Problemas
Ambientales Actuales y su Relación con la Ecología
Crecimiento demográfico
La población mundial asciende a 7,000
millones de habitantes y sigue aumentando más rápidamente que en cualquier otra
época, pues cada año se suman 88 millones de individuos.
Aunque disminuye paulatinamente la
tasa de crecimiento, se estima que la población alcanzará los 10000 millones
para el 2050. Cada persona impone cierta demanda de recursos a la Tierra, dicha
demanda tiende a ser proporcional a la riqueza.
Un ejemplo de esto podemos observarlo
en los recursos necesarios para mantener el estilo de vida característico de
los países de América del Norte, comparados con aquellos recursos requeridos
para satisfacer las necesidades de los indígenas que habitan en las márgenes
del Amazonas peruano.
Los recursos vitales están sometidos
a la doble tensión de las exigencias del crecimiento demográfico y el aumento
en el consumo per cápita.
En todo el mundo vemos que los
suministros de agua dulce se agotan, que las tierras de cultivo se degradan,
que se pesca en exceso en los mares, que bajan las reservas de petróleo y se
talan los bosques más rápidamente de lo que se regeneran.
A pesar de los esfuerzos por mejorar
la situación, son cada vez más las personas que sufren por la falta de agua, tal
como lo demuestran las mujeres y niñas del África, que deben recorrer largas
distancias de yermos en busca de agua y leña.
¿Cómo puede soportar la Tierra que
casi se duplique la población en los próximos 50 años (como se calcula) y de
cualquier modo aumentar el nivel de vida al mismo tiempo?
2.1.1 La explosión
demográfica y su causa
a) La explosión
Desde el amanecer
de la historia hasta el comienzo del siglo XIX, la población aumentó de manera
lenta y variable, con retrocesos periódicos. En 1830 la población llegó a 1000
millones de habitantes, pero en 1930, sólo un siglo después, la población ya se
había duplicado a 2000 millones. Apenas 30 años después, en 1960 el número de
habitantes alcanzó los 3000 millones. Así, la población se duplicó en casi 45
años, de 1930 a 1975. Luego, 12 años después, en 1987, cruzó la marca de los
5000 millones.
Puesto que este
crecimiento continúa a un ritmo de casi 88 millones de habitantes por año, la
línea de 6000 millones se cruza a comienzos de 1999.
En el año 2011 se
alcanzó la suma de 7000 millones de habitantes.
b) Razones de la explosión
La principal
razón del crecimiento lento y fluctuante de la población antes de comienzos del
siglo XIX era la frecuencia de enfermedades como la viruela, la difteria, el
sarampión y la escarlatina, que solían ser mortales. Estas enfermedades
atacaban con especial fuerza a los recién nacidos y los niños y no era raro que
las mujeres tuvieran siete y ocho nacimientos pero que sólo uno o dos de los
hijos llegaran a la edad adulta.
Además, epidemias
de fiebre tifoidea o cólera similar a la Peste Negra (peste bubónica) del siglo
XIV, eliminaban a muchísimos adultos.
Otro de los
factores que ejercían control sobre el crecimiento de la población eran las hambrunas,
las cuales eran bastante comunes en las poblaciones de ese tiempo.
En términos
biológicos podemos indicar que hasta antes del siglo XVIII la población
guardaba un balance dinámico con los enemigos naturales (más que nada
enfermedades) y el ambiente.
Los altos índices
de reproducción se compensaban con los de mortalidad, en particular entre los
infantes. Por esas circunstancias, el crecimiento demográfico en esas
sociedades preindustriales fue muy lento.
En el siglo XIX,
Louis Pasteur y otros llegaron al magno descubrimiento de que las enfermedades eran
causadas por agentes infecciosos (ahora identificados como bacterias, virus y
parásitos) y que se transmitían a través del agua y los alimentos por acción de
insectos y alimañas. Estos descubrimientos trajeron mejoras importantes en la
sanidad y la higiene personal. Surgieron entonces las técnicas de brindar
protección por medio de vacunas.
En el siglo XX,
en la década de los treinta, el descubrimiento de la penicilina, el primero de
una larga lista de antibióticos, dio la cura para enfermedades de otra manera
solían ser mortales, como la neumonía (pulmonía).
También los
adelantos en la nutrición comenzaron a ser significativos. En otras palabras,
mayor higiene, medicamentos y nutrición llevaron a reducciones espectaculares
en la mortalidad, en particular entre bebés y niños, mientras que los índices
de natalidad se mantuvieron elevados.
Una vez más desde
el punto de vista biológico, la población humana comenzó un crecimiento
exponencial, al igual que cualquier población que queda libre de enemigos naturales
y de otras restricciones del entorno. Observe que las tasas menores de
mortalidad deben ser comparadas con los de natalidad, que siguieron siendo
altos.
En las últimas
décadas, la tasa promedio de fertilidad (es decir, el número promedio de hijos
de cada mujer) ha declinado con el consiguiente descenso en el ritmo de
crecimiento de la población.
Considerando todo
lo anterior podemos concluir que el número de personas en edad reproductiva se
ha expandido en razón del aumento de niños y pese a las menores tasas de
fertilidad, se sigue incrementando con mayor rapidez el número absoluto de
habitantes que en cualquier otra época de la historia
2.2 Cambios
Atmosféricos
Miles de lagos ya no albergan vida y
decenas de miles están en peligro de desaparecer.
Los bosques siguen reduciéndose.
El clima general muestra signos de
calentamiento, lo que amenaza al mundo con cambios sin precedentes y la
elevación del nivel de los mares.
Se nos advierte del peligro de cáncer
cutáneo porque estamos más expuestos a la radiación ultravioleta.
Los científicos y los medios de
comunicación nos dicen que estos problemas son consecuencias de la
contaminación del aire y que los problemas se agravarán a menos que emprendamos
acciones eficaces. No son buenas noticias, sino tan malas que muchos se niegan
a creerlas y prefieren escuchar a los que insisten en que la humanidad es lo
bastante fuerte para adaptarse a los cambios del planeta, o en que los
problemas son meros inventos de científicos.
La atmósfera es una capa protectora que se ha vuelto dañina
al irse agotando la capa de ozono, la cual sirve de pantalla para impedir el
paso de la totalidad de rayos ultravioleta que llega a nuestro planeta.
2.2.1 Principales cambios atmosféricos
Los científicos
señalan que la deposición ácida, el calentamiento del planeta y el deterioro de
la capa de ozono son impactos antropogénicos,
es decir, proceden de las actividades del hombre, son el resultado, por
ejemplo, de los sistemas de generación eléctrica que prestan servicios
importantes a las sociedades modernas. El bienestar económico de los países
desarrollados y el progreso de los que están
en desarrollo dependen del aprovechamiento de la energía de los
combustibles fósiles (carbón, combustibles líquidos derivados del petróleo y
del gas natural). El problema es que al quemarse estos combustibles, su energía
impulsa vehículos, hace girar turbinas, enciende motores y acciona equipos de
aire acondicionado, pero se descargan contaminantes. Los meteorólogos y otros
científicos nos dicen que la contaminación atmosférica del sistema humano ya ha
causado estragos en suelos, bosques y lagos de la inmediaciones de las fuentes
de energía que tal vez ha dañado toda la
biosfera.
Con un futuro que
sin duda verá que en los países más
pobres continúa el crecimiento de la población y el progreso económico, las
posibilidades de que la contaminación ambiental cause perjuicios a la biosfera
son grandes. En todos los sentidos, la deposición ácida, el calentamiento
global y el deterioro de la capa de ozono representan impactos insostenibles en
el ambiente. Es probable que el mayor reto que enfrente el planeta sea proteger
nuestra atmósfera al mismo tiempo que se consiguen los beneficios económicos
que la gente desea.
a) Lluvia
Ácida
Es una deposición
ácida en forma de lluvia, bruma o nieve con más acidez de lo normal. Además,
como también hay partículas ácidas secas en la atmósfera, la combinación de esta
deposición y la caída de estas partículas se conoce como precipitación ácida.
a.1)
Ácidos y Bases
Monitoreos realizados muestran que gran parte de Estados Unidos y Canadá, y en casi toda Europa y otras regiones industrializadas se tienen precipitaciones entre 10 y 100 veces más ácidas de lo normal, lo que afecta el ecosistema de diversas formas
a.2) Extensión y fuerza de la deposición ácida
En ausencia de
contaminación, la lluvia es ligeramente ácida, con un pH de 5.6, porque el
dióxido de carbono del aire se disuelve con facilidad y al combinarse con el
agua produce ácido carbónico. La precipitación
ácida, entonces es cualquier precipitación que tenga un pH de 5.5 o menos.
a.3) Fuentes de la deposición ácida
El análisis
químico de la deposición ácida en el este de Estados Unidos y en Europa revela
la presencia de ácido sulfúrico (H2SO4) y nítrico (HNO3)
en proporción de más o menos dos a uno (en el oeste de Estados Unidos predomina
el ácido nítrico, que proviene sobre todo de las emisiones de las chimeneas industriales).
Debemos recordar que la quema de combustibles produce dióxido de azufre y óxidos
de nitrógeno, con lo que empieza a aparecer el problema de la deposición ácida.
Estos óxidos entran en la troposfera en grandes cantidades de fuentes naturales
y antropogénicas. En la troposfera, radicales hidrófilos los oxidan y
convierten en ácido sulfúrico y nítrico, que se disuelven con facilidad en agua
o se adhieren a partículas y caen con la precipitación ácida. Esto ocurre al
cabo de una semana de que los óxidos entraran a la atmósfera.
·
Fuentes naturales
Contribuyen con
cantidades cuantiosas de contaminantes al año:
De 50 a 70 millones de toneladas de azufre (de volcanes, espuma de mar
y procesos microbianos).
De 30 a 40 millones de toneladas de óxidos de
nitrógeno
(de los relámpagos, la quema de biomasa y los procesos microbianos).
·
Fuentes Antropogénicas (al
año)
De 100 a 130 millones de toneladas de dióxido de
azufre
De 60 a 70 de óxidos de nitrógeno.
La diferencia
vital entre ambas fuentes es que los óxidos de la fuente antropogénica están
muy concentrados en las regiones industrializadas, en tanto que las emisiones
de las naturales están distribuidas en todo el planeta y son parte del ambiente
global
a.4) Efectos de la Lluvia Ácida
La deposición
ácida ha sido un problema causado por los centros industriales durante mas de
un siglo; sin embargo, su efecto en los ecosistemas fue notado apenas hace 35
años, cuando los pescadores comenzaron a observar grandes menguas en las
poblaciones de peces de muchos lagos en Suecia, Ontario y las montañas
Adirondack al norte del estado de Nueva York.
Los científicos
suecos fueron los primeros en señalar los efectos que causa el aumento en la
acidez del agua de los lagos y a vincularla las precipitaciones con un pH
anormalmente bajo. Desde entonces, como los daños ecológicos se han difundido,
los estudios han revelado los diversos modos en que la deposición ácida altera
y destruye los sistemas naturales.
·
Efectos en los ecosistemas
acuáticos:
El pH del
ambiente es crucial porque afecta el funcionamiento de casi todas las enzimas,
hormonas y otras proteínas de los organismos que lo habitan. Por lo general,
los seres vivos regulan su pH interno, pero cuando el pH del entorno es casi
siempre bajo, a menudo supera esta capacidad regulatoria en muchas formas de
vida.
·
Efectos en los bosques:
Junto con la de
los lagos, la declinación de los bosques es notable. Mucho del daño de la
precipitación ácida a los bosques se debe a reacciones químicas con el suelo.
En principio, la
precipitación les añade nitrógeno y azufre, que estimula el crecimiento de los
árboles, después estas sustancias arrastran por lixiviación los neutralizantes
(por lo regular sales de calcio y magnesio). Cuando las sales dejan de
neutralizar la lluvia ácida, se desprenden iones de aluminio de los minerales
del suelo. La combinación de aluminio (que es tóxico y la creciente escasez de
calcio (esencial para los vegetales) reduce el crecimiento de los árboles.
·
Efectos en los seres humanos y sus obras
Uno de los
efectos más notables e la precipitación ácida es e deterioro de las infraestructuras
y los monumentos.
a.5) Manejo de la Lluvia Ácida
Las emisiones
cruzan las fronteras nacionales, los 40.1 millones de toneladas anuales de
óxidos de azufre y nitrógeno que Estados Unidos envía a la troposfera
descienden como precipitación ácida sobre todo hacia el este de sus fuentes,
porque es el sentido en que soplan los vientos, razón por lo cual Canadá debe
la mitad de su precipitación ácida a Estados Unidos. Escandinavia la recibe de
Inglaterra y otras naciones europeas; a Japón llegan los vientos contaminados
de la extensa quema de carbón en Corea y China.
Existe un
consenso entre los científicos de que el problema debe ser enfrentado a los
niveles nacionales e internacionales
b) Calentamiento
Mundial
b.1) La Tierra como Invernadero
Procesos de Calentamiento
Todos hemos
podido evidenciar que el interior de los coches se calienta cuando se
encuentran estacionados en el sol con las ventanillas cerradas. Este
calentamiento se debe a que la luz pasa a través de los cristales y es
absorbida por los asientos y otros objetos del interior, con lo que se
convierte en energía calorífica que se desprende en forma de radiación
infrarroja. Ésta a diferencia de la luz, no cruza los cristales, sino queda
atrapada en el interior y eleva la
temperatura del aire. Es el mismo principio que hace que los invernaderos sean
más cálidos que su entorno
b.2) La Historia del Dióxido de Carbono
El científico G.
Callendar concluyó que el uso de combustibles fósiles aumentaría las
concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera, y que al ocurrir esto el clima cambiaría.
Esta hipótesis
fue olvidada hasta 1958, cuando Charles Keeling comenzó a medir los niveles de
dióxido de carbono en Mauna Loa, Hawai. Se ha continuado con el registro de las
mediciones, y revelan un incremento asombroso en los niveles atmosféricos de
ese compuesto. Las concentraciones aumentaron exponencialmente hasta la crisis
de los energéticos a mediados de los años setenta, crecieron en forma lineal
dos décadas y a mediados de los noventa
reasumieron su incremento exponencial. Los datos también revelan una oscilación
anual de cinco ppm, que refleja los cambios estacionales de la fotosíntesis y
la respiración de los ecosistemas terrestres en el hemisferio norte.
b.3) Otros Gases de Invernadero
Varios gases más
absorben también generan radiación infrarroja y se suman al efecto de
aislamiento del dióxido de carbono. Algunos son de origen antropogénico y su
concentración aumenta, lo que hace temer que el calentamiento global rebase con
mucho los efectos calculados sólo para el dióxido de carbono.
b.4) El Calentamiento y sus Efectos Probables
Es un hecho que
los niveles de dióxido de carbono y de los otros gases de invernadero aumentan
en la atmósfera como resultado de las actividades humanas. Asimismo, está bien
establecido el fenómeno del efecto invernadero
c)
Deterioro de la capa de ozono
La capa de ozono es la capa protectora, necesaria en virtud
de que la radiación ultravioleta daña el ADN de la piel humana produciendo
quemaduras solares y en ciertos casos cáncer de la piel, debe su existencia a
la luz ultravioleta misma. Todos los tejidos vivos están expuestos a en alguna
medida al riesgo.
La vida ha prosperado en la tierra porque la poderosa
radiación ultravioleta se elimina totalmente por filtración.
c.1) Naturaleza e importancia de la capa de ozono
Se denomina capa de ozono, a la zona de la estratosfera terrestre que contiene una concentración relativamente alta de
ozono. Esta
capa, que se extiende aproximadamente de los 15 km a los 40 km de altitud,
reúne el 90% del ozono presente
en la atmósfera y absorbe del 97% al 99% de la radiación
ultravioleta de
alta frecuencia.
2.3 Contaminación
del Agua
Los ecosistemas naturales evitan la
contaminación y el agotamiento de los recursos reciclando todos los elementos,
como indica el principio de la sostenibilidad.
Por su parte las sociedades humanas
han erigido por lo regular sistemas basados en el flujo unidireccional de los
recursos. En particular, la ruta que siguen los elementos fertilizantes (nitrógeno,
fósforo, potasio) va de los campos de
cultivo a las cadenas alimentarias y a los seres humanos, para terminar en las
corrientes fluviales con la descarga de las aguas residuales.
En los últimos años, varios países
han aceptado el problema de la eutrofización y han logrado progresos
considerables en el establecimiento o la modificación de sistemas de
tratamiento de agua que mantengan a los nutrientes en un ciclo en el suelo y no
los arrojen a las corrientes fluviales.
Referencia
Bibliográfica
- Nebel, Bernard y Wrigth,
Richard. Ciencias
Ambientales: Ecología y Desarrollo Sostenible. Sexta Edición. Editorial
Prince Hall. 1999.
- E.P.Odum. Fundamentos de
Ecología. Nueva Editorial Interamericana.1986
- Panamá
Frente al Cambio Climático
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