Flujo de energia. ciclos biogeoquimicoss

Introducción a la Ingeniería Ambiental
Clase 02

Universidad de Carabobo Facultad de Ingeniería Maestría de Ingeniería Ambiental

Clases © H. Méndez 102008

Flujo de Energía a través de los Ecosistemas
• Teorías Unificadoras
Conservación de la materia:
La materia no se crea ni se destruye Se contabiliza por balance de masa.

Conservación de la energía:
La energía no se crea ni sedestruye, sólo se transforma Se contabiliza por balance de energía.

Conservación de la materia y la energía
La cantidad total de energía y materia en un sistema son constantes.

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Flujo de Energía a través de los Ecosistemas
Niveles tróficos

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100% de energía solar entra al sistema

ECOSISTEMA
2% energía para fotosíntesisTejidos muertos

Productores
Calor

Tejidos muertos

Herbívoros

Tejidos muertos

Carnívoros
Calor

Cadena alimenticia: proceso resultado de la transferencia de energía de un nivel trófico a otro
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Reductores

98% energía

Ciclos biogeoquímicos
• Nutrientes
– 30 elementos esenciales para la vida – Macro-nutrientes
• O, C, H, N, Ca, P, S, K, Mg
Funcionesde los macro-nutrientes
• • • Oxígeno, Carbono, Hidrógeno
– – – – – Esenciales en la formación de la materia orgánica Vital para la síntesis de ácidos nucleicos y proteínas Huesos, conchas, componente del esmalte Paredes celulares Activación de enzimas durante la contracción de músculos Vital para la síntesis de ATP, ácidos nucleicos, proteínas Forma huesos y esmalte dental Vital para lasíntesis de proteínas & otras moléculas orgánicas Balance osmótico Conducción de impulsos nerviosos En clorofila, huesos & dientes

Nitrógeno Calcio

– Micro-nutrientes (elementos en trazas)
• V, Cr, Mo, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Sn, B, Si, As, Se, F, Cl, I

•

Fósforo
– –

• • •

Azufre
– – – –

Potasio Magnesiohttp://www.nutrilite.com/App_Common/Images/Nature/Nutrients/nutrients_widepic.jpg

Números de oxidación
• Las reacciones redox prevalecen en los ciclos de los elementos. • En reacciones redox algunos átomos cambian su estado de oxidación (número de oxidación) mediante dos procesos: reducción (un átomo, molécula o ion gana electrones) y oxidación (pérdida de electrones por cualquier especie atómica o molecular). • N.O. son importantes para reconocer reacciones redox• Para esto se usa un sistema de conteo de electrones. • N.O. = la carga aparente del átomo en la molécula. Igual a la carga real sólo si el enlace es iónico

Reglas para la asignación de números de oxidación
(i) N.O. de un átomo en su estado fundamental/elemental (poliatómico o no) es cero. eg. Cu = 0 H2, H = 0 Br2, Br = 0 (ii) N.O. de un ion monoatómico es el mismo que su carga eg. Ca2+ = +2Cl- = -1 (iii) N.O. de F en compuestos con otros elementos siempre es -1 eg. BF3 F = -1

(iv) La suma de los números de oxidación es la carga de las especies. e.g. BF3, F = -1, B = +3 AsF6-, F = -1, so As = +5 (v) N.O de Cl, Br, I es -1 excepto cuando están en combinación con O ó F,conlos que puede variar a +3, +5, +7 (vi) N.O. de H es +1 y el del O es -2 excepto cuando H es parte de un hidruro(eg. CaH2, H=-1) y O está en peróxidos (eg. H2O2 donde H=+1, O=-1)

Carbono
• Cuatro reservorios grandes interconectados
– – atmósfera Biósfera terrestre (usualmente incluye sistemas de agua dulce y materia organica muerta como el carbono del suelo) océanos (que incluye C inorgánico disuelto y biota marina sin vida) sedimentos (incluyendo combustibles fósiles)

– –

• •

Ciclo delCarbono intercambios entre todos los reservorios. Cantidad global de carbono depende del balance de intercambios entre los depósitos de carbono.

http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/C/CarbonCycle.gif

Ciclo del Carbono
• Relación entre C en materia orgánica e inorgánica presentes en la litósfera, atmósfera e hidrósfera. Componentes importantes
• • • • • Fotosíntesis...