CAPÍTULO 9 / REVISIÓN

Impacto ambiental y catástrofes naturales | ¿qué aprendimos?

IMPACTO SOBRE LA BIÓSFERA

La biósfera es el subsistema que sustenta la vida de la superficie de la Tierra, se extiende desde la atmósfera hasta las zonas más profundas del océano. La biósfera es un ecosistema global compuesto por organismos vivos (biota) y factores abióticos (no vivos). De todos los seres vivos que habitan en el planeta, el hombre, con su modo de vida, provoca que su impacto en la Tierra sea mayor que el causado por cualquier otra especie. Dentro de las actividades humanas que afectan la biósfera se encuentran: el uso de energías a base de carbón, las cuales aumentan los gases de efecto invernadero; la deforestación, la cual contribuye con eliminar a los pulmones naturales del planeta; y la quema de basura, que genera gases tóxicos para el ambiente.

El término “biósfera” fue utilizado por primera vez en 1875 por Eduard Suess.

IMPACTOS EN LA TRAMA TRÓFICA

Se conoce como red trófica a la interconexión natural entre las cadenas tróficas de un ecosistema determinado. Cada uno de los compartimentos por los que fluye la energía recibe el nombre de nivel trófico, y a su vez están conformados por las especies o los eslabones. Para que las relaciones entre los organismos que conforman cada una de las redes funcionen de manera adecuada debe existir un equilibrio. Entre las actividades que dañan las redes tróficas se encuentran: la deforestación, los incendios provocados, la minería, los vertidos industriales y la pesca indiscriminada. A largo plazo, todas ellas provocan la desaparición o disminución de varios eslabones, lo cual a su vez trae como consecuencia la desaparición de otras especies y por lo tanto un desequilibrio en los ecosistemas.

El concepto de red alimenticia tiene su origen en los escritos de Charles Darwin.

DESASTRES NATURALES E INDUCIDOS

Se define como desastre natural a la pérdida de vidas humanas o bienes materiales a causa de fenómenos naturales. En esta categoría se incluyen los terremotos, los cuales ocurren cuando la tierra libera energía acumulada y hace que el suelo tiemble, los huracanes, los tifones y los ciclones, mismo tipo de fenómeno meteorológico en el que una gran tormenta gira en círculos y supera los 118 km/h, los tsunamis, que se producen a causa de una erupción o un deslizamiento, las mangas de agua, fenómeno natural que ocurre en aguas tropicales, y las sequías e inundaciones. Por otro lado, los desastres inducidos son aquellos provocados por la acción del ser humano, como los incendios, la deforestación y la contaminación.

Los desastres naturales pueden causar serios daños, entre ellos, pérdidas de vidas.

MOVIMIENTOS DE MASAS TERRESTRES

Las placas tectónicas se encuentran en constante movimiento. Sus bordes son activos, por lo que es frecuente que se produzcan fenómenos como los sismos, terremotos, tsunamis y erupciones volcánicas. Estas últimas, además de provocar la pérdida de muchas vidas humanas, tienen impactos graves en el medio ambiente, por ejemplo: la lluvia de cenizas, que modifica las características del agua, el humo, que posee gases nocivos tanto para el ser humano como para los seres vivos, y la lluvia ácida, la cual destruye la capa vegetal. Ante estas catástrofes existen medidas que suponen una prevención y garantizaran la posibilidad de sobrevivir, entre ellas se encuentran: identificar lugares seguros dentro o fuera del hogar, utilizar ropa que proteja la piel, alejarse de postes o cualquier objeto que tenga electricidad y, la más importante de todas, mantener la calma.

Las consecuencias de los desastres naturales generalmente son catastróficas, pero en los países subdesarrollados recuperarse económicamente es más difícil que en los desarrollados.

TEMPERATURA AMBIENTAL

El efecto invernadero es un proceso natural que calienta la superficie de la Tierra gracias a la presencia de ciertos gases que se encuentran en la atmósfera, como el dióxido de carbono, el vapor de agua, el metano, el ozono y los clorofluorocarbonos. Sin embargo, la actividad humana ha intensificado este fenómeno y algunas de las consecuencias de ello son: aumento de la radiación solar, acidificación de los océanos y derretimiento de los polos. Por otro lado, el calentamiento global es el aumento de la temperatura media de la atmósfera terrestre y del agua del mar. Algunas de las consecuencias de este fenómeno son: el deshielo de los casquetes polares, la disminución de la superficie cubierta por nieve o por hielo y la muerte de muchas especies, entre otras.

Si los gases de efecto invernadero siguen aumentando, la temperatura de la Tierra también lo hará.

EVIDENCIAS DE DEGRADACIÓN DE LA CAPA DE OZONO

La capa de ozono es una capa profunda de la estratósfera que rodea la Tierra y protege todo nuestro planeta de gran parte de la radiación ultravioleta. A lo largo de los años, la capa de ozono se ha visto afectada por las actividades humanas. El agujero de la capa de ozono es una de las consecuencias de ello, es una zona donde la cantidad de ozono está reducida de manera anormal. Para evitar la continua degradación de la capa, se recomienda corroborar que los productos que se compran estén libres de compuestos dañinos, no utilizar productos que contengan sustancias que alteren la capa de ozono, como cloro y bromo y, sustituir los extintores que usen gashalón por aquellos elaborados a base de agua, gas carbónico, nitrógeno o argón.

El ozono es un gas de color azul conformado por tres átomos de oxígeno en cada una de sus moléculas.

Balanceo por método algebraico

La materia se transforma constantemente a nuestro alrededor sin que exista una pérdida en la masa. Es por ello que al estudiar las reacciones químicas es necesario balancear o igualar la cantidad de átomos de los reactantes y productos involucrados en la misma.

El balanceo por método algebraico consiste en asignar literales o letras a las especies químicas involucradas en una determinada reacción a fin de obtener un sistema de ecuaciones, cuya resolución permite hallar los valores de los coeficientes estequiométricos.

PARTES DE UNA REACCIÓN

¿Por qué se deben balancear las reacciones químicas?

Las reacciones químicas se deben balancear para cumplir con la ley de la conservación de la masa, cuyo postulado indica que durante un cambio químico la masa es constante. Esto significa que cuando ocurre una reacción química la masa de los productos obtenidos será igual a la de los reactantes.

Pasos para balancear una reacción por método algebraico

  1. Asignar letras a cada uno de los reactantes y productos involucrados en las reacciones, además, se debe considerar la flecha como una igualdad.
  2. Plantear una ecuación para cada elemento químico de la reacción.
  3. Asignar un valor al elemento más repetido en las ecuaciones.
  4. Resolver las ecuaciones.

Ejemplo: balancear por el método algebraico la siguiente ecuación.

Paso 1: asignar letras a los reactantes y productos de la reacción.


Paso 2: plantear ecuaciones para cada una de las especies químicas involucradas.


Paso 3: asignar un valor a la letra que más se repite en las ecuaciones, en este caso C.

Paso 4: hallar el valor de A.

Paso 5: hallar el valor de C.

Paso 6: escribir la ecuación balanceada.

Método científico

En el centro de la biología y otras ciencias, como la química, la física, la geología y la psicología, se encuentra un enfoque de solución de problemas llamado método científico. Los científicos hacen diferentes preguntas para encontrar respuestas que sean lógicas y apoyadas por pruebas.

Ya sea que se realice un proyecto de feria de ciencias, una actividad científica en el aula, una investigación independiente o cualquier otra investigación acreditada de manera práctica, los pasos del método científico servirán de ayuda para enfocar la pregunta científica, así como también, para trabajar con las observaciones y datos para responderla tan bien como sea posible.

El método científico da un enfoque lógico a la solución de problemas.

Pasos del método científico

El método científico es una forma sistemática de aprender sobre el mundo que nos rodea y responder a las preguntas. El número de pasos varía de una descripción a otra, principalmente cuando los datos y análisis se separan.

  1. Propósito/pregunta: se hacen preguntas sobre las observaciones.
  1. Investigación: se recopila información y se realiza la investigación de los antecedentes. Se deben escribir las fuentes para poder citar las referencias.
  1. Hipótesis: se forma la hipótesis que es un tipo de suposición educada sobre lo que se espera; se crea una descripción tentativa de lo que se ha observado y luego se hacen predicciones basadas en esa hipótesis.
  1. Experimentación: se prueba la hipótesis y las predicciones mediante la realización de un experimento que se puede reproducir. El experimento se debe repetir varias veces para asegurar de que los primeros resultados no fueron un accidente.
La reproducibilidad de los experimentos publicados es el fundamento de la ciencia, si no hay reproducibilidad no hay ciencia.
  1. Análisis de los datos: se registran las observaciones y se analiza el significado de los datos. A menudo se crea una tabla o gráfico de los mismos. Los científicos encuentran frecuentemente que sus predicciones no fueron exactas y su hipótesis no fue apoyada, y en tales casos comunicarán los resultados de su experimento y después volverán a construir una nueva hipótesis y predicción, basadas en la información que aprendieron durante su experimento. Incluso si encuentran que su hipótesis fue apoyada, es posible que deseen probarlo de nuevo de una manera diferente.
  1. Conclusión: en esta parte se acepta o rechaza la hipótesis y se modifica si es necesario. Se comunican los resultados

A pesar de que el método científico se muestra como una serie de pasos, se debe tener en cuenta que la nueva información o el pensamiento crítico del científico podría hacer que vuelvan a repetir los pasos en cualquier momento durante el proceso, con la finalidad de crear un respaldo.

Un proceso como el método científico que implica respaldo y repetición se llama proceso iterativo.

Algunas bases fundamentales del método científico

  • La hipótesis debe ser comprobable y falsificable. Lo último significa que debe haber una posible respuesta negativa a la hipótesis.
  • La investigación debe incluir razonamiento deductivo y razonamiento inductivo.
  • Un experimento debe incluir una variable dependiente (que no cambia) y una variable independiente (que sí cambia). Al cambiar o controlar la variable independiente se registra el efecto que tiene en la variable dependiente.
  • Un experimento debe incluir un grupo experimental y un grupo de control. El grupo control es el que compara el grupo experimental.

Teorías y leyes científicas

El método científico y la ciencia en general pueden ser algo complejas. Una teoría casi nunca se demuestra, aun cuando muchas de éstas se convierten en leyes científicas. Un ejemplo serían las leyes de conservación de la energía, que es la primera ley de la termodinámica, la cual afirma que la energía no puede ser creada ni destruida, sólo cambiada en forma.

¿Sabías qué...?
En el caso de las ciencias humanas y sociales, los fenómenos no sólo no se pueden repetir controlada y artificialmente, sino que son irrepetibles, como es el caso de la historia.

Una ley sólo describe un fenómeno observado, pero no explica por qué el fenómeno existe o lo que lo causa. En la ciencia, las leyes son un punto de partida, donde los científicos pueden hacer las preguntas: ¿por qué? y ¿cómo?

Las leyes generalmente se consideran sin excepción, aunque algunas leyes han sido modificadas con el tiempo después de que otras pruebas encontraron discrepancias.

Esto no significa que las teorías no sean significativas. Para que una hipótesis se convierta en una teoría, las pruebas rigurosas deben ocurrir, típicamente a través de disciplinas múltiples por grupos separados de científicos. Decir que algo es “sólo una teoría” es un término que no tiene relación con la ciencia.

En ciencia, una teoría es considerada como el marco para observaciones y hechos.

Hipótesis científica

Es el bloque de construcción inicial en el método científico. Una hipótesis también incluye una explicación de por qué la suposición puede ser correcta. Para que una hipótesis se denomine hipótesis científica tiene que ser apoyada o refutada a través de una experimentación u observación cuidadosamente elaborada.