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DESARROLLO SUSTENTABLE
Investigación
MEBC. Larisa Ordoñez Ruiz
Raziel German Berzunza Ac
Semestre: 2°
Ingeniería en Electrónica
San Francisco de Campeche, Campeche a 19 de Febrero de
2017
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ÍNDICE
INTRODUCCIÓN ...................................................... Error! Bookmark not defined.
1.- LEY DE LIEBIG .................................................................................................... 4
2.- CADENA ALIMENTICIA Y LOS NIVELES TRÓFICOS .................................. 5
3.- FLUJO DE ENERGIA DE LOS ECOSISTEMAS…………..8
4.- PRIMERA DE LEY DE LA TERMODINAMICA ............................................... 9
5.- SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA .................................................. 10
6.- LEY DE LA ENTROPÍA ..................................................................................... 10
7.- PRINCIPIO DE LA DEGRADACIÓN ................................................................ 12
8.- CONCLUSIÓN .................................................................................................... 13
9.- BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................. 14
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INTRODUCCIÓN
En este trabajo de investigación se hablará de cómo las plantas crecen y se
mantienen gracias a un factor muy importante, y no es como muchos pensamos o
creemos, que es gracias a un elemento abundante, sino todo lo contrario. También
hablaremos de la cadena alimenticia, quien se come a quien… y en qué eslabón de
esta cadena alimenticia nos encontramos, cómo se dividen a los seres que
conforman dicha cadena y la energía que le transmite un ser a otro, por otro lado
hablaremos también de cómo es aprovechada esta energía y en que cantidad se
transfiere de un individuo a otro y ya que hablamos de energía tenemos que ver
también cuales son las leyes que rigen el concepto de energía.
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LEY DE LIEBIG
La Ley del Mínimo fue formulada por el agroquímico Justus Freiherr von Liebig,
hombre nacido el 12 de mayo de 1803 en Darmstadt, Hesse-Darmstadt, Alemania.
Liebig se hizo famoso al formular la famosa ley de los Mínimos en 1840, la cual
afirma que el crecimiento no se controla por los recursos disponibles, sino por el
recurso limitado o más escaso. Para el científico alemán, el aumento de la cantidad
de nutrientes en general no se traduce en aumento de crecimiento y de
productividad de la planta. Por el contrario, el aumento tenía lugar siempre que se
adecuara la cantidad del nutriente limitante. Para explicar mejor eso Liebig utilizó la
imagen de un barril, donde la capacidad de un barril con tablas convexas de distinta
longitud está limitada por la más corta, o sea que el crecimiento de la planta se
limitaría por el nutriente más escaso. Este desarrollo sirvió para entender la utilidad
de los micronutrientes en la planta. No toda producción se puede lograr a base de
agua y dióxido de carbono, le sirven otros nutrientes en cantidades adecuadas
dependiendo del tipo de planta.
La Ley del Mínimo de Liebig tuvo una gran aceptación y fue reformulada por
Bartholomew en 1958, que la aplicó al problema de la distribución de las especies.
La distribución de una especie estará controlada por el factor ambiental para el que
el organismo tiene un rango de adaptabilidad o control más estrecho. Mucho o poco
de cualquier factor abiótico limita o previene el crecimiento de una especie, eso aún
con el resto de los factores cerca del óptimo. La ley de Liebig en el mundo de la
ecología desde entonces se denominó Ley de los Factores Limitantes. Esta ley nos
explica claramente porque determinadas especies que llegan a un nuevo hábitat no
suelen adaptarse, y eso es debido a la limitante de algún factor abiótico dentro del
nuevo ambiente, es decir el crecimiento está limitado no tanto por la abundancia de
todos los factores necesarios como por la disponibilidad mínima de cualquiera de
ellos.
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CADENA ALIMENTICIA Y LOS NIVELES TRÓFICOS
La cadena alimenticia o cadena trófica señala las relaciones alimenticias entre
productores, consumidores y descomponedores. En otras palabras,
la cadena refleja quién se come a quien (un ser vivo se alimenta del que lo precede
en la cadena y, a la vez, es comido por el que lo sigue).
Se trata, en definitiva, de una corriente de energía que comienza con la fotosíntesis
y que después se transfiere de un organismo a otro a través de la nutrición. En una
cadena alimenticia, todos los seres tienen una gran importancia. Con la
desaparición de un eslabón, los seres que le siguen se quedarán sin alimento. Por
otra parte, los seres vivos que se encuentran en el nivel inmediato anterior al del
eslabón desaparecido comenzarán a experimentar una superpoblación, ya que no
contarán con su depredador. Por eso resulta de vital importancia la protección de
los ecosistemas y de todos sus componentes.
NIVELES TRÓFICOS
Los seres vivos necesitan energía para realizar todas las funciones vitales. La
energía proviene del sol y es captada e incorporada por las plantas verdes, las
cuales mediante el proceso de fotosíntesis la transforman en alimentos. En este
punto se inicia en el ecosistema la transferencia de energía, la cual pasa de los
organismos productores o plantas con clorofila a los animales herbívoros, y de estos
a los carnívoros. La energía circula así de un organismo a otro y se establece una
relación alimenticia entre los diversos organismos que integran el ecosistema.
Los niveles tróficos comprenden: los productores, los consumidores y los
descomponedores
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Productores:
Pertenecen a este grupo las plantas que poseen clorofila. Son capaces de sintetizar
los alimentos a partir de la energía solar, del CO2 y del agua. Por esta capacidad
de elaborar sus propios alimentos se les llama, también, seres autótrofos.
Constituyen el primer eslabón de la cadena alimentaria y son la base de la vida en
la naturaleza. Todos los demás organismos dependen de los productores.
Consumidores:
Este grupo está integrado por todos los animales que dependen para
su alimentación directa o indirectamente de los productos. Por esta razón se les
llama también ser heterótrofos (que se alimentan de otro. Dentro de este grupo
podemos considerar varias categorías:
 a) Los consumidores primarios o herbívoros.
Se alimentan de plantas. En el medio acuático, muchas especies que pertenecen al
zooplancton (plancton animal) se alimentan de fitoplancton; además, muchos
vertebrados, algunos peces, como las sardinas y otros se alimentan igualmente de
fitoplancton. En los ecosistemas terrestres, los consumidores primarios
corresponden a los animales herbívoros, como el venado, el conejo y muchos otros
roedores, y también animales domésticos, como la vaca, el caballo, etc.
 b) Consumidores secundarios o carnívoros.
Se alimentan de animales herbívoros. Hay peces que devoran a otras especies de
peces o se alimentan del zooplancton. En el medio terrestre, el jaguar, el puma,
las aves de rapiña, las culebras cazadoras, son consumidores secundarios y
terciarios. También algunos insectos y otros invertebrados que consumen pequeños
animales fitófagos.
 c) Los consumidores terciarios.
Se alimentan de otros animales carnívoros. Muchos peces, algunas aves
y mamíferos pertenecen a este grupo, aunque a veces pertenezcan al nivel
del consumidor
secundario.
Descomponedores y detritívoros:
Pertenecen a este grupo las bacterias y los hongos. Estos organismos
descomponen los cadáveres y provocan la desintegración de las partículas
orgánicas. Las bacterias se hallan ampliamente distribuidas en el medio acuático y
en el terrestre, mientras los hongos son escasos en el medio marino, pero abundan
en el terrestre. Estos organismos son seres saprofitos porque se alimentan de
sustancias en descomposición.
En condiciones normales y, sobre todo, a temperatura óptima, aceleran la
desintegración de los organismos muertos y desdoblan las sustancias complejas a
compuestos más simples, que son utilizados nuevamente por otros seres vivos. Los
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organismos descomponedores mineralizan, por decirlo, así, la materia orgánica,
liberando elementos químicos como producto de la descomposición que realizan
mediante enzimas.
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FLUJO DE ENERGIA DE LOS ECOSISTEMAS
Todo sistema necesita energía para funcionar, en los ecosistemas funciona igual en
donde se necesita de la energía para funcionar y mantener un flujo constante y
rotativo, es decir, como un ciclo constante.
La energía permite realizar un trabajo a los demás organismos. Este ciclo inicia con
la transferencia de energía solar la cual es aprovechada por las plantas, las cuales
la ocupan para realizar la fotosíntesis. La fotosíntesis de las plantas verdes es el
proceso fundamental mediante el cual la energía solar es transformada en materia
orgánica, que mantiene todas las formas de vida sobre la Tierra.
De la energía solar que llega a la superficie de un ecosistema se aprovecha sólo
1% aproximadamente, porque las pérdidas son considerables hasta llegar a la
producción primaria. En efecto, sólo el 45% de la luz disponible es absorbible por
los orgánulos fotosintéticos; una parte de la radiación potencial es reflejada; otra
parte es transmitida por los órganos vegetales, 0 sea, que pasa por ellos, y la
energía absorbida es transformada en calor.
En el mismo ecosistema hay pérdida de energía, porque cerca de la mitad de la
producción primaria bruta es gastada por los productores en su metabolismo y se
pierde como calor, y sólo la otra mitad está disponible para los consumidores como
alimento (carbohidratos, celulosa, lignina, grasas, proteínas, etc.).
En la cadena trófica, al pasar de un eslabón a otro, hay más pérdida de energía a
través de la respiración y los procesos metabólicos de los individuos, porque el
mantener vivo un organismo implica gastar, en forma de calor, parte de la energía
captada; las sustancias no digeribles, que son excretadas o regurgitadas y
descompuestas por los detritívoros; y la muerte de individuos, que ocasiona
pérdidas, pero la energía es devuelta, en parte, por los desintegradores.
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PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
La primera ley de la termodinámica expresa que la energía no se crea ni se destruye
solo se conserva, esto nos dice que la energía no se pierde, así como en los
ecosistemas hay organismos que aprovechan la energía ya sea de un organismo
muerto o en descomposición pueden aprovecharse de maneras diferentes de
almacenar la energía a través de procesos químicos.
Aplicando esta primera ley en los ecosistemas, se dice que la energía que entra en
un ecosistema se acumula o sale de él pero que esta misma energía que entro
cambiará y no será la misma al momento en que se almacene o salga del
ecosistema.
La aplicación que tiene la primera ley de la termodinámica al flujo de energía de los
ecosistemas tiene que ver en la transformación y conservación de materia y energía
en los organismos y plantas. Como todos sabemos la fuente de energía que
sostiene la tierra es el sol, esta primera ley de la termodinámica también llamada
ley de la conservación de energía nos explica que las plantas verdes (con clorofila),
transforman la energía lumínica en energía química. Cuando la energía química
almacenada por las plantas en forma de glucosa, la toma la misma planta para su
respiración celular, este rompe los enlaces de carbono y la energía se libera en
forma de calor. Según lo planteado por la ley esta energía liberada se pierde para
el ecosistema pero no se destruye. Este principio es utilizado en los invernaderos
donde se logra mantener una temperatura alta interna.
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SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA
La segunda ley de la termodinámica no se limita a identificar la dirección de los
procesos, sino que también afirma que la energía tiene calidad, así como cantidad.
La primera ley tiene que ver con la cantidad y la transformación de la energía de
una forma a otra sin importar su calidad y la segunda ley brinda los medios
necesarios para determinar la calidad, así como el nivel de degradación de la
energía durante un proceso. La naturaleza establece que el total de energía
asociada con una fuente térmica nunca puede ser transformada íntegra y
completamente en trabajo útil. De aquí que todo el trabajo se puede convertir en
calor pero no todo el calor puede convertirse en trabajo.
Los siguientes son algunos procesos compatibles con la primera ley de la
termodinámica, pero que se cumplen en un orden gobernado por la segunda ley:
- Cuando dos objetos que están a diferente temperatura se ponen en contacto
térmico entre sí, el calor fluye del objeto más cálido al más frío, pero nunca del más
frío al más cálido.
- La sal se disuelve espontáneamente en el agua, pero la extracción de la sal del
agua requiere alguna influencia externa.
- Cuando se deja caer una pelota de goma al piso, rebota hasta detenerse, pero el
proceso
inverso
nunca
ocurre.
Todos estos son ejemplos de procesos irreversibles, es decir procesos que ocurren
naturalmente en una sola dirección. Ninguno de estos procesos ocurre en el orden
temporal opuesto. Si lo hicieran, violarían la segunda ley dela termodinámica. La
naturaleza unidireccional de los procesos termodinámicos establece una dirección
del tiempo.
LEY DE LA ENTROPIA
En termodinámica, la entropía (simbolizada como S) es la magnitud física que mide
la parte de la energía que no puede utilizarse para producir trabajo. En un sentido
más amplio se interpreta como la medida de la uniformidad de la energía de un
sistema. Es una función de estado de carácter extensivo y su valor, en un sistema
aislado, crece en el transcurso de un proceso que se dé de forma natural. La palabra
entropía procede del griego (ἐντροπία) y significa evolución o transformación. Por
ejemplo: nunca veremos que se transfiera calor de una taza de café tibia a una taza
de
café
caliente.
La entropía es el grado de desorden de los procesos, una forma de medir el caos. La
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ley
de
la
entropía
dice:
"Si un proceso ocurre en un sistema cerrado, la entropía de dicho sistema aumenta
para procesos irreversibles y permanece constante para procesos reversibles.
Nunca disminuye la entropía
La entropía es el segundo principio de la termodinámica que puede definirse
esquemáticamente como el "progreso para la destrucción" o "desorden inherente a
un
sistema.
Se llama estado de máxima entropía en el preciso instante cuando el sistema esté
a punto de cambiar de un estado “e” a un estado “e+1”.
La entropía está relacionada con la tendencia natural de los objetos a caer en un
estado de desorden. Todos los sistemas no vivos tienden hacia el desorden; si los
deja aislados, perderán con el tiempo todo movimiento y degenerarán,
convirtiéndose
en
una
masa
inerte.
La entropía de un sistema es el desgaste que el sistema presenta por el transcurso
del tiempo o por el funcionamiento del mismo. Los sistemas altamente en trópicos
tienden a desaparecer por el desgaste generado por su proceso sistémico. Los
mismos deben tener rigurosos sistemas de control y mecanismos de revisión,
reelaboración y cambio permanente, para evitar su desaparición a través del tiempo.
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PRINCIPIO DE LA DEGRADACIÓN
Aunque en cualquier proceso la cantidad de energía se conserva, no se conserva
su ''calidad'', porque tiende a transformarse en formas de energía menos útiles.
En las transformaciones energéticas, una parte de la energía inicial se disipa
caloríficamente y no puede ser íntegramente convertida de nuevo en la forma que
tenía la energía inicial. Esta energía transferida como calor es el resultado final de
toda transformación energética.
Unas formas de energía pueden transformarse en otras. En estas transformaciones
la energía se degrada, pierde calidad. En toda transformación, parte de la energía se
convierte en calor o energía calorífica.
Cualquier tipo de energía puede transformarse íntegramente en calor; pero, éste no
puede transformarse íntegramente en otro tipo de energía. Se dice, entonces, que el
calor es una forma degradada de energía. Son ejemplos:
 La energía eléctrica, al pasar por una resistencia.
 La energía química, en la combustión de algunas sustancias.
 La energía mecánica, por choque o rozamiento.
En una transformación energética, la energía suministrada, es igual a la suma de la
energía útil, o aprovechable, más la energía disipada caloríficamente.
Se denomina rendimiento energético, r, al cociente entre la energía útil y la energía
suministrada.
Se
expresa
en
porcentaje.
Por ejemplo, si un motor tiene un rendimiento del 60%, solo realiza un trabajo de 60
Julios (J) por cada 100 J de energía que consume. Ninguna máquina tiene un
rendimiento del 100%, porque siempre disipa caloríficamente parte de la energía que
se le suministra.
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Conclusión
En conclusión, puedo decir que es de suma importancia saber cómo es el
funcionamiento de nuestro ecosistema, la alimentación de los seres que lo
conforman, ya sean bióticos o abióticos, por medio de la cadena alimenticia y los
niveles tróficos y como dependen unos de otros ya que si alguno falta en la cadena
alimenticia se desestabiliza ésta. También vimos con la ley de Liebig “ley del
mínimo” cómo los organismos dependen más de la sustancia que tienen más
escasa que de la que tienen en abundancia para poder sobrevivir o adaptarse al
medio en el que se encuentre.
Por otro lado también podemos mencionar los principios o leyes de la energía que
nos dice cómo se comporta la energía en los seres vivos, como ésta se transmite
en cadena entre los seres y sobre todo cómo es de imprescindible para que todos
podamos llevar acabo nuestras actividades, desde nuestro metabolismo hasta
hacer nuestras tareas diarias
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Bibliografía
Anon. 2014. Ley del mínimo de Liebig. Decrecimiento, 17
julio. http://www.decrecimiento.info/2014/07/ley-del-minimo-de-liebig.html
Anon. Leyes de la ecología (ley del mínimo y ley de la tolerancia). Tu
mundo.http://http-ecologiatuplaneta.webnode.es/leyes-de-la-ecologia-ley-delminimo-y-ley-de-la-tolerancia-/
Marcano J.E. Anon. Elementos de ecología. Educación
ambiental. http://www.jmarcano.com/nociones/minimo3.html
http://www.ecologiahoy.com/
http://www.greenfacts.org/es/index.htm
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