa de letras con los términos claves.
21. Si es posible asistir con el acudiente a la planta de tratamiento de La Esmeralda para recibir explicación sobre el funcionamiento.
22. Elaboro cinco versos sobre el agua.
23. Consulto sobre la importancia de tomar agua para la salud humana.
24. Enumero acciones humanas para conservar el agua a través de una historieta de seis cuadros.
21. Si es posible asistir con el acudiente a la planta de tratamiento de La Esmeralda para recibir explicación sobre el funcionamiento.
22. Elaboro cinco versos sobre el agua.
23. Consulto sobre la importancia de tomar agua para la salud humana.
24. Enumero acciones humanas para conservar el agua a través de una historieta de seis cuadros.
Bibliografía
* Contaminación hídrica: http://www.natureduca.com
* Vídeo PTAR Salitre: http://www.youtube.com/watch?v=m4IKVyzjmzs
* Vídeo educativo: http://www.youtube.com/watch?v=TaNOcZ-Z7sY
* Plegable técnico:
