LA TERMODINÁMICA APLICADA AL ESTUDIO DE LOS ECOSISTEMAS. EL FLUJO DE ENRGÍA A TRAVÉS DE LOS ECOSISTEMAS Las dos primeras leyes de la termodinámica nos ayudan y permite conocer en esencia de que comprende un ecosistema, la cual se fundamenta en el paso de materia y flujo de energía.
Primera ley de la termodinámica Ley de la conservación de la energía, donde nos habla que la energía ni se crea ni se destruye sólo se transforma, es decir, No existe ni ganancia ni pérdida de energía. En los biomas la ganancia de energía depende de muchos factores, los cuales son consecuentes de leyes naturales, Establece que si se realiza trabajo sobre un sistema, éste intercambia calor con otro, cambiando la energía interna del sistema. s istema. Esta ley además ayuda a definir el calor como la energía necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energía interna. La ecuación general de la conservación de la energía es la siguiente:
Energía que entra – Energía que sale = ∆Energía en un sistema Que aplicada a la termodinámica teniendo en cuenta el criterio de signos termodinámico, queda de la forma: Q=∆U+W
(Delta)U es variación de la energía interna Q= Calor, W= trabajo Otra forma de verlo es de la siguiente manera es la a continuación:
Flujo de entrada=flujo de salida Q=ðE+W Pb=Pn+R Q=Flujo de energía que entra Pb=Flujo de entrada al sistema. ðE=Variación de energía del sistema Biomasa/t.E potencial (acumulada) W=Trabajo realizado por el sistema Pn=cantidad de E del sistema R=mide el trabajo realizado como parte de la Pb. E cinética. Es importante tener en cuenta que la energía potencial se transforma en energía cinética para realizar un trabajo. se dice que un sistema altamente activo tendrá una tasa de respiración más alta que el que no lo tenga, pues esto se debe que en un ecosistema o bioma donde haya un alto flujo de materia y energía indica la presencia de un gran número de individuos pertenecientes a este y por ende una mayor interacción.
El flujo de energía y materia y a la formación de biomasa, se ha considerado que al pasar de un nivel trófico a otro se obtiene sólo el 10% de la energía que se obtuvo en el nivel precedente, lo que significa que, de un 100% de energía capturada, los organismos ocupan el 90% en su metabolismo, movimiento, transporte, etc. almacenando en su estructura un 10% del total consumido para ser aprovechado por el siguiente nivel trófico a este fenómeno se conoce en Ecología como Ley de Diezmo Ecológico, cuyo enunciado dice en concreto: que Sólo el 10% de la energía fijada en un nivel trófico es utilizado por el siguiente nivel. Analizando este enunciado observamos que un vegetal aprovecha el 90% de la energía solar que fija para realizar sus funciones de sobrevivencia y en caso de servir de alimento a algún herbívoro esto sólo podrá utilizar el 10% de toda la energía que fijó el vegetal. A su vez el herbívoro utiliza el 90% de esa cantidad que recibió para sobrevivir, y en caso de servir de alimento a algún carnívoro éste, sólo podrá utilizar el 10% de la cantidad que recibió el herbívoro.
Segunda ley de la termodinámica Esta es conocida como la ley de la entropía que nos describe la trasformación de la energía pasando de una forma más organizada a otra más dispersa, Cuanta más energía calorífica se disipa, más activo es el metabolismo, aunque se debe resaltar que el calor también se pierde en forma de residuos (materiales o gases). Los cuales estos llegan a interactuar con otros mundos. Si parto de un determinado paquete de energía solar que entra a los productores, la energía lumínica se convertirá en química y entrará una producción bruta al sistema. Parte se emplea para reproducirse, mantener su estructura y sobrevivir... con lo cual, cuando llega al siguiente eslabón tiene menos energía. Cada vez queda menos energía disponible, por eso hay pocos depredadores. Describe la energía que se va perdiendo en formas irrecuperables donde la energía dispersada es utilizada y no desperdiciada y su salida del sistema es necesaria para todos los procesos biológicos, físicos y bioquímicos para mantener toda organización estructural y en estado de equilibrio. Según estas definiciones el calor se considera como la energía necesaria que debe intercambiarse en un sistema para las diferencia entre trabajo y energía
Conclusión El funcionamiento de todos los ecosistemas es parecido. Todos necesitan de una fuente de energía que, fluyendo a través de los distintos componentes del ecosistema mantiene vida y permiten la movilización de elementos como el agua, minerales y otros componentes físicos importantes para la permanencia de un bioma o ecosistema. La fuente primera y principal de energía es el sol, que permite que se realicen todas las actividades de la vida. Las moléculas orgánicas (presentes en los seres vivos) han sido construidas a partir de componentes químicos simples, éstos se obtienen del medio en forma de nutrientes. La energía solar se utiliza y se transforma a través de distintas reacciones químicas y termina convertida en energía calórica que se irradia nuevamente por todo el espacio. En tanto los nutrientes químicos se conservan y, aunque cambien su forma y distribución, no se van de la tierra y se regeneran constantemente
Par finalizar las aplicaciones que tienen estas leyes al flujo de energía de los ecosistemas cabe anotar que mientras la primera ley habla de la entrada de energía a los organismos y plantas por medio de la energía lumínica y su futura transformación, la segunda ley impone restricciones para las trasferencias de energía.
