BIO

LO

GÍA

Equilibrio y contaminaciónLos seres vivos estamos compuestos por células. A su vez, las células están formadas por sustancias

orgánicas (hidratos de carbono, proteínas, lípidos, ácidos nucleicos, vitaminas) e inorgánicas (princi­palmente, agua y sales). Todas las sustancias, tanto las orgánicas como las inorgánicas, están forma­das por átomos.

Pero, de la gran variedad de átomos que existen, no todos participan en igual proporción en la formación de los tejidos. Los que se encuentran en mafor cantidad son el carbono, el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno. En proporciones menores, aunque no por ello menos importantes, se encuen­tran el potasio, el azufre, el cloro y metales como el hierro. En el cuerpo humano hay, por ejemplo, unos 57 mg de hierro por cada kilogramo de peso. Se trata del hierro que formaparte de la hemoglo­bina de la sangre. Esta pequeña proporción de hierro permite que el oxígeno pueda ser transportado por la sangre hasta cada una de las células de nuestro cuerpo, lo que posibilita la respiración celular. Otro ejemplo es el magnesio. A pesar de que su cantidad en los tejidos vivos no es grande, su papel es fundamental, porque forma parte de la clorofila, sin la cual no habría fotosíntesis.

Los seres vivos obtienen estos átomos, tan importantes para la vida, del medio físico que los rodea. Es decir, del aire, del suelo y del agua. Por ejemplo, extraen del aire el oxígeno necesario para la res­piración o lo encuentran disuelto en el agua. El carbono, que forma parte de todos los tejidos vivos, proviene del dióxido de carbono atmosférico. Las plantas toman el nitrógeno a partir de los nitratos del suelo y obtienen el hidrógeno a partir de transformaciones químicas realizadas sobre la molécula de agua. Sin embargo, a pesar de que los seres vivos extraen permanentemente estos materiales del me­dio, su cantidad total no varía sustancialmente. Por ejemplo, tanto las cantidades de oxígeno como las de nitrógeno y las de dióxido de carbono presentes en la atmósfera han sufrido solo pequeños cambios a lo largo de períodos de tiempo muy extensos.

La infinidad de seres vivos de todas las especies que pueblan el planeta no solo extraen del medio aquello que necesitan, sino que también desechan en él enormes cantidades de material (hojas, ra­mas, cuerpos y partes de cuerpos de animales, restos de la digestión...). Sin embargo, a lo largo del tiempo, los desechos tampoco parecen modificar demasiado la composición del agua, del aire y del sue­lo donde se depositan. Es notable la capacidad de recuperación que, hasta el momento, ha demostra­do poseer nuestro planeta, aun si se tienen en cuenta los desechos que provienen de la activi­dad industrial. Ocurre que, a pesar de las cons­tantes modificaciones que los seres vivos produ­cen en el medio donde viven, existen procesos que permiten mantener la cantidad y la proporción de sustancias necesarias en valores que, por el momento, hacen posible la continuidad de la vi­da. Pero, ¿cuáles son estos procesos?

¿Cómo se reponen el dióxido de carbono y el oxígeno del medio?Intenten explicar por qué la composición del agua, del aire o del suelo no cambia sustancialmente a lo largo del tiempo.

¿De qué manera la acción del hombre puede modificar la cantidad y la propor­ción de materiales necesarios para la vida que hay en el aire, el agua o el suelo? Den un ejemplo de cada caso.

222

La historia de un átomo de carbono

El carbono está presente en todos los tejidos de los seres vivos. Además, se lo encuentra en el medio físico donde ellos habitan. Para que puedan observar cómo circula a través del medio ambiente y de la materia orgánica, en la siguiente secuencia les mostramos una posible historia de un átomo de carbono.

oxigenofotosíntesis

glucosaC6 H12 0 6

Un átomo de carbono se encuentra en la atmósfera formando par­te de ufia molécula de dióxido de carbono (C02) que, con ei vien­to, viaja por distintas latitudes: a veces, cerca del mar; a veces, cer­ca de la tierra.

Un día, al chocar contra una hoja de una planta de maíz, la molé­cula es "atrapada". En la planta, junto con otras molécula de dióxi­do de carbono y agua, se forma glucosa mediante el proceso de fotosíntesis. De esta forma, el átomo de carbono está unido ahora a otros átomos de carbono, oxígeno e hidrógeno en la planta.

glucosa glucosaglucosa

glucosa glucosa

glucosa

glucosa _ «►

respiracióncelular

muchas moléculas de glucosa se

unen para formar ¡

ffr® -¿jAlgunas de las moléculas de glucosa participan en el proceso de respiración celular en distintas células de la planta; otras (entre las que se encuentra la molécula de glucosa donde está el átomo de carbono cuya trayectoria seguimos) se unen entre sí para formar al­midón. El átomo de carbono queda así atrapado en la reserva de alimento de una semilla de maíz que germina.

El sistema digestivo del chico degrada los alimentos*^ la sangre trans­porta los nutrientes hacia las células, donde serán utilizados o bien en la respiración celular para la obtención de energía, o bien en la cons­trucción de otras sustancias importantes para la vida: una vez que el almidón se degrada, nuestro átomo de carbono queda formando parte de una molécula de glucosa en una de las células del chico.

Después de varios meses, cuando el maíz madura, es cosechado. En un molino, se hace harina a partir de los granos. Así es como el átomo de carbono está ahora en una empanada de humita, que es comida por un chico.

Si prestaron atención a la secuencia de sucesos que protagoniza el átomo de carbono, se habrán dado cuenta de que termina en el mismo lugar donde comenzó. Pero esta no es la única historia posible. En la siguiente página podrán analizar muchas otras.

Al día siguiente, el organismo del chico recurre a la glucosa pa­ra obtener energía. En las mitocondrias de las células, la gluco­sa se combina con el oxígeno inhalado, se transforma en dióxido de carbono y agua, y se libera energía. Ahora, el átomo de carbo­no forma parte nuevamente de una molécula de dióxido de carbo­no que sale a la atmósfera cuando el chico exhala.

223

Otros caminos

Una manera esquemática de mostrar las distintas trans­formaciones en las que puede intervenir un átomo de car­bono es la siguiente.

Además de los que hemos esquematizado, existen toda­vía muchos otros ciclos. Al conjunto de todos los ciclos po­sibles se lo llama, simplemente, ciclo del carbono. Una ma­nera de representarlo es la siguiente.

carbono en el dióxido de carbono

atmosféricofotosíntesis

respiracióncelular

digestión

alimentación

carbono en las sustancias orgánicas que

fabrica la planta

En esta representación se ve que el átomo de carbono recorrió un “camino” que lo llevó al lugar inicial. En térmi­nos técnicos, se dice que realizó un “ciclo”. Pero ese ciclo no es el único posible. Si el átomo que formaba parte del dióxido de carbono del aire que fue atrapado por la hoja de la planta y que pasó a formar parte de una molécula de glu­cosa se hubiese empleado en la respiración del vegetal, el ciclo hubiese sido otro.

carbono en el dióxido de carbono

atmosféricofotosíntesis

respiración celular

en la plantacarbono en

las sustancias orgánicas que

fabrica la planta

Realicen un esquema con flechas del siguiente ciclo del carbono:

Un roedor comió la semilla de trigo en la que estaba el átomo de carbono. El carbono se utilizó pa­ra construir una molécula de lípido que formaba par­te del tejido graso del roedor. Pero tuvo mala suerte: un día lo atrapó un zorro y se lo comió. La molécula de lípido, entonces, se integró al tejido graso del zo­rro. Después de muchas artimañas y corridas, el as­tuto zorro se salvó de ser atrapado en una cacería, pero gastó gran cantidad de energía y "quemó" par­te de sus reservas: la molécula de lípido se transfor­mó en dióxido de carbono y en agua.

Como habrán observado, en los dos ciclos que mostra­mos hay algo en común: la fotosíntesis. Ocurre que ella constituye el único proceso biológico que hace posible la in­corporación del carbono a la materia orgánica que forma los seres vivos. De acuerdo con los ciclos que les mostramos, en ambos casos el carbono retorna, a través de la respiración, a la atmósfera y vuelve a formar parte del dióxido de carbo­no. Pero existen otras formas de retomo, además de la res­piración. Una de ellas es la que se realiza a partir de la com­bustión de materia orgánica o de minerales fósiles.

¡ndustrirespiración

de los 'cráimáles terrestres

fotosíntesis (Jeflas plantas

rocas de carbonates

combustiónrespiración

de las

dióxido de carbono atmosférico

fotosíntesis de las plantas

acuáticas

respiración de los animales acuáticos

respiración de los vegetales acuáticos dióxido de

carbono y carbonates

sueltos

224

El nitrógeno

El nitrógeno es un constituyente muy importante de los tejidos vivos, ya que es necesario para la formación de la pro­teínas y de los ácidos nucleicos. En la atmósfera hay una pro­porción muy alta de nitrógeno gaseoso (78%), pero la mayo­ría de los seres vivos no lo puede utilizar directamente. Las plantas lo toman de la tierra, donde se encuentra en forma de sales llamadas nitratos (por ejemplo, nitrato de sodio). Es­tas se disuelven en agua y se incorporan a las plantas cuan­do esa agua se absorbe. Los animales incorporan el nitróge­no al alimentarse de plantas (o de animales que, a su vez, consumieron vegetales). En la medida en que el nitrógeno es utilizado por las plantas, el suelo va perdiendo sus nitratos. Si no hubiera reposición, luego de cierto tiempo este mate­rial se agotaría y las plantas no podrían vivir por no contar con el material básico para formar su organismo. Por lo tan­to, tampoco sobrevivirían el resto de los seres vivos que de­penden de la materia orgánica producida por los vegetales. Nuevamente surge la pregunta: ¿por qué no se agota? Porque existen bacterias en el suelo que transforman el nitrógeno del aire en nitratos; por esta razón, se dice que fijan el nitrógeno en el suelo. Estas bacterias se llaman nitrificantes.

El ejemplo más conocido de bacterias fijadoras de nitrógeno es el de las llamadas rhizobium, que se asocian a las raíces de las plantas leguminosas (arveja, lenteja, soja) y forman nodulos, como el que aparece en la foto. Las rhizobium fijan el nitrógeno gaseoso del suelo y lo incorporan a otros compuestos nitrogenados que luego aprovecha la planta. Cuando se cose­chan las leguminosas, quedan en la tierra las raíces, que en sus nodulos contienen una importante reserva de nitrógeno a disposición de las plantas que se cultiven luego. Por este motivo, los agricultores suelen cultivar plan­tas no leguminosas (que, como el maíz, no se asocian con el rhizobium) en el terreno donde previamente hubo leguminosas. Esta alternancia entre le­guminosas y no leguminosas permite reponer naturalmente el nitrógeno del suelo, sin necesidad de recurrir a fertilizantes artificiales.

Además del proceso biológico, existerPotros dos tipos de fijación de nitrógeno: el atmosférico y el industrial. El primero se produce debido a las descargas eléctricas duran­te las tormentas. Un efecto de este fenómeno es la transfor­mación del nitrógeno atmosférico en ácido nítrico. Este áci­do se disuelve luego en el agua de lluvia y, al caer en la tie­rra, se transforma en nitrato. El tipo de fijación industrial co­rresponde al empleo de fertilizantes para mejorar el rendi­miento de los suelos.

Estos fertilizantes muchas veces consisten en nitratos que se fabrican industrialmente a partir del nitrógeno at­mosférico y que se agregan al suelo para enriquecerlo.

Cuando los seres vivos mueren, las sustancias orgánicas que los forman quedan en el suelo. Lo mismo ocurre con el nitrógeno contenido en sus desechos, como es el caso de la urea de la orina. En el suelo, estas sustancias son utiliza­das por hongos y bacterias que vuelven a formar nitratos. De esta forma, el nitrógeno queda disponible nuevamente para ser utilizado por las plantas. Sin embargo, la mayor parte de estos nitratos son utilizados por bacterias desnitri­ficantes, que transforman el nitrato en nitrógeno que, a su vez, retorna a la atmósfera. Y el ciclo vuelve a comenzar...

Para que puedan analizar todos los procesos que ocurren en el ciclo del nitrógeno, observen el siguiente esquema.

atmósferagas nitrógeno

en la atmósfera

fijación del jíftrógeno por bacterias y algas del suelo,

iayos y el proceso de fijación industrial

tormenta

utilizado en las proteínas

vegetales

bacteriasdesnitrificantes

compuestos nitrogenados , absorbidos por organismos de la \ descomposición de excreciones y i tejido animal y vegetal muerto.

compuestos nitrogenados

en las excreciones animales

nitrato del sueloproteínas

hongos y bacterias

suelo

Analicen el ciclo del nitrógeno que se representa en la ilustración y contesten las siguientes preguntas:

¿Qué ocurriría con el ciclo del nitrógeno si se eliminaran las bacterias desnitrificantes?

¿Cómo incorporan los animales el nitrógeno necesario para fabricar sus proteínas?

225

El hidrógeno y e! oxígeno

El oxígeno es un elemento muy importante para la mayoría de los se­res vivos. Su presencia en la atmósfera es, principalmente, un resultado de la fotosíntesis que realizan los vegetales a partir del dióxido de carbono at­mosférico, del agua y de la energía de la luz (generalmente, luz solar). El oxígeno así liberado por los vegetales es incorporado, a través de la respi­ración, por los mismos vegetales que lo han producido y por el resto de los animales. El oxígeno se utiliza, entonces, en la respiración celular y en'ese proceso se produce energía, agua y dióxido de carbono. El dióxido de car-, bono y el agua, al volver al medio ambiente, completan un nuevo ciclo: el ciclo del oxígeno.

Por su parte el gas llamado hidrógeno, si bien es muy abundante en el universo (es el "combustible” que les permite a las estrellas generar la ener­gía que irradian al espacio), es muy escaso en nuestro planeta. Entonces, para estudiar el ciclo del hidrógeno (es decir, cómo el hidrógeno pasa del medio físico a los seres vivos y de estos nuevamente al medio), es necesa­rio estudiar también el ciclo del agua.

Observen, por último, que, al estar las moléculas de agua formadas también por átomos de oxígeno, los ciclos del oxígeno y del hidrógeno tie­nen mucho en común.

El agua

Todos sabemos acerca de la gran importancia del agua para la vida: es indispensable para disolver, absorber y transportar las sustancias que los or- ganismós necesitan para vivir y desarrollarse. Además, el cuerpo de los se­res vivos está constituido por un porcentaje muy alto de agua. Por ejemplo, el 99% del peso de un agua viva (medusa) y el 65% del de un ser humano están constituidos por agua. El siguiente cuadro sintetiza el ciclo del agua.

Hagan un diagrama de flechas para representar un ciclo del oxíge­no que incluya la respiración y la fo­tosíntesis; indiquen, en cada proce­so>, todas las sustancias que intervie­nen. Al terminar, respondan:

¿En qué partes de los ciclos del carbono y del oxígeno ambos átomos "viajan"juntos?

Anteriormente, también leye­ron acerca del ciclo del nitrógeno. Entonces, ¿en qué .partes de los ci­clos del carbono y del nitrógeno ambos átomos “viajan" juntos?

precipitaciónJ

Tamban se genera agua cuando se 'queman combustibles, pej-tf' esta cantidad es insignific|pe comparada con ¡a cantid lf de §£¡Ufi que hay en tqi§fái;'e!:í vivos intercambian j

el ambiente.

evapora*

evaporación

El agua caída se escurre por la tierra: parte de ella es absorbida por las plantas e incorporada por otros seres vivos, y parte va a ríos; mares y lagos.

226

Equilibrio y vida

Las sustancias necesarias para la vida no siempre for­man parte de algún ser vivo. Pueden pasar al medio físico que rodea estos seres vivos a través de las transformaciones que se producen en la materia orgánica. Y, de allí, pueden volver a incorporarse a algún tejido vegetal o animal. A pe­sar de este “movimiento”, en general, las proporciones en las que estas sustancias se encuentran en la naturaleza no cambian demasiado a lo largo del tiempo. ¿A qué se debe esto? Para entenderlo, piensen en el ejemplo de la fotosín­tesis y la respiración. Si bien durante la fotosíntesis se utili­za el dióxido de carbono de la atmósfera, también existe un reingreso de este gas a la atmósfera por medio de la respi­ración. A su vez, el oxígeno que se consume en la respira­ción se repone durante la fotosíntesis. De este modo, a pe­sar de que los átomos de carbono y de oxígeno que forman el dióxido de carbono y el oxígeno gaseoso que hay en la atmósfera son siempre diferentes y cambian constantemen­te de “lugar”, se establece un equilibrio en el que lo que se “gasta”, por un lado, se “repone”, por el otro. Como se tra­ta de un equilibrio en el que existe un gran movimiento de materia, se lo llama “equilibrio dinámico” (la palabra diná­mico significa “movimiento”). Para entender mejor qué es lo que sucede con estos átomos, piensen lo que ocurre con la cantidad de personas que, a una cierta hora (por ejemplo, a í^s 8 de la mañana de cualquier día de semana), viajan en un determinado vagón de tren. La cantidad de pasajeros es, aproximadamente, siempre la misma, pero las personas que viajan cada día son distintas.

Equilibrio y desequilibrio

Según el “camino” que siga, un determinado tipo de átomo puede tardar tiempos muy diferentes en realizar un ciclo completo. Por ejemplo, un átomo de carbono puede tardar menos de un, año en completar el ciclo que abarca su absorción por la planta hasta su posterior devolución a la atmósfera. Sin embargo, muchos átomos de carbono que formaban parte de las plantas que dieron origen al petróleo, tuvieron que “esperar” varios millones de años para que el petróleo fuese quemado\y, así, volver nuevamente a la at­mósfera. Esto quiere decir que, dentro del ciclo total de un cierto tipo de átomo, háy ciclos que son más rápidos que otros. Entonces, el equilibrio dinámico del que hablamos en el párrafo anterior depende también de la “sincronización” entre las distintas velocidades con las que los diferentes ele­mentos realizan sus respectivos ciclos: si los ciclos del car­bono y del oxígeno no se realizaran a la velocidad adecua­da, no sería posible que se mantuvieran las proporciones de oxígeno y de dióxido de carbono gaseosos de la atmósfera.

Dado que los distintos ciclos de las diferentes sustancias

están relacionados entre sí y ocurren simultáneamente, si al­guno de ellos se altera, también se altera el resto. Una de las alteraciones posibles puede consistir en cambiar la can­tidad o la proporción de alguna sustancia determinada o en agregar alguna nueva que antes no estaba presente. Por ejemplo, la erupción de un volcán puede aumentar la pro­porción de dióxido de carbono, disminuir la de oxígeno en la zona de la atmósfera cercana al volcán y, en consecuen­cia, afectar los procesos vitales de los vegetales y los anima­les del lugar. Los cambios también pueden producirse por causa de la actividad humana. Por ejemplo, la creación de un lago artificial da lugar a un aumento de la cantidad de vapor de agua presente en la atmósfera y, en general, des­truye las fuentes de alimento y refugio de numerosas espe­cies animales y vegetales.

Los siguientes desequilibrios pueden deberse tan­to a causas naturales como a la acción del hombre:

inundaciones,contaminación del suelo con metales pesados, derrame de hidrocarburos, deterioro de suelos, cambio climático,aparición en la atmósfera de gases nocivos para la salud, disminución de la extensión de bosques, depredación de la fauna,desertificación. ,

Elijan cuatro de estas situaciones y ejemplifí- quenlas con un caso que conozcan (por ejemplo, una inundación de la que hayan sido testigos o de la que se hayan enterado por los diarios o la televisión, o un caso de derrame de petróleo que conozcan) e indi­quen si el desequilibrio se produjo por causas natu­rales o debido a la actividad humana.

No todos los desequilibrios provocados por el hombre son desfavorables. Las plantaciones de bajo riesgo en el desierto y la realización de canales para irrigación (Cuyo, Alto Valle en Río Negro) también producen desequilibrios puesto que pueden cambiar una situación establecida de aridez o desertificación. Pero se trata de desequilibrios favorables. Den otro ejemplo.

227

Ei hombre y el medio ambiente

El ser humano, al igual que los restantes seres vivos del planeta, utiliza los elementos que le brinda la naturaleza para poder subsistir y desarrollarse. Pero el hombre, ade­más, tiene la capacidad de modificar voluntariamente su entorno natural y mejorar, de ese modo, sus condiciones de vida. Puede, por ejemplo, talar bosques para construir vi­viendas, expandir la cría de ganado y las áreas de cultivo, fabricar toda clase de utensilios... Este tipo de actividad, además de los beneficios que proporciona, es causa de de­sequilibrios en la naturaleza. Ya en la primera centuria del Imperio Romano, los ciudadanos se quejaban por la degra­dación del medio ambiente debido al daño que producían las sustancias tóxicas que se arrojaban a las aguas y al sue­lo. A partir de la Revolución Industrial, comenzaron a fun­cionar las primeras fábricas, los primeros motores y los pri­meros altos hornos. Las toneladas de leña y carbón que dia­riamente se quemaban para hacerlos funcionar hicieron va­riar las proporciones de dióxido de carbono y oxígeno de la atmósfera, que habían permanecido casi inalterables du­rante milenios.

De este modo, a los factores naturales capaces de alte­rar los equilibrios establecidos en nuestro planeta, se co­menzó a sumar la acción del hombre. En la actualidad, la actividad productiva es muchísimo mayor que la que se de­sarrollaba durante el Imperio Romano o la Revolución In­dustrial;1 consecuentemente, la contaminación y el deterio­ro del medio ambiente han aumentado. Esta situación, que tiene su origen en necesidades económicas, muchas veces se agrava por el descuido, la negligencia o el desconoci­miento de los efectos que los contaminantes pueden cau­sar en el medio ambiente.

De todos modos, no se debe creer que las modificacio­nes que el hombre realiza son necesariamente destructivas para el medio. Muchas veces, como ocurre, por ejemplo, cuando se transforman zonas desérticas en áreas de cultivo, los efectos son muy favorables. Por otra parte, si por evitar posibles alteraciones del medio ambiente se hubiera dete­nido el desarrollo industrial, quizá hoy no podríamos habi­tar casi la totalidad del planeta ni disfrutar de la enorme cantidad de productos que se relacionan con el confort contemporáneo: transportes, comunicaciones, computado­ras, libros... Es claro que este desarrollo ha tenido su pre­cio y que no siempre estos logros representan un beneficio para toda la humanidad. Pero nuestros conocimientos acer­ca del medio en el que vivimos y de cómo controlar los efectos negativos de nuestra actividad son mucho mayores ahora que cuando la producción no estaba industrializada. Comprender las posibles consecuencias de la utilización de los recursos permite planificar nuestras acciones para evitar que ellas perjudiquen los equilibrios naturales del planeta y, en consecuencia, a nosotros.

¿Sabían que...

...hace unos 10.000 años, un mamífero que abunda­ba, el mamut, desapareció para siempre de \a superficie de la Tierra ?

Ss cree que esta desaparición fue acelerada por la ca­za a ¡% que fue sometido por el hombre de aquella época.

Al analizar la acción del hombre sobre el medio am­biente hemos utilizado palabras tales cómo “contaminación” o “deterioro”. Estos términos se emplean también en los diarios, en las revistas y en la televisión, pero ¿qué signifi­can exactamente? Se trata de palabras técnicas que no siem­pre se emplean correctamente.

Contaminación ambiental

La contaminación es una forma de producir desequili­brios en los sistemas naturales. Se considera que hay conta­minación cuando se liberan al medio ambiente sustancias o materiales que naturalmente no se encontrarían en él (en esa forma o en esa cantidad). Sus consecuencias directas o indirectas sobre la salud de las poblaciones humanas no siempre son fáciles de prever. Podría pensarse que, para neutralizar los efectos tóxicos producidos al arrojar dese­chos en un río, bastará con potabilizar el agua. Pero ocu­rre que los vegetales regados con esa agua o los peces que viven en el río pueden incorporar estas sustancias tóxicas. Si estos peces y vegetales forman luego parte de nuestra dieta, los tóxicos originalmente arrojados al río ingresan in­directamente a nuestro cuerpo a través de la alimentación. Los efectos de esta contaminación pueden inclusive exten­derse a zonas muy distantes si es que los vegetales o los pescados son comercializados lejos del punto donde' se pro­dujo la contaminación. La contaminación de los suelos pue­de producir efectos similares sobre los animales y vegetales que crecen en ellos. Los contaminantes gaseosos, general­mente invisibles, penetran en el cuerpo de los seres vivos al respirar y pueden ocasionar daños en el sistema respira­torio o incorporarse en la sangre y afectar distintas* partes del organismo.

En las páginas siguientes, analizaremos con más deta­lle los efectos de la contaminación del aire, del agua y del suelo.

228

Contaminación de la atmósfera

La actividad productiva del hombre requiere grandes cantidades de energía para mover maquinarias, motores y turbinas, para fundir metales, para producir electricidad, para calentar ambientes. Pero ¿cómo se relacio­na este hecho con la atmósfera? Ocurre que gran parte de esta energía se obtiene a partir de la combustión de compuestos orgánicos: leña, petróleo, gas. Si bien este tipo de combustión genera energía, también produce ga­ses que se liberan hacia la atmósfera y que alteran la composición de lo que llamamos “aire puro”.

No se debe creer que la contaminación de la atmósfera se debe solo a la actividad industrial. El uso de ciertos artefactos domésticos es también una importante causa de contaminación atmosférica. En el siguiente cuadro les mostramos cómo se esparcen en la atmósfera algunas sustancias conta­minantes y cuál es su origen.

Composición del aire puro y seco a nivel del mar:

l\l2: 78%, 02: 21%, C02: 0,03%, argón:0,96% y varios gases más en muy pequeña pro­porción.

El aire "puro" solo se encuentra a nivel del mar en zonas alejadas de la actividad humana.

Los equipos para enfriamiento (heladeras, acondicionadores de aire) utilizan compuestos llamados clorofluórcarbonados (CFC). Muchas veces los equipos tienen pérdidas y esos compuestos son íiberados a la atmósfera.

La actividad industrial también genera ozono (03): los equipos que trabajan con tensiones eléctricas altas producen descargas sobre el aire, que hacen que las moléculas de oxígeno reaccionen formando ozono.

áte

La coinbustióíi genera grandes cantidades de dióxido de carbono.

n el caso de que en el combustible haya elementos como azufre o nitrógeno, se formarán óxidos de azufre y nitrógeno. Estos últimos también se forman en la combustión a partir del nitrógeno del aire.

La combustión incompleta forma monóxido de carbono, polvo de carbón en forma de hollín y sustancias orgánicas parcialmente oxidadas.

CTEn la ilustración, se muestran los principales contaminantes de la atmósfera y su

origen. Presten atención a cuáles son y, de acuerdo con lo que ya saben, escriban un resumen de no más de diez líneas en el que indiquen los efectos que cada uno de ellos puede producir en la salud humana.

229

Origen y efecto de los contaminantes atmosféricos

En el siguiente cuadro, pueden ver los principales efectos de los contaminantes atmos­féricos en la salud humana y en el medio ambiente:

Contami­nante

Origen Efecto sobre

Salud Medio ambiente

Óxidos de nitrógeno (NO + N02)

Vehículos y combustión en general. Parte de estos óxidos se genera a partir del nitrógeno del aire que reacciona con el oxígeno debido a la alta temperatura de la combus­tión. Cuando el combustible posee nitrógeno, este genera óxidos.

Enfermedades pulmonares (fibrosis pulmonar), irritación de vías respi­ratorias.

En la atmósfera reacciona con otros óxidos y sustan­cias orgánicas y genera más productos nocivos para la salud. En interacción con el agua forma ácidos que,

*■ disueltos en ella, dan origen a la lluvia ácida: contri­buyen a la corrosión y perjudican a los vegetales.

Monóxido de carbono (CO)

Originado por combustión defi­ciente de motores, vehículos, estu­fas, etc. Alta concentración en ciu­dades.

Disminución de capacidad respira­toria, malestares, envenenamiento. Puede ser mortal.

Reacciona en la atmósfera con otros óxidos gaseosos y se transforma en C02.

Dióxido de azufre (S02)

Tienen su origen en usinas o indus­trias que utilizan carbón mineral o cualquier otro combustible que tenga como impurezas compuestos de azufre.

Enfermedades pulmonares como asma y bronquitis. Irritación de vías respiratorias.

Contribuye con la formación de lluvia ácida. Produ­ce corrosión y perjudica a los vegetales.

Ozono(O J

Hay ozono que se forma por la ac­tividad industrial y se aloja en las zonas bajas de la atmósfera. Existe ozono que se genera en la alta at­mósfera por la radiación solar.

El ozono de origen Industrial pro­duce enfermedades pulmonares (fibrosis pulmonar).

El ozono de la baja atmósfera tiene consecuencias se­mejantes al N02 (pero no forma ácidos). Perjudica la salud y las cosechas. Por el contrario, el ozono pre­sente en la alta atmósfera nos protege absorbiendo radiación solar nociva.

Restos de naftas

Las naftas se extraen del petróleo, al que se le agregan aditivos fabri­cados por el hombre.

Lesiones pulmonares, cáncer y acu­mulación de plomo que afecta el sistema nervioso.

Reaccionan en la atmósfera produciendo óxidos per­judiciales para la salud. Restos de plomo se acumu­lan cerca de los caminos.

Compuestosdoro-fluor-carbonados(CFC)

Se utilizan en refrigeración y como propelentes en la fabricación de aerosoles.

Parecen no afectar la salud en las bajas concentraciones en que se lo puede hallar.

Destruyen la capa de ozono que protege a la Tierra. Para evitar este efecto, actualmente se los está reem­plazando por sustancias menos dañinas.

Pesticidas Fabricados por el hombre y espar­cidos durante la fumigación de cul­tivos.

Producen envenenamiento y diver­sos problemas en los animales y en el hombre.

Se utilizan fundamentalmente en el campo para me­jorar el rendimiento de las cosechas porque matan plagas. Un caso famoso es el del DOT, que, por ser soluble en las grasas, se acumula en los tejidos lipi­díeos.

Dióxido de carbono (COJ

Combustión. Si bien es un constituyente normal de la atmósfera, al aumentar su proporción, produce calentamien­to global del planeta y, en conse­cuencia, perjudica indirectamente la salud.

Absorbe radiación infrarroja, que normalmente se perdería hacia el espacio exterior. Por lo tanto, pue­de contribuir al aumento de la temperatura media del planeta (este fenómeno se conoce como "efecto invernadero"). Se pueden producir cambios en el cli­ma y en el nivel del mar. La desaparición de selvas y bosques acentúa este efecto.

Hollín Combustiones en industrias, auto­motores, basurales, Incendios fo­restales.

Irritación de vías respiratorias y ojos, alergias bronquiales, cáncer.

Deterioro de edificios y obras de arte.

Un tipo de contaminación particularmente peligrosa es la debida a partículas radiactivas. Un ejemplo es lo ocurrido en la central de energía nuclear de Chernobyl, en Ucrania. El 26 de abril de 1986, se produjo una explosión que esparció material radiactivo en los alrededores y también generó una nube de partículas que fue transportada por el aire y que afectó a varios países de Europa. En los alrededores de Chernobyl murieron por esta causa más de 10.000 personas, quedaron cientos de enfermos, y tanto ciudades enteras como grandes extensiones de campo tuvieron que ser abandonados. La lluvia ácida se genera cuando el N02 o el S02 se disuelven en el agua de las nubes, en combinación con la cual forman áci­dos nítrico y sulfúrico. Estos ácidos deterioran edificios, corroen estructuras metálicas y afectan la salud de los vegetales.

230

Contaminación del agua

A pesar de que el agua abunda en nuestro planeta, aquella que es apta para el consumo humano (agua potable) constituye una proporción muy pequeña del total. Se trata de un recurso muy escaso que no so­lo se usa para beber, cocinar o para la higiene, sino que tiene también gran importancia en muchos pro­cesos industriales. Lamentablemente, este uso industrial del agua ha contribuido en gran medida a su con­taminación y deterioro, y ha disminuido aún más la calidad y cantidad del recurso. En el siguiente cuadro se muestran las diversas formas de contaminación del agua.

A. Contaminación industrial:Los desagües de fábricas, llamados efluentes, pueden contaminar con distintos tipos de mate­riales:• metales pesados: cobre, mercurio, níquel, cromo y plomo. Provienen de industrias químicas, curtiembres, metalurgias, etc. Los peces pueden contaminarse y, si son ingeridos por humanos, afectan su salud. Lo mismo ocurre si se utiliza esa agua para el riego de cultivos;• compuestos metálicos como cianuro, amoníaco y otros. Son perjudiciales para la salud y pa­ra el desarrollo de la vida acuática;• ácidos y bases: disminuyen o destruyen la vida acuática. Deterioran instalaciones ribereñas;• microorganismos: pueden provenir de mataderos o frigoríficos. Los microorganismos consu­men parte del oxígeno disuelto en el agua y se reduce la cantidad disponible para la respiración de los peces y las plantas acuáticas. Algunos producen enfermedades tales como cólera, tifus o hepatitis;• residuos orgánicos: en su descomposición se consume oxígeno, lo que tiene consecuencias similares a las del caso anterior;• efluentes con temperatura elevada. Pueden salir de instalaciones fabriles o de usinas. Favore­cen un excesivo desarrollo de microorganismos;• hidrocarburos: consumen oxígeno cuando se degradan, quedan sobre la superficie del agua e impiden su oxigenación. Intoxican y pueden matar la fauna acuática. Provienen de las indus­trias del petróleo;• residuos radiactivos: matan seres vivos. Pueden provenir de centrales atómicas.Existe la práctica de arrojar parte de los residuos industriales al sistema cloacal. Los tóxicos ma­tan las bacterias que naturalmente degradan los excrementos. En este caso, cuando se arrojan los residuos cloacales al río, lo contaminan.

B. Desechos arrojados al mar:Pueden ser de muy diversos tipos. Lo más peligroso se­ría arrojar desechos nucleares ya que tardarían miles de años en desactivarse. Aunque se tomen precaucio­nes especiales en los envoltorios que los recubren, no hay pruebas que aseguren que estos pueden durar el tiempo suficiente.

C. Basura:Si hay basurales a cielo abierto, cuando llueve, el agua que se escurre entre ellos puede contaminar el río o las napas de agua.

D. Contaminación de napas:Este tipo de contaminación se puede producir no solo por basurales a cielo abierto sino también por entierro de residuos sólidos o líquidos provenientes de la acti­vidad industrial.

E. Pesticidas:Son arrastrados por el agua que cae sobre los cultivos. Las sustancias venenosas pueden acumularse en los pe­ces y, de allí, pasar al hombre (cuando esté los ingie­re). Un ejemplo histórico es el del DDT, un pesticida muy usado después de la Segunda Guerra Mundial. Se comprobó que se disuelve en las grasas y que, por esa razón, se acumula en los tejidos grasos de aves y ma­míferos.

F. Derrame de petróleo:El crudo flota impidiendo la entrada de radiación y el intercambio de gases, y, en consecuencia, la fotosínte­sis. Así se destruye la base de alimento de la red trófi­ca marina. Los animales mueren al quedar su cuerpo cubierto con petróleo y al ingerir esta sustancia.

Riachuelo, en la ciudad de Buenos Aires.

G. Cultivo de campos:Las aguas que se usan para regar los campos arrastran un exceso de fosfatos, nitratos solubles y materia orgánica muerta. Los primeros pueden estimular el crecimiento de algas en ríos y lagos; y los se­gundos, al descomponerse, elimi­nan parte del oxígeno disuelto y perjudican a los seres vivos del me­dio.

H. Desagües de zonas urbanas:Estas aguas ^contaminan con microbios que pueden producir enfermedades tales como hepati­tis, poliomielitis, tifus o cólera. También arrastran materia orgáni­ca en descomposición, lo que hace que las aguas se pudran y huelan mal.

I. Generación de energía:Las aguas que se utilizan para refri­gerar los generadores de energía eléctrica (nucleares o térmicos) o las máquinas que se emplean en la industria elevan la temperatura de los ríos o lagos en donde se las vierte. Como resultado, disminuye ei oxígeno disuelto en ellas y los seres vivos que las habitan se tor­nan más vulnerables a agentes tó­xicos o patógenos.

231

El suelo, la capa superficial de la corteza terrestre, es rico en recursos. En él crecen los cultivos, los pastos que alimentan al ganado y los árboles que nos proveen de madera y leña. También nos provee de minerales de los que se obtienen energía y materiales para constmir máquinas, herra­mientas y viviendas. Por estos motivos, una buena conservación del suelo no solo influirá en nuestra economía, sino también en nuestra salud. En el siguiente gráfico, podrán analizar el origen y los efectos de los principales contaminantes del suelo

Contaminación del sueloEn las páginas anteriores leyeron

acerca de la contaminación del aire, del agua y del suelo. Les propone­mos que discutan cómo la contami­nación de cada uno de ellos influye en los otros. Con los datos que les he­mos dado, proporcionen dos ejem­plos de contaminación del agua y del aire que influyan en la contaminación del suelo.

Residuos de la explotación minera. Al quedar expuestos a la intemperie, los minerales tóxicos

hacen que el lugar se vuelva inhabitable. Derrame de petóleo Óxidos de metales pesadoso de otros hidrocarburos. y polvo de carbón

contenidos en las cenizas.

Residuos industriales enterrados. Cuando la protección falla, las sustancias tóxicas pueden llegar a la superficie o

ser arrastradas por el agua.

Basura y residuos domiciliarios enterrados. Si el procedimiento de enterrar la basura no se realiza en forma adecuada, el lugar puede

convertirse en un foco infeccioso, ya que en los desperdicios viven microorganismos causantes

de enfermedades {agentes patógenos).

Muchos fertilizante y abonos contienen elementos nocivos para la salud (arsénico, plomo y cadmio

son algunos de ellos). Algunos pesticidas orgánicos persistentes, como el DDT, son difíciles

de degradar. El procedimiento de enterrar el ganado muerto favorece el desarrollo de

microorganismos patógenos.

232

Deterioro ambiental

Existen otras formas de ocasionar desequilibrios en el medio ambiente sin que se produzca contaminación. Por ejem -1 pío, mediante la introducción de una nueva especie vegetal o animal en el medio o la disminución considerable de la po­blación de una especie autóctona. En estos casos, no se habla de contaminación sino de “deterioro” del medio ambiente. Para que puedan analizar mejor sus efectos, supongan que las laderas que bordean cierto río estuvieron originalmente cu­biertas de bosques naturales y que la margen izquierda fue deforestada para explotar la madera y ganar espacio para el cultivo y la cría de ganado. El siguiente esquema representa esta situación y desarrolla un análisis de los efectos de este tipo de deterioro ambiental.

Consecuencias del deterioro

Región con bosque

© Se forma más oxígeno debido a la fotosínte­sis.© La vegetación protege a los suelos de la ero­sión producida por las lluvias.O Se forma humus.® El agua de lluvia se escurre lentamente: al ser retenida por más tiempo, es más aprovecha­ble y también se previenen las inundaciones.© El ambiente está más húmedo: hay más eva­poración de agua y transpiración de las plantas. O El agua de los arroyos es limpia.@ Hay multiplicidad de especies vegetales.O El lugar es adecuado para el desarrollo de la vida silvestre.O Hay abundante leña como recurso energético. © E l paisaje es apto para la explotación turística.

Región deforestada

□ Se forma menos oxígeno debido a la exis­tencia de menos árboles.0 Los suelos están desprotegidos: las lluvias los lavan y los empobrecen.H No se regenera el humus.0 Las aguas de las precipitaciones no son rete­nidas, drenan rápidamente erosionando el te­rreno^ arrastrando muchos sedimentos. La fal­ta de retención puede causar inundaciones.Q La menor,evaporación de agua disminuye la humedad del ambiente.Q El agua de los arroyos es turbia porque arrastra muchos sedimentos

Se han eliminado las especies naturales al talar el bosque. Quedan pocos árboles.O Se produce la pérdida de la vida silvestre. Q Faltan recursos energéticos porque no hay leña.Q Se destruye el paisaje.

En la situación presentada en el cuadro anterior, los bosques natura­les se eliminaron para obtener ma­dera y para extender las a'reas de agricultura y ganadería. Una mane­ra de "minimizar" los efectos negati­vos de este procedimiento consiste en replantar los árboles cortados a medida que se los emplea y destinar tan solo una parte del terreno a la explotación agrícola. ¿Podrían expli­car cómo mejoraría cada una de las situaciones indicadas en el cuadro si se empleara este mecanismo de re­forestación ?

A>

233

¿Sabían q u e . . .

...loe materiales biodegradables son aquellos que se degradan naturalmente por la acción de microorganis­mos que los reciclan y que, de esta forma, pueden ser empleados nuevamente por el resto de los seres vivos?

Una forma de contribuir a disminuir la contaminación consiste en preferir el uso de materiales biodegradables y reducir el de los no degradadles. Es también conve­niente emplear eficientemente los materiales no biode­gradables, para evitar que la industria los produzca en cantidades innecesarias. Por ejemplo, reutilizando las bolsas de plástico para hacer compras o para arrojar en ellas los residuos domiciliarios. Otra contribución pa­ra disminuir la contaminación consiste en usar mate­riales reciclables que luego pueden ser utilizados para fabricar nuevos objetos. Así, el reciclado del papel no so­lo permite ahorrar dinero, sino que también disminuye la tala de árboles. Los metales reciclados también contri­buyen a mejorar la economía y a disminuir el deterioro y la contaminación ambiental. El vidrio constituye otro ejemplo de material reciclable. Pero, ¿cómo puede saber­se si un material puede dañar el medio ambiente, si es biodegradable o reciclable? Aquí les mostramos algunos símbolos que les permitirán identificarlos cuando los vayan a comprar:

Envase reciclable

También contribuimos a disminuir la contaminación si hacemos recargar la heladera o el aire acondicionado empleando sustancias que no afecten a la capa de ozo­no, si utilizamos más la bicicleta o preferimos tomar transportes que funcionen con motores eléctricos (subte y algunos trenes).

Actualmente, muchos gobiernos han comenzado a preocuparse por el tipo de materiales que se vuelcan al medio ambiente, promoviendo la utilización de sustan­cias menos dañinas, mejorando el tratamiento y la ubi­cación de los residuos. Pero, además de la acción del go­bierno, es también muy importante la contribución que cada uno de nosotros pueda hacer individualmente para disminuir la contaminación del medio en el que vivimos.

C T I V I D A D E S F I N A L E S

Las frases de los cuadros indican la ubicación del carbono en distintas partes de su ciclo. Ordenen los cuadros y únanlos con flechas para indicar que for­man parte de un ciclo. Agreguen nuevos cuadros en caso de considerarlo necesario.

El átomo de carbo­no forma parte de una molécula que está en la cera de una vela con grasa vacuna.

El átomo de carbo­no forma parte de una molécula que está en la grasa de una vaca.

El átomo de car­bono forma parte del carbonato de calcio (CaCOj) que está en una roca con la cual se fa­bricará cal. En ese proceso se libera CO2 a la atmósfera (CaCOj + calor — ► c a l + C02).

El átomo de carbo­no forma parte de una molécula de celulosa que está en la pared de las células de una ho­ja de pasto...

El átomo de carbo­no forma parte de una molécula de CO2 que está en el aire.

Q a . A continuación, se reproducen algunas notas periodísticas referidas a desequilibrios que se han producido o que se pueden producir debido a la ac­ción del hombre:

Hoy es posible dar vida a moscas con ojos en las patas, las alas o las antenas. El biólogo suizo Walter Gerhlng realiza es­tos experimentos en la Universidad de Basilea.

Fuente: Clarín, 1 de agosto de 1995

El Pacific PintailU n buque británico, el P a­

c ific Pintail, que trasladó un

cargam ento radiactivo desde Francia hasta Japón generó,

durante su m archa, protestas

de diversas organizaciones

ecologistas y países costeros. E l buque, que pasó el 19 de

m arzo por aguas ju risd icc io ­

nales argentinas, cargaba en

su interior contenedores lle ­

nos de 28 bloques vitrifica­

dos, en los cuales se encon­traban los residuos radiacti­

vos. Cada uno de los conte­

nedores poseía una protec­ción neutrónica y una tapa

amortiguadora, por lo cual su peso era de 12 toneladas, y

estaban alojados en el doble

casco del P acific Pintail.

Fuente: Clarín, 11 de abril de 1995

Hacia 1920 estaban de moda los relojes con cuadrante lu­minoso. Hasta que las obreras que los hacían empezaron a morir envenenadas por el radio que se usaba para pintarlos. A nadie se le ocurrió que esa pintura podía ser peligrosa.

Fuente: Clarín, 9 de mayo de 1995

Peligroso WalkmanEl nivel sonoro de un walkman estéreo puede alcanzar los 115 de-

cibeles de un recital, pero con el agravante de que el recital dura, co­

mo mucho, una hora y de que, en cambio, el uso del walkman es di­

fícil de limitar. Si bien las lesiones sonoras son proporcionales a la

intensidad, los especialistas aseguran que los fanáticos que se pasan

tardes enteras con el walkman puesto, corren el riesgo de terminar

como Beethoven si no se cuidan de no superar los 80 decibeles.

Fuente: Clarín, 10 de enero de 1995

234

CalentamientoEl Panel Internacional

sobre el Cam bio C lim áti­

co es un organism o de­

pendiente de la ONU que

pronosticó que. hacia fi­

nas del siglo X X I , el pro­

medio de la temperatura

mundial aumentará entre

3 y 4 grados centígrados.

Esto significa que habrá

m uchos días veraniegos

en los que el termómetro

m arcará por encim a de

los 30 grados y la hume­

dad andará entre el 70 y

el 9 0 por cien to . E ste

cam bio atm osférico a fec­

tará la salud de la gente;

incluso, muchas personas

podrían llegar a morir co ­

mo consecuencia de una

“ola de calor".

Tam bién se m odificará

la frecuencia de las llu­

vias, lo que puede favore­

cer el increm ento de en­

ferm edades in feccio sas .

Ocurre que m uchos de los

causantes de esas enfer­

medades podrían exten­

der su radio de acción a

zonas que hoy resultan

demasiado frías para ser­

virles de habitat.

Fuente: Clarín, 10 de enero de

1995

El agujero en la pielEl gas refrigerante de

muchas heladeras y acon­

dicionadores, C FC , cuan­

do se ventea librem ente,

cataliza una serie de reac­

ciones quím icas que des­

truyen el ozono atm osfé­

rico. El C FC , al debilitar

el principal componente

de la "cap a" que filtra los

rayos so lares, perm ite

que los rayos ultravioleta

B incidan en m ayor canti­

dad sobre la piel humana

y aumenten proporcional­

mente la cantidad de cán­

ceres de piel en la pobla­

ción.

Fuente: Clarín, 10 de enero de 1995

La droga desaparecida

Cada año se destruye una porción de selva hú­meda de 150 mil kilómetros cuadrados (una su­perficie equivalente a la provincia de Mendoza).

Como consecuencia de esto, no solo mueren árboles, sino que también desaparece una gran cantidad de animales. En los próximos 50 años, según estima el etnólogo Edward Wilson, podría desvanecerse un cuarto de todas las especies que viven en la Tierra. Algo que no se repetía sobre el planeta desde hace 65 millones de años cuan­do, entre otros animales, desaparecieron los di­nosaurios. [...]

Con la información que proveen las notas que acaban de leer, y con los da­tos que ustedes puedan producir, com­pleten el siguiente cuadro:

factor de desequilibrio

perjuicios beneficio producido por el factor de desequilibrio

¿cómo creen que se pueden evitar los perjuicios?

obtención de energía

contaminaciónsonora

daños en el sistema auditivo

mayor compenetración con la música

aumento de dióxido de carbono atmosférico

al liberarse por combustión, también genera energía

b . Ahora que ya completaron el cuadro anterior; lean cómo continúa el recuadro titulado "La droga desaparecida".

Comparando lo que escribieron respecto de este tema en la colum­na "Perjuicios" del punto anterior, con l&que acaban de leer, ¿se les ocu­rre alguna otra reflexión referida a las consecuencias de los desequilibrios naturales producidos por el hombre? ¿Cuál?'Discutan el tema con sus compañeros.

Q Relean las respuestas que dieron al comienzo del capítulo y, si lo con­sideran necesario, mejórenlas o amplíenlas.

[...] Con la destrucción de la selva se pierden po­sibles agentes químicos que pueden curar enfer­medades hoy intratables. Así como hace años, gra­cias a organismos tropicales, se descubrió la eritro- micina (un importante antibiótico) y el taxol (una efectiva droga que se usa en el tratamiento del cáncer) también podría hallarse algún factor que corte el ciclo de, por ejemplo, el HIV, que es el res­ponsable del sida. Si bien existen problemas acu­ciantes e inmediatos que pueden llegar a poner en segundo plano estos hallazgos, se hacen cada vez más evidentes las relaciones cercanas entre los temas ecológicos y la salud de la gente del barrio.

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