Los efectos de la intervención humana
Lo que vas a aprender
- Explicar cómo la deforestación, la erosión y la contaminación alteran los ciclos del carbono, del nitrógeno y del agua.
- Analizar el caso de la minería a cielo abierto que trae el DBA y proponer explicaciones para sus consecuencias.
- Calcular, con los datos de un modelo de ladera, qué parte del agua se infiltra y qué parte corre por encima, con y sin vegetación.
Para qué
¿Para qué sirve esto?
Los ciclos del agua, del carbono y del nitrógeno funcionaban mucho antes de que existieran las personas. Pero hoy casi no queda un lugar del planeta donde la actividad humana no los toque: cultivamos, construimos, sacamos minerales del suelo y usamos el agua de los ríos. Muchas de esas actividades son necesarias; lo que importa es entender qué cambian en los ciclos para poder hacerlas con menos daño.
En esta lección vas a ver tres formas de intervención que el Ministerio de Educación pide estudiar (erosión, contaminación y deforestación), vas a analizar un caso real que trae el propio documento del Ministerio y vas a medir, con un modelo de ladera, qué le pasa al agua de lluvia cuando un terreno pierde su vegetación.
Antes de empezar recuerda las etapas del ciclo del agua (sobre todo la infiltración y la escorrentía) y el papel de la cobertura vegetal que viste en la lección anterior.
Explicación
La deforestación
Cuando se tala o se quema un bosque, los tres ciclos cambian a la vez.
- Carbono. Hay menos plantas que tomen dióxido de carbono del aire con la fotosíntesis. Además, el carbono que guardaban los troncos, las raíces y el suelo vuelve al aire: de golpe si se quema, y poco a poco si los restos se pudren.
- Agua. Los árboles devuelven agua al aire con la transpiración y sus raíces y su hojarasca ayudan a que la lluvia se infiltre. Sin ellos, más agua corre por encima del suelo (escorrentía): los ríos crecen de repente cuando llueve y se quedan con menos agua en la temporada seca.
- Nitrógeno. Deja de caer hojarasca y el suelo pierde materia orgánica: los descomponedores tienen menos restos que reciclar, y las bacterias fijadoras de los nódulos pierden las leguminosas en cuyas raíces vivían.
La erosión acelerada
La erosión es un proceso natural, pero ocurre muy despacio cuando el suelo está cubierto. Las personas la aceleran cuando dejan la tierra desnuda, cuando el ganado pisotea y pela una ladera o cuando se ara de arriba abajo en una pendiente. La capa fértil, con su carbono y su nitrógeno, termina en el río convertida en sedimentos: el suelo pierde fertilidad y el río se llena de barro.
La contaminación del agua y del suelo
Los residuos sólidos (basuras, escombros, material removido) y los vertimientos (aguas usadas de casas e industrias) llegan a ríos y quebradas. Tienen varios efectos sobre los ciclos:
- Los sedimentos enturbian el agua: entra menos luz y las algas y plantas acuáticas hacen menos fotosíntesis. Además, el barro se deposita en el fondo y puede tapar el cauce.
- Las aguas con exceso de nutrientes, como los compuestos de nitrógeno de los abonos y de las aguas de las casas, hacen crecer las algas sin control. Cuando esas algas mueren, los descomponedores gastan el oxígeno disuelto en el agua y los peces se quedan sin él.
- Algunas sustancias son tóxicas para los seres vivos aunque estén en poca cantidad.
Un caso del DBA: la minería a cielo abierto
El documento de los Derechos Básicos de Aprendizaje propone analizar este caso. Lo citamos tal como lo trae el Ministerio:
«La minería a cielo abierto, contamina cuerpos de agua por residuos sólidos y vertimientos domésticos e industriales; en consecuencia, aumenta el contenido de los sedimentos generando inundaciones por la desviación de los cauces de los ríos, transformación del paisaje y la pérdida de cultivos.»
Y añade un caso particular:
«Un caso particular, ocurrió en Boyacá donde debido a la extracción de carbón a cielo abierto y precisamente en uno de sus páramos, entre diciembre de 2010 y enero de 2011 murieron cerca de 95 000 truchas en la Piscícola de Tasco a causa de la contaminación de las aguas donde se abastecen sus crías.»
Analizar el caso con los ciclos
En la minería a cielo abierto se retira la vegetación y el suelo para llegar al mineral. Con lo que sabes, puedes seguir el efecto en cada ciclo:
- Agua. Sin vegetación ni suelo, la lluvia no se infiltra y corre arrastrando material. El agua de las quebradas lleva más sedimentos y residuos. En un páramo esto pesa más, porque esos ecosistemas regulan el agua que baja hacia los valles.
- Carbono. Se pierden las plantas que hacían fotosíntesis y la materia orgánica que el suelo guardaba.
- Nitrógeno. Se pierde la capa fértil con sus descomponedores y bacterias, así que el terreno queda sin la vida que reciclaba los nutrientes.
¿Por qué murieron las truchas? El Ministerio dice que fue por la contaminación del agua, pero no detalla qué sustancia. Lo que sí sabemos es que las truchas viven en aguas frías, claras y con mucho oxígeno disuelto, y que sus crías son todavía más delicadas. Por eso podemos plantear hipótesis para investigar: sedimentos finos que tapan las branquias, agua con menos oxígeno disuelto o sustancias tóxicas arrastradas desde el material removido. Una hipótesis no es una conclusión: se comprueba con mediciones del agua.
Esas mismas aguas llegan a otros seres vivos (insectos acuáticos, ranas, aves que comen peces, cultivos que se riegan con ellas), así que el daño se extiende por la red trófica. En la próxima lección verás qué acciones pueden mitigar o remediar daños como estos.
Mira el ciclo con el bosque en la montaña: el agua se infiltra y recarga el agua subterránea, y los árboles devuelven vapor con la transpiración. Ahora toca el botón para talarlo: el agua corre por la ladera pelada, arrastra barro y se infiltra poca.
Ejemplo resuelto
Una ladera con bosque y una ladera talada
En un modelo de clase, dos bandejas inclinadas con el mismo suelo reciben la misma lluvia. Solo dejan salir el agua por el borde bajo, por donde escurre la que corre por encima del suelo. Una tiene plantas y hojarasca (el «bosque») y la otra está pelada (la ladera «talada»). La gráfica muestra a dónde fue el agua. ¿Qué ladera guarda más agua? ¿Qué pasaría con un río abajo de cada una?
Ver la solución paso a paso
Lo que no sale por el borde bajo se queda en el suelo: se infiltra. En la gráfica, la bandeja con bosque infiltra la mayor parte del agua y deja correr poca.
La ladera talada hace lo contrario: la mayor parte del agua corre por encima, como escorrentía, y se infiltra poca.
Las raíces y la hojarasca frenan el agua y le abren camino hacia adentro; el suelo pelado no.
A escala real, el río de la ladera talada crece de golpe cuando llueve y trae menos agua cuando no llueve, porque el suelo guardó poca.
Respuesta: La ladera con bosque guarda más agua; la talada la deja correr, y su río crece de golpe con la lluvia y se queda con poca agua en la sequía.
Destino de los 3 L de agua en cada bandeja del modelo (datos inventados): con bosque se infiltran 2,1 L y corren 0,9 L; en la ladera talada se infiltran 0,6 L y corren 2,4 L.
Ejemplo resuelto
El barro que llega al río
En el mismo modelo se deja asentar el agua que salió de cada bandeja. En el fondo del recipiente de la ladera talada queda mucho más barro que en el del bosque. ¿Por qué? ¿Qué le pasa al río y al suelo de la ladera?
Ver la solución paso a paso
En la ladera talada corre más agua por encima, y nada la frena: arrastra la capa de arriba del suelo.
Esa capa es la más fértil, con su carbono y su nitrógeno. La ladera pierde fertilidad.
El barro llega al río como sedimentos: enturbia el agua y llena el cauce. Es lo que el caso del DBA llama aumento de los sedimentos.
Respuesta: El agua que corre por la ladera pelada arrastra la capa fértil: el suelo pierde fertilidad y el río se llena de sedimentos.
Práctica
Con la misma lluvia, ¿qué ladera deja correr más agua por encima del suelo?
Sin raíces ni hojarasca que frenen el agua y la ayuden a entrar, la ladera pelada deja correr la mayor parte: más escorrentía y menos infiltración.
¿Verdadero o falso? Las raíces y la hojarasca del bosque ayudan a que la lluvia se infiltre en el suelo.
La hojarasca frena el agua y las raíces le abren camino hacia adentro. Por eso con bosque se infiltra más y se recarga el agua subterránea.
¿Verdadero o falso? Talar el bosque de una ladera hace que el río de abajo reciba más agua en la temporada seca.
Es al revés: sin bosque el suelo guarda poca agua, así que el río crece de golpe cuando llueve y se queda con menos agua cuando no llueve.
Tres bandejas reciben la misma lluvia: una con bosque, otra con potrero y otra con el suelo desnudo. ¿Cuál retiene más agua en su suelo?
Cuanta más vegetación y hojarasca, más agua se infiltra y menos corre por encima. El bosque retiene más; el suelo desnudo, menos.
¿Por qué el agua que corre por una ladera pelada llega al río cargada de barro?
Sin plantas que la frenen, el agua corre por encima y se lleva la capa de arriba del suelo, que llega al río como sedimento.
¿Verdadero o falso? Si la lluvia arrastra el abono de un cultivo hasta el río, sus compuestos de nitrógeno pueden hacer crecer las algas sin control.
El exceso de nutrientes hace crecer las algas; cuando mueren, los descomponedores gastan el oxígeno disuelto del agua y los peces se quedan sin él.
Según el caso del DBA, cerca de 95 000 truchas de la piscícola de Tasco murieron por la contaminación de las aguas donde se abastecen sus crías. ¿Cuál de estas es una hipótesis coherente con lo que sabes de los ciclos?
Las truchas son peces de agua fría, así que el frío no es la causa. El DBA habla de contaminación; los sedimentos y la falta de oxígeno son hipótesis que se comprueban midiendo el agua.
Se tala y se quema un bosque para abrir un potrero. ¿Qué le pasa al ciclo del carbono en ese lugar?
La quema devuelve al aire, como dióxido de carbono, buena parte del carbono que estaba en la madera, y sin bosque hay menos fotosíntesis que lo retire.
Reto
Une cada intervención con su efecto en los ciclos.
Arrastra cada efecto junto a la acción que lo produce.
Reto
¿Proceso natural o intervención humana?
Lleva cada tarjeta a su canasta: ¿ocurre sin que nadie intervenga, o lo produce una actividad humana?
Cierre
En resumen
La deforestación reduce la fotosíntesis, devuelve al aire el carbono guardado, disminuye la infiltración y deja el suelo sin hojarasca.
Las personas aceleran la erosión al dejar el suelo desnudo, y la capa fértil termina en los ríos como sedimento.
Los residuos y los vertimientos enturbian el agua, y el exceso de nutrientes hace crecer algas; cuando mueren, los descomponedores gastan el oxígeno del agua.
En el caso del DBA, cerca de 95 000 truchas murieron en Tasco por la contaminación de las aguas, que el Ministerio relaciona con la extracción de carbón a cielo abierto; qué dañó el agua (sedimentos, sustancias tóxicas, falta de oxígeno) son hipótesis que se comprueban midiendo.
Para explicar un caso se plantean hipótesis con lo que se sabe de los ciclos, y se comprueban con mediciones.
Vocabulario
- Deforestación
Pérdida de los bosques de un lugar, por tala o por quema, para usar el terreno en otra cosa.
- Escorrentía
Agua de lluvia que corre por la superficie del suelo en vez de infiltrarse en él.
- Infiltración
Paso del agua de lluvia hacia el interior del suelo.
- Sedimentos
Partículas de suelo y roca que el agua arrastra y que luego se depositan en el fondo de ríos y lagunas.
- Vertimiento
Descarga de aguas usadas, de casas o de industrias, en un río, una quebrada u otro cuerpo de agua.
Guía para el docente
Tiempos
- Inicio · 5 min — Pregunte qué pasa con el agua de un aguacero en un potrero pelado y en un bosque, y anote las ideas en el tablero.
- Explicación · 20 min — Deforestación, erosión y contaminación ciclo por ciclo; lea en voz alta el caso del DBA y analícelo con el grupo, separando lo que dice el texto de las hipótesis.
- Práctica · 15 min — Preguntas y retos en parejas. Si es posible, monte el modelo de las dos bandejas con el grupo y mida con una jarra graduada.
- Cierre · 5 min — Que cada pareja escriba una pregunta de investigación sobre cómo pudo afectarse otro organismo del caso de Tasco.
Preguntas para el salón
- ¿Por qué la contaminación de una quebrada en un páramo puede afectar a personas que viven lejos, en el valle?
- Además de las truchas, ¿qué otros organismos pudieron verse afectados por el agua contaminada?
- ¿Qué mediciones del agua harían para saber cuál de las hipótesis sobre las truchas es la correcta?
Errores típicos
- Confundir la hipótesis con la conclusión del caso. Pida que subrayen en el texto del Ministerio lo que dice y marquen aparte lo que ellos suponen.
- Creer que la deforestación solo afecta el ciclo del carbono. Recorra con el grupo los tres ciclos con la misma tala: qué pasa con el carbono, con el agua y con el nitrógeno.
- Convertir el análisis del caso en una búsqueda de culpables. Oriente la discusión hacia los efectos en los ciclos y hacia qué se podría medir y proponer.
Tarea sugerida
Escribir una página que analice el caso del DBA: cómo pudo afectarse cada ciclo, una hipótesis sobre la muerte de las truchas y dos preguntas sobre otros organismos que viven del mismo río.