Este documento resume los principales ciclos biogeoquímicos como el ciclo del agua, oxígeno, carbono, azufre, fósforo y mercurio. Explica conceptos clave como la clasificación, características e importancia de cada ciclo. También describe los objetivos de aprendizaje relacionados con estos ciclos y sus efectos en los sistemas ambientales.

1. ECOLOGÍA
CICLOS GEOBIOQUÍMICOS: AGUA, OXÍGENO, CARBONO,
AZUFRE, FOSFORO, Y DE MERCURIO.
Ing. M.Sc. ELADIO GUILLERMO TUYA CASTILLO.
eladiogtc@hotmail.com
©Derechos reservados
Huaraz-Perú
2014
UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO”
FACULTAD DE CIENCIAS DEL AMBIENTE

2. INTRODUCCIÓN

3. PREGUNTAS CLAVES:
 ¿Qué son los ciclos biogeoquímicos?
 ¿Cuáles son los ciclos biogeoquímicos?
 ¿Cuál es la importancia de los ciclos en los sistemas ambientales?
 ¿Cuáles son os efectos de los ciclos biogeoquímicos en los sistemas
ambientales?.
RESPUESTA:

4. OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
 A. cognoscitivos
 Define los ciclos biogeoquímicos
 Clasifica y explica las características de los ciclos biogeoquímicos de:
agua, oxígeno, carbono, azufre, fosforo, y de mercurio en el ecosistema.
 Describe la importancia de los ciclos en los sistemas ambientales.
 Describe los efectos de los ciclos biogeoquímicos en los sistemas
ambientales.

5.  b. Actitudinales
 Valora la importancia de los ciclos biogeoquímicos de: agua, oxígeno,
carbono, azufre, fosforo, y de mercurio en el ecosistema.

6.  c. Procedimental
 Diseña modelos de los ciclos biogeoquímicos de : agua, oxígeno,
carbono, azufre, fosforo, y de mercurio en el ecosistema.

7. LOS CICLOS BIOQUÍMICOS: LLUVIA DE IDEAS
¿Qué son los
CICLOS
BIOQUÍMICOS?

8. 1. Concepto de ciclos biogeoquímicos
Los nutrientes fluyen desde componentes del ecosistema no vivos a los vivos
y viceversa, en forma más o menos cíclica
CO2
CO2
O2
O2
N2
SO4
S2
PO4
Gaseoso
Sedimentario
Ciclos gaseosos: globales

9. 2. CLASIFICACIÓN DE LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
 Nitrógeno
 Agua
 Oxígeno
 Carbono
 Azufre
 Fosforo
 mercurio

10. CICLO BIOGEOQUÍMICO: CICLO DEL AGUA
 1. Concepto del agua

 El agua es un líquido que está formado por dos elementos químicos, el
Oxígeno (O2) y el Hidrógeno (H2) (SUTTON, 1998; ODUM, 2007; Vásquez,
1997).

 2H2+O22H2O

11.  2. Propiedades del Agua (H2O)

Es un solvente universal.
Es un componente del tejido vivo.
Transporta nutrientes a los diferentes sistemas biológicos.
Regula la temperatura de la biósfera.


12.  3. Los desplazamientos del agua (H2O)

 Evaporación: Este proceso se lleva a cabo por la presencia de la energía
solar, todos los cuerpos del agua líquida se evaporan hacia la atmósfera,
así formando la humedad atmosférica.

 Condensación: este proceso es generado por el enfriamiento de las
nubes en partes altas de la atmósfera, luego se produce la precipitación.

 Absorción de las precipitaciones: Las precipitaciones que caen sobre el
suelo son absorbidos.

 Retorno a los mantos acuíferos: A través de:
 Precipitación
 Por infiltración
 Por los ríos

14. El ciclo del agua
97,571%
0,001%
2,428%
Evaporación Precipitación
Evapotranspiración
Escurrimiento
Tiempo de residencia del agua en la atmósfera: 2 semanas
Origen del agua=
emanaciones volcánicas
Procesos que impulsan el ciclo= evaporación y condensación (físicos)
Cambios de estado

15. Los reservorios de agua
Océanos y mares
Ríos, arroyos bañados
Aguas subterráneas
Capas de hielo, suelos congelados (permafrost)
Agua en la atmósfera
2,6% dulceAccesible sólo 0,003%
del total
Distribución del agua en la Tierra
Océanos
Atmósfera
Suelo

16.  4. El agua en la concepción andina, es:
 La fuente de vida y de la divinidad porque hace parte del panteón de los
dioses andino.
 Un ser vivo.
 Un elemento vital.
 Símbolo de la vitalidad.
 Un integrador de la comunidades humanas.

17. CICLO BIOGEOQUÍMICO: CICLO DEL OXÍGENO
 1. Concepto de oxígeno

 Es un elemento químico gaseoso que se desplaza por diferentes medios
del ambiente (SUTTON, 1998; ODUM, 2007; Vásquez, 1997).


18.  2. Características

Estado físico: gaseoso.
Propiedad.
Densidad.
Punto de ebullición.
Punto de fusión.
En humano es el gas dador de la vida.
Poder activo que produce todos los fenómenos vitales.
El que mantiene la combustión.
El agente químico activo en toda vida organizada.


19. IMPORTANCIA DEL CICLO DE OXIGENO: LLUVIA DE IDEAS
IMPORTANCIA DEL
CICLO DE
OXÍGENO

20.  3. Importancia

 El oxígeno juega un papel decisivo en las reacciones de oxidación y
reducción de todos los ciclos de elementos.
 Para procesos de fotosíntesis.
 Para formar compuestos de CO2, H2O.
 Para el desarrollo de microorganismos autótrofos.
 El oxígeno es empleado para la obtención de energía (ATP) en la
respiración.
 Para la degradación de materia orgánica.





21. CICLOS BIOGEOQUÍMICOS: CICLO DEL CARBONO
 1. Concepto

 El ciclo del carbono es predominantemente un ciclo de CO2. Este
compuesto se encuentra, por un lado, ligado directamente con el ciclo del
oxígeno y por otro, al transporte de energía que discurre por el medio de
las moléculas químicas orgánicas (SUTTON, 1998; ODUM, 2007; Vásquez,
1997).


22.  2. Características

 Estado físico: gaseoso.
 Propiedad.
 Densidad.
 Punto de ebullición.
 Punto de fusión.
 Se encuentra en la atmósfera asociado a CO2 y en los carbohidratos.
 Las etapas del ciclo de carbono pasan por los procesos de fotosíntesis
y respiración de los organismos autótrofos y heterótrofos.
 Reaccionan en medio acuático formando ácido carbónico.
 Forma parte de diferentes carbohidratos, como: almidón, celulosa,
pectina, glutina.

23. IMPORTANCIA DEL CICLO DE CARBONO: LLUVIA DE IDEAS
IMPORTANCIA DEL
CICLO DE
CARBONO

24.  3. Importancia

 El carbono sirve de base para la elaboración de la materia orgánica
de los seres vivos.
 Para el proceso de combustión.
 El combustible por excelencia.
 La base de todas las sustancias orgánicas.
 Elemento químico que forma la mayor variedad de compuestos.



26. CICLOS BIOGEOQUÍMICOS: FOSFORO
 1. Concepto
 Es un elemento único que tiene un ciclo de carácter local (SUTTON,
1998; ODUM, 2007; Vásquez, 1997).
 2. Características
 Densidad: 1,82 gr/cm3 .
 Punto de ebullición: 2800°C.
 Punto de fusión: 44,2°C.
 En estado físico tiene forma de cuadrado.
 Se encuentra depositado en las rocas de la corteza terrestre.
 Es un factor limitante del crecimiento más importante de la vegetación.
 Es introducido en el ciclo mineral como ion PO4
-3 .
 El fosfato juega un papel especial en el metabolismo energético de los
seres vivos.
 Se encuentra en los desechos (heces) de los animales.

28. IMPORTANCIA DEL CICLO DE FOSFORO: LLUVIA DE IDEAS
IMPORTANCIA DEL
CICLO DE
FOSFORO

29.  3. Importancia

 El fósforo es un componente de las plantas, son absorbidos en forma
de H2PO4
-, HPO-
4
2.
 El fósforo es un componente vital de DNA, RNA, y ATP.
 Las especies vegetales utilizan el fósforo para sintetizar ácidos
nucleicos.
 Las especies vegetales utilizan para almacenar y transferir energía.
 Sirve para acelerar la maduración y producción de semillas.
 Sirve para estimular el crecimiento temprano y la formación de la raíz.
 Forma parte del esqueleto de los animales vertebrados.

30.  4. Efectos de la deficiencia de fósforo en las plantas

 Crecimiento lento.
 Coloración púrpura de follaje.
 Maduración retardada de frutos.




31. CICLOS BIOGEOQUÍMICOS: CICLO DEL AZUFRE
 1.Concepto

 Es un elemento químico que se transforma en diversos compuestos y
circula a través de la ecosfera (SUTTON, 1998; ODUM, 2007; Vásquez,
1997).


34.  2. Características
 Estado físico: Sólido.
 Propiedad: es ácido.
 Densidad: 2,07 gr/cm3.
 Punto de ebullición: 444,4°C.
 Punto de fusión: 114,0°C.

35.  El azufre circula en la atmósfera desde fuentes naturales como (SUTTON,
1998; ODUM, 2007; Vásquez, 1997) :
 Sulfuro de hidrógeno (H2S), gas incoloro y altamente venenoso con
olor a huevo podrido, desde volcanes activos y la descomposición de la
materia orgánica en pantanos.
 Dióxido de azufre (SO2) gas incoloro y sofocante proveniente de
volcanes activos y circulación de automóviles.
 Partículas de Sulfato (SO4).

36.  Su ciclo consta de los procesos de mineralización, asimilación,
oxidación y de reducción por acción química o biológica.
 El estado de oxidación le permite combinarse con un número muy
variado de cationes.
 El azufre se encuentra en muchas combinaciones como:
 Sulfuros presentes en rocas ígneas.
 Sulfatos en los depósitos sedimentarios en fondos lacustres y
marinos.
 En estado nativo se presenta en forma de moléculas en los
volcanes.


37.  3. Origen del Azufre (S)
 Los orígenes del azufre son (SUTTON, 1998; ODUM, 2007;
Vásquez, 1997):

 Biológico: El H2S se origina por la descomposición de la materia
orgánica en tierras y mares, se emite el aire a razón de 9x106 t anuales
es oxidado a SO2.
 Antropogénica: La actividad humana lanza a la atmósfera 100x106t de
SO2 (5x106 de S), el 80% por combustión (del petróleo y carbón) y
20%fusión de minerales con metales no ferrosos.
 Volcánico: Los volcanes emiten anualmente 2x106 t de S en forma de
H2S o de SO2,

38.  4. Importancia

 Es un elemento fundamental para los seres vivos, ya que forma parte
de nutrientes para todos los organismos.
 Forma parte de los aminoácidos: Cisteína, mitionina y cisteína.
 Es un elemento esencial para la síntesis de proteínas.
 Es un elemento importante para la formación de los nódulos de las
raíces de las plantas.


46.  5. Efectos del Azufre (S) en el ecosistema

 Coloración apropiada de las especies productoras (+).
 Ayudan al crecimiento de las plantas(+).
 La restitución de S a los ecosistemas es en forma oxida.
 El dióxido de azufre con oxígeno para producir trióxido de azufre
(SO3), el cual reacciona con vapor de agua para producir gotitas de
ácido sulfúrico H2SO4(-)

47.  6. Dióxido de azufre (SO2)

 El SO2 es distribuido a la atmósfera a través de la quema de
combustible fósil.
 Tiene un sabor metálico en la boca.
 En estado líquido es corrosivo al contacto con los ojos y la piel.
 En la atmósfera es lentamente transformado en ácido sulfúrico.
 Del tracto respiratorio el SO2 pasa a la sangre. Su eliminación ocurre
a través de la orina, luego de su biotransformación en sulfato en el
hígado.


48. LA LLUVIA ÁCIDA

49. CICLO BIOGEOQUÍMICO: CICLO DEL MERCURIO
 1. Concepto
 El Mercurio es un elemento que puede ser encontrado de forma natural en
el
 medio ambiente. Se encuentra en forma de metal, como sales de mercurio
o como mercurio orgánico.
 Es un metal extremadamente volátil que puede ser transportado a grandes
distancias una vez que se ha emitido a la atmósfera.

50.  La preocupación ambiental por el mercurio está asociada principalmente
con el metilmercurio, el cual es el complejo mercurial orgánico más común.
 Según el Programa Internacional de Seguridad Química de las Naciones
Unidas, el mercurio en forma orgánica, el metilmercurio, es uno de los seis
peores contaminantes del planeta. Virtualmente todo el mercurio que se
encuentra en tejidos animales está en forma de metilmercurio

51.  El metilmercurio se forma cuando el mercurio elemental se libera al
ambiente y se transforma a través de los procesos de metilación en
complejos orgánicos. Esta transformación está mediada por la interacción
con bacterias y otros microorganismos que viven en el suelo, las aguas y
los sedimentos (1).
 Se sabe que el metilmercurio se bioacumula y bioconcentra en la cadena
alimenticia. Esto es, la concentración de Mercurio aumenta en los
organismos en posición más alta en la cadena alimentaria. De este modo,
por ejemplo, las concentraciones mercuriales serán progresivamente más
elevadas al ir tomando muestras de algas (2), zooplancton (3), peces
fitófagos (4), peces depredadores (5) y organismos que comen pescado
como patos, garzas (6) o el hombre (7).

52.  Efectos toxicológicos
 Cuando es ingerido por mujeres embarazadas, el metilmercurio atraviesa
la placenta y se acumula en el cerebro y el sistema nervioso central del
feto en desarrollo. Incluso cantidades relativamente despreciables pueden
producir serios retrasos motores y de comunicación. Los lactantes pueden
exponerse a elevados niveles de metilmercurio durante la lactancia. La
EPA estima que más de siete millones de mujeres y niños comen pescado
contaminado por mercurio por encima de los niveles considerados seguros
(US EPA 1997a). Las concentraciones de mercurio en los peces
usualmente exceden en gran medida las concentraciones en el agua
donde viven.

53.  El mercurio tiene un gran número de efectos sobre los humanos, que
pueden ser todos simplificados en las siguientes principalmente:
 Daño al sistema nervioso.
 Daño a las funciones del cerebro.
 Daño al ADN y cromosomas.
 Reacciones alérgicas, irritación de la piel, cansancio, y dolor de cabeza.
 Efectos negativos en la reproducción, daño en el esperma, defectos de
nacimientos y abortos.

54.  El daño a las funciones del cerebro puede causar la degradación de la
habilidad para aprender, cambios en la personalidad, temblores, cambios
en la visión, sordera, incoordinación de músculos y pérdida de la memoria.
Daño en el cromosoma y es conocido que causa mongolismo.


56. RESUMEN DE APRENDIZAJE
Tema: Ciclo del Agua Explicación

57. RESUMEN DE APRENDIZAJE
Tema: Ciclo del Azufre Explicación

58. RESUMEN DE APRENDIZAJE
Tema: Ciclo del Fósforo Explicación

59. RESUMEN DE APRENDIZAJE
Tema: Ciclo del Mercurio Explicación

60. RESUMEN DE APRENDIZAJE
Tema: Importancia
de los ciclos
biogeoquímicos
CARACTERIZACIÓN

61.  Gracias