LOS CICLOS NATURALESSon procesos naturales que reciclan
elementos en diferentes formas qumicas desde el medio ambiente
hacia los organismos, y luego a la inversa. Agua, carbn, oxgeno,
nitrgeno, y otros elementos recorren estos ciclos, conectando los
componentes vivos y no vivos de la Tierra.La Tierra completa es un
ecosistema gigante formado por los seres vivos y los
inertes.Algunos elementos o compuestos que pertenecen a los
factores abiticos, como el agua, el carbn, el oxgeno y el nitrgeno,
son indispensables para que los seres vivos puedan vivir.Estos
materiales se encuentran de forma natural en los ecosistemas y
constantemente se renuevan , dando lugar a los ciclos naturales de
los ecosistemas. Los principales ciclos naturales son: Ciclo del
carbono-oxgeno Ciclo del agua Ciclo del nitrgenoEl agua es un
compuesto muy abundante de la naturaleza que puede presentarse en
tres estados: slido, lquido y gaseoso. El hielo es un ejemplo del
estado slido; el vapor de agua, del gaseoso y el agua para beber,
del lquido. Durante su ciclo, el agua pasa constantemente de un
estado fsico a otro.As como el agua se renueva constantemente
gracias a su ciclo natural, el oxgeno (O) y el carbono (C), tambin
presentan un ciclo en su formacin. Otro material indispensable para
los seres vivos es el nitrgeno. El nitrgeno es un elemento que
tambin se renueva en forma cclica. Aunque 78% del aire que
respiramos est formado por nitrgeno, ese nitrgeno no puede ser
absorbido por el organismo.
CICLO DEL OXIGENO:El ciclo del oxgeno es la cadena de reacciones
y procesos que describen la circulacin del oxgeno en la biosfera
terrestre.Al respirar, los animales y los seres humanos tomamos del
aire el oxgeno que las plantas producen y luego exhalamos gas
carbnico Las plantas, a su vez, toman el gas carbnico que los
animales y los seres humanos exhalamos, para utilizarlo en el
proceso de la fotosntesis. Plantas, animales y seres humanos
intercambian oxgeno y gas carbnico todo el tiempo, los vuelven a
usar y los reciclan. A esto se le llama el ciclo del
oxgeno.AtmsferaEl O2 le confiere un carcter oxidante a la atmsfera.
Se form por fotlisis de H2O, formndose H2 y O2:H2O + h 1/2O2.El
oxgeno molecular presente en la atmsfera y el disuelto en el agua
interviene en muchas reacciones de los seres vivos. En la
respiracin celular se reduce oxgeno para la produccin de energa y
generndose dixido de carbono, y en el proceso de fotosntesis se
origina oxgeno y glucosa a partir de agua, dixido de carbono (CO2)
y radiacin solar.Corteza terrestre:El carcter oxidante del oxgeno
provoca que algunos elementos estn ms o menos disponibles. La
oxidacin de sulfuros para dar sulfatos los hace ms solubles, al
igual que la oxidacin de iones amonio a nitratos. Asimismo
disminuye la solubilidad de algunos elementos metlicos como el
hierro al formarse xidos insolubles.Hidrsfera y atmsfera qumica
bsica estructuralitica:El oxgeno es ligeramente soluble en agua,
aumentando su solubilidad con la temperatura. Condiciona las
propiedades rdox de los sistemas acuticos. Oxida materia bioorgnica
dando el dixido de carbono y agua.El dixido de carbono tambin es
ligeramente soluble en agua dando carbonatos; condiciona las
propiedades cido-base de los sistemas acuticos. Una parte
importante del dixido de carbono atmosfrico es captado por los
ocanos quedando en los fondos marinos como carbonato de calcio.
CICLO DEL CARBONO:El ciclo del carbono son las transformaciones
qumicas de compuestos que contienen carbono en los intercambios
entre biosfera, atmsfera, hidrosfera y litosfera. Es un ciclo
biogeoqumico de gran importancia para la regulacin del clima de la
Tierra, y en l se ven implicadas actividades bsicas para el
sostenimiento de la vida. Debido a que de l depende la produccin de
materia orgnica que es el alimento bsico y fundamental de todo ser
vivo.El carbono es un componente esencial para los vegetales y
animales. Forma parte de compuestos como: la glucosa, carbohidrato
importantes para la realizacin de procesos como: la respiracin;
tambin interviene en la fotosntesis bajo la forma de CO2 (dixido de
carbono) tal como se encuentra en la atmsfera.La reserva
fundamental de carbono, en molculas de CO2 que los seres vivos
puedan asimilar, es la atmsfera y la hidrosfera. Este gas est en la
atmsfera en una concentracin de ms del 0,03% y cada ao
aproximadamente un 5% de estas reservas de CO2 se consumen en los
procesos de fotosntesis, es decir que todo el anhdrido carbnico se
renueva en la atmsfera cada 21 aos.La vuelta de CO2 a la atmsfera
se hace cuando en la respiracin, los seres vivos oxidan los
alimentos produciendo CO2. En el conjunto de la biosfera la mayor
parte de la respiracin la hacen las races de las plantas y los
organismos del suelo y no, como podra parecer, los animales ms
visibles.Los productos finales de la combustin son CO2 y vapor de
agua. El equilibrio en la produccin y consumo de cada uno de ellos
por medio de la fotosntesis hace posible la vida.Los vegetales
verdes que contienen clorofila toman el CO2 del aire y durante la
fotosntesis liberan oxgeno, adems producen el material nutritivo
indispensable para los seres vivos. Como todas las plantas verdes
de la tierra ejecutan ese mismo proceso diariamente, no es posible
siquiera imaginar la cantidad de CO2 empleada en la fotosntesis.En
la medida de que el CO2 es consumido por las plantas, tambin es
remplazado por medio de la respiracin de los seres vivos, por la
descomposicin de la materia orgnica y como producto final de
combustin del petrleo, hulla, gasolina, etc.En el ciclo del carbono
participan los seres vivos y muchos fenmenos naturales como los
incendios.Los seres vivos acuticos toman el CO2 del agua. La
solubilidad de este gas en el agua es muy superior a la que tiene
en el aire.
CICLO DEL HIDROGENOEl uso de energa solar para nuestras
necesidades elctricas cotidianas tiene distintas ventajas: evitamos
el consumo de recursos naturales y la degradacin del medio ambiente
que resulta de las emisiones contaminantes, derrames de petrleo, y
los productos txicos secundarios. El uso de recursos renovables
permite que los E.U.A. se independicen de los pases poltica y
socialmente inestables, que actualmente son los que proveen el 50%
de nuestro petrleo. Adems, una economa basada en el hidrgeno solar
podra proteger a nuestro pas contra los efectos negativos de los
cambios dramticos en el abastecimiento y el precio de la
energa.
Sin embargo, hay una desventaja en la energa solar: el sol no
brilla constantemente. Necesitamos, pues, un mtodo para almacenar
la energa solar para utilizarla cuando no haya sol. El hidrgeno
provee un mtodo seguro, eficiente y sano para hacerlo.El ciclo del
hidrgeno solar funciona as: la electricidad producida por los
mdulos solares opera un equipo de electrlisis que divide el agua
(H2O) en sus componentes elementales, hidrgeno (H2) y oxgeno (O2).
El oxgeno se libera al aire y el hidrgeno se bombea a los tanques,
donde es almacenado en el lugar de produccin o se enva a las
regiones donde el sol escasea.En la noche, cuando no se dispone de
energa solar, el hidrgeno se combina nuevamente con el oxgeno del
aire en una celda de combustible, una planta de energa
electroqumica que convierte en electricidad la energa qumica
contenida en el hidrgeno. El nico subproducto que resulta de este
proceso es agua pura.
La electricidad producida por las celdas de combustible se puede
usar exactamente como utilizamos la energa ya generada por las
compaas de electricidad para operar los electrodomsticos y las
luces, incluso para impulsar los carros. El hidrgeno solar nos
permite utilizar la energa solar las 24 horas del da, y nos provee
de un recurso energtico abundante, sano, eficiente y producido
localmente.
