CICLO NATURAL DEL CARBONO. DEL NITROGENO. DEL FOSFORO.

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TIPOS DE CICLOS

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 hidrosfera, 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 de 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 en forma de carbonatos. 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. Luego el proceso se hace de nuevo.

Almacenamiento

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 a gran escala, desde la revolución industrial, 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.

Explotación

La explotación de combustibles fósiles para sustentar las actividades industriales y de transporte (junto con la deforestación) y la combustión por incendios forestales y quema de basura, tanto natural como humana, son hoy en día una de las mayores agresiones que sufre el planeta, con las consecuencias por todos conocidas: cambio climático (por el efecto invernadero), desertificación, etc. La cuestión ha sido objeto del Convenio sobre cambio climático aprobado en Nueva York el 9 de mayo de 1992 y suscrito en la cumbre de Río (Río de Janeiro, 11 de junio de 1992).

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CICLO NATURAL DEL NITRÓGENO[pic 6]

El ciclo del nitrógeno es cada uno de los procesos biológicos y abióticos en que se basa el suministro de este elemento de los seres vivos.

Es uno de los ciclos biogeoquímicos importantes en que se basa el equilibrio dinámico de composición de la biosfera terrestre.

El nitrógeno se puede encontrar formando varias combinaciones químicas, además de como constituyente de moléculas orgánicas. Las que aquí nos interesan son: el amoniaco (NH3), el amonio (NH4, forma iónica de carácter básico), el nitrito (NO2) y el nitrato (NO3, forma iónica de carácter ácido).

Estas combinaciones se encuentran disueltas en el agua de los acuarios; pueden ser empleadas por las plantas, a excepción del nitrito, para la síntesis de sus proteínas.

Todas estas formas se pueden ínter convertir, el amonio y el amoniaco lo pueden hacer espontáneamente; en los restantes casos se requiere la acción de organismos. Todos estos compuestos son tóxicos.

Los máximos niveles admisibles en un acuario dependen del tipo de peces pero, en general, son: El amonio tiene una baja toxicidad, semejante a la del nitrato. El amoniaco produce lesiones en las branquias y el intestino, causando hemorragias y atacando al sistema nervioso. El nitrito se une a los pigmentos respiratorios: el pez muere por asfixia. Unos niveles de nitrito inferiores a los que causan la muerte inmediata producen la muerte al cabo de unos días pero con unos síntomas confusos y difíciles de interpretar.

El pH influye de una manera importantísima en la proporción relativa de amoniaco/amonio existente en el acuario. Con un pH ácido o neutro no hay prácticamente amoniaco, con pH básicos o alcalinos todo el amonio se transforma espontáneamente en amoniaco. Al ser estas 500 veces más tóxico todos los peces empiezan a boquear inmediatamente. Los cambios de PH son fácilmente provocados por el cambio de agua.

La mineralización, nitrificación y desnitrificación

La mineralización es la transformación de las materias orgánicas (proteína, azúcares, etc.) en compuestos sencillos como el amoniaco, anhídrido carbónico, fosfato, etc. Este proceso es realizado por las bacterias mineralizaste. Estas bacterias son capaces de degradar la materia orgánica en un medio oxigenado. Como desechos producen principalmente CO2 y el nitrógeno en forma de amoniaco o amonio.

Existen dos géneros de bacterias nitrificantes, Nitrosomonas y Nitrobacter. Las bacterias nitrosoma transforman el amoniaco/amonio en nitritos. Para su desarrollo esta bacteria necesita CO2, oxígeno, amoniaco y elementos traza (sales minerales). La materia orgánica es tóxica para las Nitrosonomas.

Los nitritos son transformados en nitratos mediante la acción de las bacterias Nitrobacter. Estas bacterias También necesitan CO2, oxígeno, nitritos y elementos traza (sales minerales). El amoniaco bloquea su metabolismo.

Finalmente el nitrato es consumido por las plantas y transformado en compuestos orgánicos (los tejidos de las plantas). Las bacterias de nitrificantes, que viven en ausencia de oxígeno, son capaces de transformar el nitrato en nitrógeno, el cual se marcha a la atmósfera. Es importante señalar que las bacterias que degradan los restos orgánicos y las que llevan a cabo la nitrificación son completamente distintas y las des nitrificantes tienen necesidades diferentes; para las primeras es fundamental la materia orgánica y para las segundas ésta constituye un veneno; las dos primeras todas requieren oxígeno pero las primeras son mucho más capaces de absorberlo que las nitrificantes, por lo que si la concentración de oxígeno es baja Nitrosomonas y, sobretodo, Nitrobacter no pueden sobrevivir. En cambio las desnitrificantes mueren rápidamente en presencia de oxígeno.[pic 7]

Los pasos principales o etapas en el