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DESARROLLO SUSTENTABLE
INVESTIGACIÓN
Iván Josué Castillo Cruz
Larisa Ordoñez
Segundo Semestre
INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN ....................................... Error! Bookmark not defined.
1.- Ley de Liebig ............................................................................................ 4
2.- Cadena alimenticia y los niveles tróficos ................................................. 5
3.- Flujo de energía de los ecosistemas.......................................................... 7
4.- Primera Ley de la Termodinámica ........................................................... 8
5.- Segunda Ley de la Termodinámica .......................................................... 9
6-Ley de la Entropía ..................................................................................... 10
7.- Principio de degradación ........................................................................ 11
8.- Conclusión .............................................................................................. 12
9.- Bibliografía ............................................................................................. 13
INTRODUCCION
En esta investigación hablaremos sobre la Ley de Liebig, la cual sustenta el
desarrollo de las plantas en campos de riego. Se definirá qué es la cadena
alimenticia con exactitud. Se explicará cuáles son los niveles de energía en los
ecosistemas. Se definirán las 3 Leyes de la Termodinámica, incluyendo la Ley
Cero o mejor conocida como “La Ley de la Entropía”. Se dará a conocer el
principio de la degradación. Y se finalizará con una conclusión en síntesis con una
bibliografía en formato APA anexada. Sin más preámbulos, comencemos.
LEY DE LIEBIG
Tener conocimiento de la ley del mínimo de Liebig es fundamental para alcanzar
una calidad excelente y buenas ganancias en cualquier tipo de cultivo.
Muchos agricultores y distribuidores de
fertilizantes
líquidos
todavía
no
entienden claramente de qué se trata
esta ley. Por ello, Agrichem de México
creó este artículo para explicarles de
manera sencilla de qué se trata.
La producción agrícola está basada en
varios factores que se conjugan para que
el proceso de cultivo y cosecha pueda
llevarse a cabo de manera adecuada.
Para que las plantas tengan un
desarrollo óptimo, éstas dependen principalmente de los elementos químicos que
se encuentran de manera natural en los suelos de cultivo; sin embargo, por lo
regular no todos se encuentran en cantidades adecuadas para satisfacer los
requerimientos esenciales.
Contrario a lo que pudiera creerse, los elementos más abundantes, o los que se
encuentran en mayores cantidades de manera natural, no son los que determinan
o influyen en el crecimiento y desarrollo de las plantas, sino, por el contrario, los que
se presentan en cantidades mínimas.
Así lo afirmó el químico alemán Justus von Liebig, quien hacia 1840 sostuvo que el
nutriente que se encuentra menos disponible es el que limita la producción, aun
cuando los demás se encuentren en cantidades suficientes. A este principio se le
conoce como la Ley del Mínimo de Liebig.
De esta manera, micronutrientes como el boro, el zinc, el magnesio y el potasio,
entre otros, que se encuentran en cantidades mínimas, suelen ser los que
determinarán el crecimiento de los cultivos, debido a que cada uno desempeña un
papel fundamental para el desarrollo adecuado de las plantas.
Sin embargo, a pesar de que está presente en proporciones pequeñas, la ausencia
de este elemento, o si se encuentra por debajo de los requerimientos necesarios,
provocará que el tomate sea vulnerable a los rayos del Sol, por ejemplo, lo que a la
postre provocará que la planta se deshidrate y el fruto no pueda llegar a
desarrollarse.
Así, un elemento poco abundante como el boro termina por determinar el
crecimiento de las plantas de tomate, lo que explica el principio de la Ley del Mínimo
de Liebig.
LO PIONERO DE LA NUTRICION VEGETAL
Por otro lado, Justus von Liebig fue el primero en realizar experimentos para fertilizar
los suelos utilizando abonos con compuestos químicos, lo que vendría a reemplazar
el uso de estiércol, convirtiéndose en pionero en esta materia.
Aunque en un principio no tuvo éxito, poco a poco perfeccionó este método y los
fertilizantes químicos fueron evolucionando hasta llegara nuestros días, donde se
pueden encontrar productos especializados que cubren los requerimientos de cada
tipo de cultivo de acuerdo con las necesidades de los productores.
Gracias al trabajo realizado por Liebig, la historia en la producción agrícola dio un
giro importante y fue posible producir alimentos cada vez más enriquecidos con los
nutrientes necesarios y más abundantes para satisfacer la demanda y necesidades
de la población.
CADENA ALIMENTICIA Y LOS NIVELES TRÓFICOS
Cadenas y Redes Alimenticias
Una cadena alimenticia es la ruta del alimento desde un consumidor final dado
hasta el productor. Por ejemplo, una cadena alimenticia típica en un ecosistema de
campo pudiera ser:
pasto ---> saltamontes --> ratón ---> culebra ---> halcón
Aun cuando se dijo que la cadena alimenticia es del consumidor final al
productor, se acostumbra representar al productor a la izquierda (o abajo) y al
consumidor final a la derecha (o arriba). Ud. debe ser capaz de analizar la anterior
cadena alimenticia e identificar los autótrofos y los heterótrofos, y clasificarlos como
herbívoro, carnívoro, etc. Igualmente, debe reconocer que el halcón es un
consumidor cuaternario.
Desde luego, el mundo real es mucho más complicado que una simple cadena
alimenticia. Aún cuando muchos organismos tienen dietas muy especializadas
(como es el caso de los osos hormigueros), en la mayoría no sucede así. Los
halcónes no limitan sus dietas a culebras, las culebras comen otras cosas aparte de
ratones, los ratones comen yerbas además de saltamontes, etc. Una representación
más realista de quien come a quien se llama red alimenticia, como se muestra a
continuación:
Solamente cuando vemos una representación de una red alimenticia como la
anterior, es que la definición dada arriba de cadena alimenticia tiene sentido.
Podemos ver que una red alimenticia consiste de cadenas alimenticias
interrelacionadas, y la única manera de desenredar las cadenas es de seguir el
curso de una cadena hacia atrás hasta llegar a la fuente.
La red alimenticia anterior consiste de cadenas alimenticias de pastoreo ya que
en la base se encuentran productores que son consumidos por herbívoros. Aún
cuando este tipo de cadenas es importante, en la naturaleza son más comunes
las cadenas alimenticias con base en los detritos en las cuales se encuentran
descomponedores en la base.
NIVELES TROFICOS
Productores:
El nivel trófico de los productores está integrado por organismos, que tienen la
capacidad de transformar las sustancias inorgánicas en alimento orgánico, función
que dentro de un ecosistema son los únicos que la poseen, también son
llamados autótrofos. En su mayoría son vegetales y algas fotosintetizadotas
(fitoplancton). Son el inicio de toda cadena alimentaria.
Consumidores:
Los consumidores se alimentan de sustancias orgánicas ya elaboradas por otros
organismos, es decir de sustancias elaborados por los productores o por otros
consumidores y en relación con su régimen alimentario se los conoce
como heterótrofos.
Los consumidores pueden ser:
- consumidores primarios o de primer orden; son organismos herbívoros que se
alimentan de productores, como roedores, insectos, palomas, teros, vaca, oveja,
etc.
- consumidores secundarios o carnívoros de primer orden, son organismos
carnívoros que se alimentan de los consumidores primarios. Por su régimen
alimentario se los llama carnívoros. Dentro de este grupo encontramos el
zooplancton, algunos peces, zarigüeyas, culebras, ranas, etc.
- consumidores terciarios o carnívoros secundarios; son los que se alimentan de
otros carnívoros, como las aves rapaces y los felinos. Dentro de este grupo
encontramos a los omnívoros que consumen tanto vegetales como animales.
Descomponedores y detritívoros:
Cuando una planta o un animal muere, los cuerpos son desintegrados por otros
organismos, los descomponedores, representados por bacterias y hongos, y
los detritívoros, representados por pequeños gusanos, lombrices de tierra,
protozoarios, caracoles, babosas, milpiés, etc. Dentro del segundo grupo se ubican
grandes animales carroñeros, organismos que se alimentan de carroña como los
buitres y cuervos. La descomposición puede ser definida como la desintegración
gradual de materia orgánica muerta, en la que complejas moléculas ricas en energía
son fragmentadas por los organismos descomponedores y detritívoros. Los
organismos pertenecientes a este nivel trófico tienen un rol primordial en el ciclo de
la materia porque "cierran" las cadenas tróficas en ciclos, posibilitando que la
materia orgánica se transforme en inorgánica y pueda ser captada por los
productores.
FLUJO DE ENERGIA DE LOS ECOSISTEMAS
El flujo de energía comienza generalmente con la energía del sol que se absorbe
en las plantas, éstas la transforman en energía al mezclar la luz solar con los
minerales de la tierra.
Al ser consumidas las plantas por animales herbívoros como las reses, estos
transforman los vínculos o enlaces con otros eslabones de la cadena.
Posteriormente en la naturaleza los animales depredadores y carnívoros; estos
animales son consumidos posteriormente por las bacterias que al final dejan claro
que el flujo de energía comienza nuevamente el ciclo.
De la energía solar que llega a la superficie de un ecosistema se aprovecha sólo un
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.
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.
PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA
La primera ley de la termodinámica, es la aplicación del principio de conservación
de la energía, a los procesos de calor y termodinámico:
La primera ley hace uso de los conceptos claves de energía interna, calor, y trabajo
sobre un sistema. Usa extensamente el estudio de los motores térmicos. La unidad
estándar de todas estas cantidades es el julio, aunque algunas veces se expresan
en calorías o BTU.
En los textos de Química es típico escribir la primera ley como ΔU=Q+W. Por
supuesto que es la misma ley, -la expresión termodinámica del principio de
conservación de la energía-. Exactamente se define W, como el trabajo
realizado sobre el sistema, en vez de trabajo realizado por el sistema. En un
contexto físico, el escenario común es el de añadir calor a un volumen de gas, y
usar la expansión de ese gas para realizar trabajo, como en el caso del empuje de
un pistón, en un motor de combustión interna. En el contexto de procesos y
reacciones químicas, suelen ser más comunes, encontrarse con situaciones donde
el trabajo se realiza sobre el sistema, más que el realizado por el sistema.
SENGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA
La segunda ley de la termodinámica establece cuales procesos de la
naturaleza pueden ocurrir o no. De todos los procesos permitidos por la primera ley,
solo ciertos tipos de conversión de energía pueden ocurrir. 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:
1) 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.
2) La sal se disuelve espontáneamente en el agua, pero la extracción de la sal del
agua requiere alguna influencia externa.
3) 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.
Ahora bien, existen diferentes formas de enunciar la segunda ley de la
termodinámica, pero en su versión más simple, establece que:
“El calor jamás fluye espontáneamente de un objeto frío a un objeto caliente”.
LEY DE LA ENTROPIA O LEY CERO
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.
La entropía significa, expresado en términos vulgares, que todo va para peor o, lo
que es lo mismo, que todo empeora o se arruina irremisiblemente.
Los sistemas tienden a buscar su estado más probable (posible), es decir, busca un
nivel
más
estable
que
tiende
a
ser
lo
más
caótico.
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.
PRINCIPIO DE LA DEGRADACION
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.
Se define, por tanto, el Rendimiento como la relación (en % por ciento) entre la
energía útil obtenida y la energía aportada en una transformación.
CONCLUSIÓN
Mi conclusión es que, Von Liebig fue un gran visionario y pionero en su trabajo,
implemento los primeros fertilizantes para los suelos y eso nos ayudó a dar un
gran salto en el ámbito del desarrollo sustentable. También, es importante respetar
la cadena alimenticia y no menospreciar a aquellos seres que están debajo de
esta, ya que, si una especie se extingue, la cadena se rompe, y es probable que
muchas más especies también lo hagan. El flujo de energía de los ecosistemas es
muy importante, ya que este determina qué podemos aprovechar del mismo, qué
podemos explotar conscientemente y qué no.
Las 3 leyes que vimos (0, 1 y 2) son bases para sustentar toda la vida de la tierra,
también nos sirven para dar sentido a las Leyes de la Física teórica.
El principio de degradación no es más que el principio de la vida, como sabemos,
la materia no se crea ni se destruye, sólo se transforma, y añadido a este principio,
yo entiendo que, el final de la vida de un ser, da inicio a la vida de otro.
Muchas gracias.
Bibliografía APA
http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/energia/degradacion.htm?3&2
http://entropia1020.blogspot.mx/2009/02/ley-de-la-entropia_05.html
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/thermo/seclaw.html
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/thermo/firlaw.html
http://anacens76.blogspot.mx/2012/09/niveles-troficos.html
http://www.jmarcano.com/nociones/trofico2.html
http://agrichem.mx/ley-del-minimo-de-liebig-por-que-la-debes-conocer/