Niveles de organización de los seres vivos

A continuación se definen unos conceptos primordiales de la ecología en relación a los factores físicos y químicos que corresponden al contorno. Estos conceptos son:

A) Factores abióticos físicos: son los factores inertes del ecosistema, como la luz solar, la temperatura, altitud, latitud, clima, el agua, la atmósfera, el suelo, la humedad y los nutrientes. También se puede decir que son los distintos componentes que determinan el espacio físico en el cual habitan los seres vivos.

Figura  1. El hielo en el Calafate

Los factores físicos son comprendidos por el viento, la nieve, las heladas, el hielo, la luz, la temperatura, la erosión y los movimientos del suelo, el fuego, las catástrofes (terremotos, inundaciones, erupciones volcánicas), las corrientes marinas, las características del agua, la corriente de los ríos, las olas, entre otras.

Por ejemplo, los seres vivos también contribuyen a modificar, en uno u otro sentido, de forma significativa los factores del medio que habitan. En algunas actividades los seres humanos originan problemas de contaminación atmosférica, calentamiento del planeta (efecto invernadero) u otros efectos que pueden tener graves consecuencias en el futuro.

Cuando un factor abiótico alcanza valores más allá de los márgenes de tolerancia de una especie, actúa como factor limitante para la supervivencia de esa especie. Por ejemplo, la mosca común muere por debajo de los 5ºC.

B)   Factores abióticos químicos: se refiere a las características del medio (gaseoso o aire, líquido, suelo), a la salinidad, a la acidez y la basicidad (pH), y a los nutrientes, entre otros.    

Ejemplo de ellos son los organismos que están constituidos, por materia. De los 92 elementos naturales conocidos, solamente 25 elementos forman parte de la materia viviente. De estos 25 elementos, el carbono, el oxígeno, el hidrógeno y el nitrógeno están presentes en el 96% de las moléculas de la vida. Los elementos restantes llegan a formar parte del 4% de la materia viva, siendo los más importantes el fósforo, el potasio, el calcio y el azufre.

Figura  2. Comportamiento biótico

C) Factores bióticos: Son todos los organismos que comparten o interactúan en un ambiente. Los componentes bióticos son toda la vida existente en un ambiente, desde los protistas,  hasta los mamíferos. Los individuos deben tener comportamiento y características fisiológicas específicos que permitan su supervivencia y su reproducción en un ambiente definido. La condición de compartir un ambiente engendra una competencia entre las especies, competencia que se da por el alimento, el espacio, entre otras. 

Los componentes bióticos de un ecosistema se encuentran en las categorías de organización en Ecología, y ellos constituyen las cadenas de alimentos en los ecosistemas.

Los factores bióticos se pueden clasificar en:

1.    Productores (autótrofos),   organismos capaces de fabricar o   sintetizar su propio alimento a partir de sustancias inorgánicas como Dióxido de Carbono, agua y sales minerales.

2.   

Figura  3. Pez en su habita natural

Consumidores (Heterótrofos), organismos incapaces de producir su alimento, por ello lo ingieren ya sintetizado.

1. Descomponedores, organismos que se alimentan de materia orgánica en descomposición. Entre ellos están las levaduras, los hongos y las bacterias.

Las relaciones entre los organismos y los enemigos naturales conformado por los depredadores, agentes parásitos y agentes patógenos, entre otras son de gran importancia para mantener el equilibrio natural. En este sentido, se denomina depredadora cualquier animal o insecto que mata en forma violenta y se alimenta de otro animal o presa. Cuando aumenta el número de las presas mejoran las condiciones alimenticias de los depredadores, aumentando a su vez el número de éstos por una mayor reproducción e inmigración de zonas cercanas. De este modo, el número de presas disminuye nuevamente recuperando sus anteriores niveles poblacionales.

La necesidad de depredadores, parásitos, bacterias, hongos protozoarios, insectos vectores de enfermedad se hacen evidentes en el caso de la introducción de especies exóticas a zonas donde no existen sus enemigos naturales. Estas especies llegan a multiplicarse constituyendo un peligro para el equilibrio natural del ecosistema. 

Las enfermedades infecciosas, a menudo mortales son frecuentes y se producen en todos los seres vivos (plantas, animales, insectos y el hombre). Los agentes son los virus, las bacterias, los hongos, protozoarios, etc. responsables de muchas enfermedades, algunos de los cuales tienen influencia decisiva en el control de las poblaciones. 

Todos estos factores ponen en evidencia la existencia de un sistema de control en la naturaleza, cuyo objetivo es mantener el Equilibrio Natural. Sin embargo, cuando el hombre interviene en los ecosistemas modificándolos, estos mecanismos de control también se alteran y no logran mantener el equilibrio. 

D) Luz solar: La luz es un factor abiótico esencial del ecosistema, dado que constituye el suministro principal de energía fría para todos los organismos. La energía luminosa es convertida por las plantas en energía química gracias al proceso llamado fotosíntesis. Ésta energía química es encerrada en las sustancias orgánicas producidas por las plantas. Es inútil decir que sin la luz, la vida no existiría sobre la Tierra.

La luz es la principal fuente de energía. Su variabilidad depende, entre otras causas, de los movimientos de rotación y de translación de la Tierra, lo que da como resultado un foto período (cantidad de luz en relación con un período de tiempo determinado) que produce cambios fisiológicos y periódicos.

Además de esta valiosa función, la luz regula los ritmos biológicos de la mayor parte de la especies.

El Sol nos envía varios tipos de energía, desde ondas de radio hasta rayos gamma.

La luz también actúa limitando en las algunas reacciones bioquímicas que podrían ser perniciosas para los seres vivos, aniquilan patógenos, y pueden producir mutaciones favorables y desfavorables en todas las formas de vida.

El espectro solar se constituye de:

1.   La luz visible es la que el ojo humano percibe. Comprende la luz blanca del Sol que se puede descomponer en los siete colores del arco iris: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, índigo y violeta; los vegetales utilizan las radiaciones correspondientes al rojo, naranja, azul y violeta.

2.   La radiación infrarroja es radiación de longitud de onda larga, (invisible al ojo humano) transporta menos energía y es absorbida por el agua, además es la responsable del calentamiento de la Tierra y, por lo mismo, algunos organismos terrestres la utilizan para elevar su temperatura. Este calor se retiene temporalmente y después se irradia hacia la atmósfera.

3.   La radiación ultravioleta (UV) es un tipo de radiación electromagnética, tiene una longitud de onda más corta que la luz visible. Los colores morado y violeta tienen longitudes de onda más cortas que otros colores de luz, y la luz ultravioleta tiene longitudes de ondas aún más cortas que la violeta, de manera que es una especie de luz "más morada que el morado" o una luz que va "más allá del violeta". La radiación ultravioleta causa quemaduras de la piel y el cáncer de piel. También se usa para esterilizar envases de vidrio usados en investigaciones médicas y biológicas.

Ejemplo: La energía luminosa es convertida por las plantas en energía química gracias mediante el proceso llamado fotosíntesis. Ésta energía química es encerrada en las substancias orgánicas producidas por las plantas. En los medios acuáticos la luz se recibe parcialmente filtrada, y es la luz solar uno de los factores físicos de extrema importancia ya que es la principal fuente de energía que mueve a los distintos factores tanto bióticos como abióticos.

E) Temperatura: Es tal vez el factor que más influencia tiene en los lagos, pues determina la densidad, viscosidad y movimiento del agua. Se manifiesta como calor o temperatura, es el factor que más influencia tiene sobre los seres vivos, ya que es causa del desarrollo de adaptaciones físicas y de conducta, así como de preferencias por ciertas hábitats donde predomine una temperatura determinada. En lo que se refiere a adaptaciones de conductas, podemos mencionar la hibernación, la estivación y la diapausa. 

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Figura  7. Oso polar

Hibernación: es la respuesta a las bajas temperaturas del invierno. El organismo guarda desde días antes una reserva de grasa que le permite permanecer varias semanas sin alimentos.

·         Estivación: es la adaptación que presentan algunos organismos antes  las altas temperaturas y las seguías que pueden presentarse en el verano.

·         Diapausa: consiste en una suspensión momentánea del desarrollo de los organismos, como forma de defensa ante condiciones adversas

La temperatura juega un papel importante en la distribución, periodicidad y reproducción de los organismos. Esto se debe a que el agua presenta ciertas propiedades térmicas que son:

• Calor específico. La capacidad calórica del agua a 15º C representa la unidad y por tanto, el calor específico de otras sustancias se expresa como referencia al del agua. Una masa de agua requiere gran cantidad de calor para elevar su temperatura, pero tarda más para enfriarse; por esto el agua actúa como regulador térmico.
• Calor latente de fusión. Para convertir 1 gramo de hielo en agua se requieren 80 calorías a 0º C.
• Conductividad térmica. La conductividad térmica del agua es muy baja, por tanto su calentamiento por conducción es muy lento.
• El calor latente de evaporación. Es el más alto. Gran parte de la radiación solar se utiliza en la evaporación del agua, produciendo efectos beneficiosos sobre los climas y éstos a su vez sobre las comunidades.
• Densidad del agua. El agua al solidificarse aumenta de volumen, por tanto el hielo flota sobre las aguas. Esta propiedad evita que los lagos se solidifiquen totalmente, cuando las aguas se congelan en la superficie.

Los océanos juegan un papel importante en la estabilidad del clima terrestre. La diferencia de temperaturas entre diferentes masas de agua oceánica, en combinación con los vientos y la rotación de la Tierra, crea las corrientes marinas. El desplazamiento del calor que es liberado desde los océanos, o que es absorbido por las aguas oceánicas permite que ciertas zonas atmosféricas frías se calienten, y que las regiones atmosféricas calientes se refresquen.

Ejemplo de ellos se tienen los organismos tales como aves y mamíferos invierten una gran cantidad de su energía para conservar una temperatura constante óptima con el fin de asegurar que las reacciones químicas, vitales para su supervivencia, se realicen eficientemente.

La mayor parte de las plantas crecen generalmente en un rango de temperatura entre 0 ºC- 40 ºC y un máximo de 50 ºC, sin embargo varían las temperaturas óptimas. Las plantas de tomate y fríjol mueren bajo la influencia de las heladas, algunas bacterias y cianobacterias (procariotas) viven en aguas calientes, que alcanzan hasta 90 ºC y esporas y semillas resisten bajas y altas temperaturas. Muchas especies tropicales mueren cuando la temperatura desciende a casi 0 ºC, mientras que las plantas europeas resisten los inviernos por debajo del punto de congelación. Frecuentemente la muerte de las plantas tiene lugar a causa de la escasez de agua, ya que el agua del suelo se encuentra congelada y no hay forma de reemplazar el agua que transpira la planta.

Además de la temperatura promedio anual se debe tener en cuenta las temperaturas mínimas y máximas diarias. Para determinados procesos en las plantas se requiere una temperatura media óptima durante el día. El trigo de invierno detiene su crecimiento a partir de 5 ºC y la calabaza a partir de los 15 ºC o menos.

Figura  9. Distribución de las principales unidades de vegetación de la superficie terrestre en relación con la precipitación y la temperatura

La temperatura media anual y la precipitación permiten una zonificación de la vegetación sobre la superficie terrestre de forma general. Esas zonas climáticas sobre la tierra se conocen como "zonobiomas".

Como la precipitación y la temperatura varían de acuerdo a la orografía, se presenta con el incremento de la altura sobre el nivel del mar una zonación, la cual se conoce como "orobiomas". En zonas con las mismas condiciones climáticas se presentan diferencias notables en el clima local, las cuales son el resultado de las diferencias en las relaciones de luz, humedad y temperatura. En la noche el aire frío fluye colina abajo y provoca heladas en las zonas bajas, las cuales pueden dañar los cultivos de las áreas planas. En esas regiones se deben tomar medidas contra las heladas (calentamiento, ventilación artificial).

F) Humedad: La humedad del aire y de los suelos son las dos características más importantes para apreciar el micro clima de los biotopos: estas medidas pueden efectuarse a diversas alturas por encima y por debajo del nivel del suelo, lo que permite establecer los gradientes de temperatura y de humedad y a menudo explicar la microlocalización de ciertas especies. La busca de la acción de las temperaturas tiene una gran importancia para comprender ciertas áreas.

Por ejemplo en las regiones desérticas, pequeños animales (roedores, reptiles) se ven aislados durante el día en sus madrigueras para evitar pérdidas importantes de agua durante las horas demasiado calurosas del día: en las regiones frías, algunas especies subsisten durante la mala estación manteniendo una parte de sus órganos profundamente enterrados  donde las temperaturas demasiado rigurosas del invierno no les pueden afectar.

La capa de nieve en los países fríos tiene acciones múltiples, pero es sobre todo un excelente abrigo protector contra el frío invernal; así. es frecuente comprobar la muerte de ciertas especies de alta montada cultivadas en el llano, y esto a causa de las heladas, no estando estas plantas suficientemente protegidas durante la estación fría. La nieve tiene también acciones mecánicas y morfológicas sobre los árboles dándoles, por lo menos a algunos, una forma de columna. Su presencia acorta a veces el periodo de vida activa en algunas semanas; el caso más típico es el de los " valles con nieve", donde se puede encontrar toda una zonación de plantas "quionófilas", ordinariamente plantas vivaces, rastreras, de desarrollo rápido y pudiendo incluso empezar a florecer antes de que se funda totalmente la nieve.

G) Clima y vientos: Es uno de los factores que más influyen en la distribución de los seres vivos sobre la superficie terrestre. Se define como la combinación de fenómenos meteorológicos los cuales determinan las condiciones atmosféricas que caracterizan un lugar en la tierra.

El clima abarca los valores estadísticos sobre los elementos del tiempo atmosférico en una región durante un período representativo tenemos temperatura del aire, humedad, presión, viento y precipitaciones, principalmente. Estos valores se obtienen con la recopilación de forma sistemática y homogénea de la información meteorológica, durante períodos que se consideran suficientemente representativos, de 30 años o más. Estas épocas necesitan ser más largas en las zonas subtropicales y templadas que en la zona intertropical, especialmente, en la faja ecuatorial, donde el clima es más estable y menos variable en lo que respecta a los parámetros climáticos.

·      La temperatura del aire es la cantidad de aire y el calor que contiene la atmósfera en un momento dado, la cual se mide con el termómetro de intemperie.

·         El viento es el aire en movimiento que se forma por las diferencias de temperatura y presión atmosférica. Los vientos dominantes son los que generan con mayor ímpetu. Con el anemómetro se puede registrar la velocidad de los vientos y con la veleta se conoce la dirección de que estos llevan. Según se originen en zonas húmedas o secas, pueden aportar humedad o aumentar la sequedad del suelo. Asimismo, determinan cambios de temperatura y algunos fenómenos atmosféricos, como huracanes y tornados. También tienen un efecto mecánico que causa erosión del terreno y actúa sobre la vegetación: arranca hojas y ramas secas y transporta polen y semillas. Los vientos secos y cálidos aumentan la evaporación de la humedad que se produce por la transpiración de las hojas.

·         La humedad atmosférica es la cantidad de agua que contiene las capas bajas de la atmósfera. Y es la que forman nubes, esta se mide con el hidrómetro. Las precipitaciones son la cantidad de lluvia que caen en una determinada región, esta también se mide con el hidrómetro.

El ejemplo más perfecto es el viento que actúa como agente de transporte; en efecto, interviene en la polinización anemófila (fecundación de las palmeras), en el desplazamiento de las semillas (semillas aladas de los arces). Juega también un papel en la construcción (o la destrucción) de ciertos suelos. Así, las dunas marítimas ven crecer su pendiente cara al mar, y a veces se instalan allí una serie de cubiertas vegetales resistentes a las coberturas de arena que pueden alcanzar 40 cm en un año. Pero estos desplazamientos eólicos pueden, por el contrario, provocar descalzamientos, erosiones que atacan los suelos, llevándose las partes más blandas, en algunas regiones más o menos áridas o con un cultivo intensivo, en particular en el centro de los Estados Unidos, donde los tornados, a pesar de la vegetación, pueden llevarse cantidades considerables de tierra. En la montaña, el viento tiene también importantes acciones; impide el crecimiento de las ramas: los árboles entonces se reducen a un tronco vertical que no tiene ramaje más que en un solo lado. Un fenómeno análogo se encuentra en las costas: los árboles están inclinados en el sentido del viento, y las ramas están torcidas y aun a veces aplastadas contra el suelo; estas anemomorfosis se encuentran corriente mente en los pinos marítimos cuando están al borde del mar. En Bretaña y en las costas del canal de la Mancha estos fenómenos son bastante corrientes

H) Atmósfera y presión atmósferica: La atmósfera es la capa gaseosa que envuelve nuestro planeta. La atmósfera terrestre está formada por cuatro capas concéntricas sobrepuestas que se extienden hasta 80 kilómetros. La divergencia en sus temperaturas permite diferenciar estas capas. El aire que respiramos contiene N₂ en un 79%  siendo este el más abundante y el más aprovechado en forma de nitrato y O₂ en el 21% y otros gases.  La atmósfera también resulta importante porque es donde se originan los fenómenos meteorológicos que afectan directamente el clima.

Figura  10. Conformación de la atmósfera

La presión atmosférica es el peso que el aire ejerce en la superficie terrestre; esta varía de acuerdo con la temperatura del aire. La presión atmosférica se calcula con el barómetro.

La presencia de vida sobre nuestro planeta no sería posible sin nuestra atmósfera actual. Muchos planetas en nuestro sistema solar tienen una atmósfera, pero la estructura de la atmósfera terrestre es la ideal para el origen y la perpetuación de la vida como la conocemos. Su constitución hace que la atmósfera terrestre sea muy especial.

La capa que se extiende sobre la superficie terrestre hasta cerca de 10 km es llamada troposfera. En esta capa la temperatura disminuye en proporción inversa a la altura, eso quiere decir que a mayor altura la temperatura será menor. La temperatura mínima al final de la troposfera es de -50 °C.

La troposfera contiene las tres cuartas partes de todas las moléculas de la atmósfera. Esta capa está en movimiento continuo, y casi todos los fenómenos meteorológicos ocurren en ella.

Cada límite entre dos capas atmosféricas se llama pausa, y el prefijo perteneciente a la capa más baja se coloca antes de la palabra "pausa". Por este método, el límite entre la troposfera y la capa más alta inmediata (estratosfera) se llama tropopausa.

La siguiente capa es la estratosfera, la cual se extiende desde los 10 km y termina hasta los 50 km de altitud. Aquí, la temperatura aumenta proporcionalmente a la altura; a mayor altura, mayor temperatura. En el límite superior de la estratosfera, la temperatura alcanza casi 25 °C. La causa de este aumento en la temperatura es la capa de ozono (ozonosfera).

El ozono absorbe la radiación ultravioleta que rompe moléculas de oxígeno(O₂) engendrando átomos libres de oxígeno (O), los cuales se conectan otra vez para construir ozono (O₃). En este tipo de reacciones químicas, la transformación de energía luminosa en energía química genera calor, que provoca un mayor movimiento molecular. Ésta es la razón del aumento en la temperatura de la estratosfera.

Por encima de la estratosfera está la mesosfera. La mesosfera se extiende desde el límite de la estratosfera (estratopausa) hasta los 80 km hacia el espacio.

I) Suelo y horizontes del suelo: Se denomina suelo a la parte no consolidada y superficial de la corteza terrestre, biológicamente activa, que tiende a desarrollarse en la superficie de las rocas emergidas por la influencia de la intemperie y de los seres vivos.

Figura  11. Suelo

Los suelos son sistemas complejos donde ocurren una vasta gama de procesos químicos, físicos y biológicos que se ven reflejados en la gran variedad de suelos existentes en la tierra.

A grandes rasgos los suelos están compuestos de minerales y material orgánico como materia sólida y agua y aire en distintas proporciones en los poros. De una manera más esquemática se puede decir que la pedosfera, el conjunto de todos los suelos, abarca partes de la litósfera, biósfera, atmósfera e hidrósfera.

La composición, estructura y espesor del suelo determinan su capacidad de retener aire y humedad y las posibilidades de vida de la vegetación.

• La roca madre establece la composición original y tamaño de las partículas del suelo. A la roca madre característica de una región, se suman otras partículas arrastradas por el agua y el viento, y provenientes de la erosión de zonas distantes. En zonas de montaña con volcanes en actividad, se depositan cenizas volcánicas sobre el suelo. Esta composición influye en los nutrientes disponibles y puede transformarse: se enriquece con la presencia de materia orgánica o empobrece con el deterioro de la calidad del terreno por erosión, pérdida de nutrientes o contaminación.
• El humus regula la capacidad de retención de agua y la aireación de los suelos. Conserva la humedad en los suelos arenosos y facilita el drenaje de los suelos densos. Asimismo, suministra el medio adecuado para los microorganismos que transforman la materia orgánica.
• Los microorganismos despedazadores (lombrices e insectos) y los que la descomponen la materia orgánica (hongos y bacterias) liberan los nutrientes minerales para que sean nuevamente utilizados.

La geografía

• La altitud (altura sobre el nivel del mar) tiene influencia sobre la presión atmosférica y la temperatura. En general, en regiones situadas en la misma latitud, cuando aumenta la altura, disminuye la presión y temperatura.
• La cantidad de lluvias y de luz solar que reciben las laderas de una montaña dependen de su orientación. Los vientos húmedos que chocan contra una ladera ascienden, se enfrían y descargan en ella la lluvia. Cuando continúan hacia la ladera opuesta, se han transformado en vientos secos. En el hemisferio sur, las laderas orientadas hacia el norte reciben mayor cantidad de radiación solar. En el hemisferio norte, son las laderas orientadas al sur las que reciben más luz.
• La mayor inclinación de una ladera aumenta la erosión por arrastre de la lluvia y vientos. En las pendientes muy acentuadas, el bosque protege el terreno. En aquellas de menor inclinación, dedicadas al cultivo, es necesario frenar la fuerza del agua y del viento. Para lograrlo, se debe arar en curvas de nivel, plantar setos vivos, construir barreras de piedra y zanjas de infiltración, cultivar en andenes y terrazas y otras técnicas que se mencionan con más detalle en el capítulo relacionado con el suelo.
• La cercanía de mares y océanos tiene un efecto moderador sobre los cambios de temperatura, permitiendo el desarrollo de una mayor variedad de flora y fauna. Este efecto se debe a que las grandes masas de agua absorben el calor del sol, lo mantienen y liberan lentamente.

J) Oxígeno y dióxido de Carbono (acuático y terrestre): El oxígeno y el dióxido de carbono son dos sustancias que tienen gran importancia debido a su relación con los procesos respiratorios y fotosintéticos. Mediante la respiración, los organismos aerobios utilizan oxigeno para obtener energía de los carbohidratos y desechan dióxido de carbono. Por otro lado, en la fotosíntesis, los organismos fotosintéticos son capaces de elaborar carbohidratos a partir de dióxido de carbono; en este proceso se elimina oxigeno.

El oxígeno disuelto en el agua proviene de la fotosíntesis que realizan los vegetales con clorofila. Como esta actividad fotosintética es mayor en las capas superiores bien iluminadas, su concentración será mayor a este nivel. En los niveles próximos al fondo, su concentración es mínima debido a los procesos de oxidación de la materia orgánica.

El dióxido de carbono es un compuesto gaseoso, inodoro e incoloro, formado por carbono y oxígeno. Es poco reactivo y ligeramente tóxico. Se disuelve en agua y reacciona con ella produciendo ácido carbónico (H₂CO₃). Se produce de la combustión. Participa de la fotosíntesis y respiración celular

K) DBO y DQO como medidas típicas de los cuerpos de agua.

1.     DBO (demanda bioquímica de oxigeno): es la cantidad de oxigeno expresada en mililitros sobre Litros, necesarios para descomponer la materia orgánica presente, por acción bioquímica aeróbica. Se distinguen la demanda bioquímica de oxígeno en 5 días, la demanda bioquímica de oxígenos en 20 días y la demanda bioquímica de oxigeno ultima.

La DBO₅: es el oxígeno consumido por los microorganismos en cinco días, para oxidar el sustrato orgánico biodegradable de un agua residual.

DBO₂₀: es el oxígeno consumido por los microorganismos en veinte días, para oxidar el sustrato orgánico biodegradable de un agua residual.

DBO_u: es la cantidad total de oxigeno consumido por los microorganismos para oxidar todo el sustrato orgánico biodegradable d un agua residual.

Es el parámetro más ampliamente usado para diseñar unidades de tratamiento biológico, evaluar la eficiencia de los procesos de tratamiento y fijar las cargas permisibles en fuentes receptoras. Es utilizado para: determinar la cantidad de oxígeno necesario para estabilizar biológicamente la materia orgánica presente en un efluente. Determinar el tamaño de los sistemas de tratamiento biológico. Medir la eficiencia de los sistemas de tratamiento de agua.

2.     DQO (demanda química de oxigeno): es la cantidad de oxigeno consumido en la oxidación de las sustancias reductoras presentes en un agua contaminada, mediante oxidación química.

Usualmente se utilizan el dicromato potásico y el permanganato de potasio.

Como en el resto de la materia orgánica oxidable químicamente, en un litro de agua residual mediante un agente químico oxidante, por lo general dicromato de potasio, en un medio ácido y a altas temperaturas. Para la oxidación se requiere la ayuda de un catalizador como el sulfato de plata y sales de mercurios para evitar las interferencias debidas a los halogenuros.

L) Potencial de hidrógeno (pH): Es la medida de acidez o alcalinidad de suelos y aguas. El agua está disociada en iones H⁺ y OH^-. Las sales minerales disueltas en el agua se disocian en iones positivos y esta ionización varía de unos compuestos a otros. El pH se expresa en la práctica como una escala que va de 1 a 14 y representa el inverso del logaritmo 10^-14.

Si por ejemplo, decimos que el pH de una solución o del suelo es 7, existe un equilibrio entre los iones; por tanto este valor constituye el punto neutro, el cual corresponde al agua pura (agua destilada). Por debajo de este valor, el pH es ácido y lo será tanto más, cuanto más se aproxime a 0. Así por ejemplo una solución de pH 3.5 es más ácida que una de pH 5. Por encima del punto neutro (7), los valores expresan alcalinidad y ésta será más alta cuanto más se aproxime a 14. Hay organismos que viven en aguas con un pH ácido; otros viven en medios acuáticos alcalinos

Ejemplo de ellos son la planta Elodea canadiensis vive en aguas con un pH entre 7.4 y 8.8. Typha angustifolia (enea) vive en aguas con un pH de 8.4 a 9. Los hongos, y otros organismos, viven en medios ácidos. Las aguas dulces tienen el pH entre 6.5 y 8.7; las aguas marinas entre 8 y 8.5.

M) Ciclo del Agua: El agua es la única sustancia que se encuentra en la atmósfera en estado líquido, sólido y gaseoso.

El 84% de la humedad de la atmósfera se origina por evaporación de océanos, mares, lagos, ríos. El resto proviene de la tierra mojada o de la transpiración de las hojas de las plantas. El vapor de agua se eleva y se condensa en las capas altas y más frías de la atmósfera, originando nubes que son transportadas por los vientos. El vapor de agua es un gas, a diferencia de la niebla que está compuesta por diminutas gotitas de agua. 

En forma de lluvia, nieve o granizo, el agua de las nubes vuelve al suelo o cae directamente sobre los océanos. Cuando llega al suelo, el ciclo continúa directamente o entra en el proceso de la vida.

Continúa directamente si se infiltra incorporándose a las aguas subterráneas o al escurrirse por la superficie. El agua subterránea puede aflorar dando origen a manantiales. La superficial fluye para formar ríos y lagos. Los ríos devuelven el agua a los mares y océanos, recomenzando el ciclo.

El agua entra en el proceso de la vida cuando:

• Es absorbida por las raíces de las plantas y utilizada en los procesos biológicos vegetales. Ingresa nuevamente en la atmósfera con la transpiración de las hojas o la descomposición de la materia orgánica.
• Los animales terrestres beben agua o la incorporan contenida en sus alimentos. La devuelven a la atmósfera y al suelo por transpiración, secreciones y en el proceso de descomposición de los organismos.

N) Ciclo del Fósforo: Los principales depósitos de este elemento están en yacimientos minerales. El fósforo, disuelto y arrastrado por el agua, es tomado por las plantas para incorporarlo a sus compuestos orgánicos. Los animales que comen las plantas utilizan el fósforo en la formación de los huesos. Cuando los animales mueren, el fósforo se incorpora nuevamente al suelo, reiniciándose el ciclo.

Estos restos de animales ricos en fósforo también llegan como sedimento al mar. De allí el fósforo pasa a los peces y a las aves que se alimentan de peces. 
En las costas sudamericanas del Océano Pacífico, se han formado grandes depósitos de las excretas de las aves marinas. Este producto, llamado guano, se utiliza como abono y representa una gran riqueza para la zona. Es recogido, envasado y vendido industrialmente porque enriquece el suelo de fósforo. Una vez incorporado al suelo que lo necesita en las proporciones justas, es tomado nuevamente por las plantas, que lo utilizan como nutriente.

O) Ciclo del Carbono: El carbono es un elemento esencial de la sustancia orgánica. Las plantas verdes captan el dióxido de carbono presente en el aire (plantas terrestres) y disuelto en el agua (plantas acuáticas). Durante la fotosíntesis, forman materia orgánica para su crecimiento y liberan oxígeno en el aire utilizando la luz solar y el agua que absorben.

A su vez, los animales necesitan el oxígeno, que incorporan mediante la respiración. En cambio, entregan a la atmósfera el dióxido de carbono que usarán las plantas en la fotosíntesis.
La materia orgánica de los vegetales y animales muertos y de los excrementos de estos últimos es descompuesta por los microorganismos del suelo. Por efecto de esta descomposición, también se produce dióxido de carbono.

P) Ciclo del Nitrógeno: es un constituyente básico de los organismos vivos. A pesar que es abundante en la atmósfera, para ser utilizado por las plantas debe estar presente en el suelo en forma de determinados compuestos. Estos compuestos que contienen nitrógeno provienen de la actividad de algunas bacterias, especialmente de las que forman nódulos en las raíces de las leguminosas.

Las plantas utilizan el nitrógeno para producir proteínas vegetales. Una parte de estas proteínas es consumida por los animales que se alimentan de las plantas, otra parte regresa al suelo y cuando los restos vegetales se descomponen se libera nuevamente nitrógeno.