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En cada organismo viviente existe un orden biológico, y podemos encontrar niveles de organización desde los átomos, hasta el mayor ser vivo. Los átomos se organizan para formar moléculas, las moléculas para formar células, las células para formar tejidos, los tejidos para formar órganos, los órganos para formar aparatos y sistemas, y éstos forman un total llamado ser vivo o individuo. Un grupo de individuos que comparten las mismas características genéticas (una especie) forma una población, un grupo de poblaciones diferentes constituyen una comunidad, las comunidades actúan recíprocamente con su ambiente para constituir un Ecosistema, la suma de todos ecosistemas y comunidades en la Tierra es la Biosfera. La Biosfera es el nivel de organización más grande en la Biología.

EL AIRE Se denomina aire a la mezcla de gases que constituye la atmósfera terrestre, que permanecen alrededor de la Tierra por la acción de la fuerza de gravedad. El aire es esencial para la vida en el planeta, es particularmente delicado y está compuesto en proporciones ligeramente variables por sustancias tales como el nitrógeno (78%), oxígeno (21%), vapor de agua (variable entre 0-7%), ozono, dióxido de carbono, hidrógeno y algunos gases nobles como el Kriptón o el argón, es decir, 1% de otras sustancias. Propiedades del aire

• Expansión: Aumento de volumen de una masa de aire al verse reducida la presión ejercida por una fuerza o debido a la incorporación de calor.

• Contracción: Reducción de volumen del aire al verse presionado por una fuerza, pero este llega a un límite y el aire tiende a expandirse después de ese límite.

• Fluidez: Es el flujo de aire de un lugar de mayor a menor concentración sin gasto de energía

• Presión atmosférica: Fuerza que ejerce el aire a todos los cuerpos. • Volumen: Es el espacio que ocupa el aire. • Densidad: Es de 1,18 kg/m³ (a 25 °C) • Viscosidad: Es de 0,018 cP (a 20 °C) • Propiedades de la mezcla Psicrometría

El CO2 y la fotosíntesis El aire contiene gases, siendo uno de ellos el CO2, proveniente de la respiración, que es un gas de desecho celular que proviene también de la actividad industrial y automotriz. La fotosíntesis es un proceso que utiliza el CO2 del ambiente, junto con el agua y la clorofila (sustancia verde fotosintética), para elaborar azúcares. La fotosíntesis es un proceso exclusivo de aquellos seres que tienen clorofila, como las plantas, algunas bacterias y algas.

CURSO: Biodiversidad y ecosistema SESIÓN: 08 FECHA: 11/12/2010

COMPONENTES ABIOTICOS DE LOS ECOSISTEMAS

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El O2 y la respiración El oxígeno es un gas proveniente de la fotosíntesis, como producto final de este proceso. Cuando los seres vivos respiran, toman el oxígeno del ambiente, gracias a los alvéolos pulmonares, y lo distribuyen a todas las células del cuerpo, por medio de la sangre. El oxígeno es utilizado por la célula para obtener la energía de los alimentos. Este proceso es llamado respiración celular.

EL SUELO

El suelo es una parte fundamental de los ecosistemas terrestres. Contiene agua y elementos nutritivos que los seres vivos utilizan. En el se apoyan y nutren las plantas en su crecimiento y condiciona, por tanto, todo el desarrollo del ecosistema.

Formación. El suelo se forma en un largo proceso en el que interviene el clima, los seres vivos y la roca más superficial de la litosfera. Este proceso es un sucesión ecológica en la que va madurando el ecosistema suelo. La roca es meteorizada por los agentes metereológicos (frío/calor, lluvia, oxidaciones, hidrataciones, etc.) y así la roca se va fragmentando. Los fragmentos de roca se entremezclan con restos orgánicos: heces, organismos muertos o en descomposición, fragmentos de vegetales, pequeños organismos que viven en el suelo, etc. Con el paso del tiempo todos estos materiales se van estratificando y terminan por formar lo que llamamos suelo. Siempre se forman suelos muy parecidos en todo lugar en el que las características de la roca y el clima sean similares. Composición. En el suelo encontramos materiales procedentes de la roca madre fuertemente alterados, seres vivos y materiales descompuestos procedentes de ellos, además de aire y agua. Las múltiples transformaciones físicas y químicas que el suelo sufre en su proceso de formación llevan a unos mismos productos finales característicos en todo tipo de suelos: arcillas, hidróxidos, ácidos húmicos, etc.; sin que tenga gran influencia el material originario del que el suelo se ha formado. La vida en el suelo

El suelo es el medio que sirve de protección, y refugio de muchos seres vivos como: insectos, conejos, ratones, topos, etc. El suelo los protege de la inclemencia del clima y los esconde de sus depredadores. De acuerdo a las características del suelo germinan las plantas, un suelo rico en materia orgánica permitirá que las raíces tomen los nutrientes necesarios para su desarrollo. El hombre necesita el suelo para vivir, ya que los cultivos dependen de la calidad del suelo, además alimentan a sus animales en grandes zonas de pastoreo, construyen sus viviendas y obtienen minerales y combustibles fósiles.

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EL AGUA

El agua (del latín aqua) es una sustancia cuya molécula está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O). Es esencial para la supervivencia de todas las formas conocidas de vida El agua cubre el 71% de la superficie de la corteza terrestre. Se localiza principalmente en los océanos donde se concentra el 96,5% del agua total, los glaciares y casquetes polares poseen el 1,74%, los depósitos subterráneos (acuíferos), los permafrost y los glaciares continentales suponen el 1,72% y el restante 0,04% se reparte en orden decreciente entre lagos, humedad del suelo, atmósfera, embalses, ríos y seres vivos. Desde el punto de vista físico, el agua circula constantemente en un ciclo de evaporación o transpiración , precipitación, y desplazamiento hacia el mar. Los vientos transportan tanto vapor de agua como el que se vierte en los mares mediante su curso sobre la tierra, en una cantidad aproximada de 45.000 km³ al año. En tierra firme, la evaporación y transpiración contribuyen con 74.000 km³ anuales al causar precipitaciones de 119.000 km³ cada año. El agua se puede presentar en tres estados siendo una de las pocas sustancias que pueden encontrarse en sus tres estados de forma natural. El agua adopta formas muy distintas sobre la tierra: como vapor de agua, conformando nubes en el aire; como agua marina, eventualmente en forma de iceberg en los océanos; en glaciares y ríos en las montañas, y en los acuíferos subterráneos su forma líquida. El agua puede disolver muchas sustancias, dándoles diferentes sabores y olores. Como consecuencia de su papel imprescindible para la vida, el ser humano —entre otros muchos animales— ha desarrollado sentidos capaces de evaluar la potabilidad del agua, que evitan el consumo de agua salada o putrefacta. Los humanos también suelen preferir el consumo de agua fría a la que está tibia, puesto que el agua fría es menos propensa a contener microbios. El sabor perceptible en el agua de deshielo y el agua mineral se deriva de los minerales disueltos en ella; de hecho el agua pura es insípida. Para regular el consumo humano, se calcula la pureza del agua en función de la presencia de toxinas, agentes contaminantes y microorganismos. Propiedades físicas y químicas El agua es una sustancia que químicamente se formula como H2O; es decir, que una molécula de agua se compone de dos átomos de hidrógeno enlazados covalentemente a un átomo de oxígeno. Fue Henry Cavendish quien descubrió en 1781 que el agua es una sustancia compuesta y no un elemento, como se pensaba desde la Antigüedad Las propiedades fisicoquímicas más notables del agua son:

• El agua es insípida e inodora en condiciones normales de presión y temperatura. El color del agua varía según su estado: como líquido, puede parecer incolora en pequeñas cantidades, aunque en el espectrógrafo se prueba que tiene un ligero tono azul verdoso. El hielo también tiende al azul y en estado gaseoso (vapor de agua) es incolora.

• El agua bloquea sólo ligeramente la radiación solar UV fuerte, permitiendo que las plantas acuáticas absorban su energía.

• La capilaridad se refiere a la tendencia del agua de moverse por un tubo estrecho en contra de la fuerza de la gravedad. Esta propiedad es aprovechada por todas las plantas vasculares, como los árboles.

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• El punto de ebullición del agua (y de cualquier otro líquido) está directamente relacionado con la presión atmosférica. Por ejemplo, en la cima del Everest, el agua hierve a unos 68º C, mientras que al nivel del mar este valor sube hasta 100º. Del mismo modo, el agua cercana a fuentes geotérmicas puede alcanzar temperaturas de cientos de grados centígrados y seguir siendo líquida

• El agua es un disolvente muy potente, al que se ha catalogado como el disolvente universal, y afecta a muchos tipos de sustancias distintas. Las sustancias que se mezclan y se disuelven bien en agua —como las sales, azúcares, ácidos, álcalis, y algunos gases (como el oxígeno o el dióxido de carbono)

• El agua es miscible con muchos líquidos, como el etanol, y en cualquier proporción, formando un líquido homogéneo. Por otra parte, los aceites son inmiscibles con el agua, y forman capas de variable densidad sobre la superficie del agua. Como cualquier gas, el vapor de agua es miscible completamente con el aire.

• El agua pura tiene una conductividad eléctrica relativamente baja, pero ese valor se incrementa significativamente con la disolución de una pequeña cantidad de material iónico, como el cloruro de sodio.

El agua en la tierra El total del agua presente en el planeta, en todas sus formas, se denomina hidrosfera. El agua cubre 3/4 partes (71%) de la superficie de la Tierra. Se puede encontrar esta sustancia en prácticamente cualquier lugar de la biosfera y en los tres estados de agregación de la materia: sólido, líquido y gaseoso. El 97 por ciento es agua salada, la cual se encuentra principalmente en los océanos y mares; sólo el 3 por ciento de su volumen es dulce. De esta última, un 1 por ciento está en estado líquido. El 2% restante se encuentra en estado sólido en capas, campos y plataformas de hielo o banquisas en las latitudes próximas a los polos. Fuera de las regiones polares el agua dulce se encuentra principalmente en humedales y, subterráneamente, en acuíferos. El agua representa entre el 50 y el 90% de la masa de los seres vivos (aproximadamente el 75% del cuerpo humano es agua; en el caso de las algas, el porcentaje ronda el 90%). La mayor parte del agua terrestre, por tanto, está contenida en los mares, y presenta un elevado contenido en sales. Las aguas subterráneas se encuentran en yacimientos subterráneos llamados acuíferos y son potencialmente útiles al hombre como recursos. En estado líquido compone masas de agua como océanos, mares, lagos, ríos, arroyos, canales, manantiales y estanques. El agua desempeña un papel muy importante en los procesos geológicos. Las corrientes subterráneas de agua afectan directamente a las capas geológicas, influyendo en la formación de fallas. El agua localizada en el manto terrestre también afecta a la formación de volcanes. En la superficie, el agua actúa como un agente muy activo sobre procesos químicos y físicos de erosión. El agua en su estado líquido y, en menor medida, en forma de hielo, también es un factor esencial en el transporte de sedimentos. El depósito de esos restos es una herramienta utilizada por la geología para estudiar los fenómenos formativos sucedidos en la Tierra. Los ciclos del agua Con ciclo del agua —conocido científicamente como el ciclo hidrológico— se denomina al continuo intercambio de agua dentro de la hidrosfera, entre la atmósfera, el agua

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superficial y subterránea y los organismos vivos. El agua cambia constantemente su posición de una a otra parte del ciclo de agua, implicando básicamente los siguientes procesos físicos:

• evaporación de los océanos y otras masas de agua y transpiración de los seres vivos (animales y plantas) hacia la atmósfera,

• precipitación, originada por la condensación de vapor de agua, y que puede adaptar múltiples formas,

• escorrentía, o movimiento de las aguas superficiales hacia los océanos. La energía del sol calienta la tierra, generando corrientes de aire que hacen que el agua se evapore, ascienda por el aire y se condense en altas altitudes, para luego caer en forma de lluvia. La mayor parte del vapor de agua que se desprende de los océanos vuelve a los mismos, pero el viento desplaza masas de vapor hacia la tierra firme, en la misma proporción en que el agua se precipita de nuevo desde la tierra hacia los mares (unos 45.000 km³ anuales). Ya en tierra firme, la evaporación de cuerpos acuáticos y la transpiración de seres vivos contribuye a incrementar el total de vapor de agua. Las precipitaciones sobre tierra firme pueden volver a la superficie en forma de líquido —como lluvia—, sólido —nieve o granizo—, o de gas, formando nieblas o brumas.

EL CLIMA

Se denomina clima al conjunto de situaciones que determinan el estado medio atmosférico en una determinada zona, y durante un período de tiempo preestablecido. La altura sobre el nivel del mar, la latitud, las lluvias y corrientes marinas son algunos de los factores que inciden en el clima de una región durante un lapso aproximado de 30 años. Por otra parte, es necesario diferenciar clima de tiempo atmosférico. El clima se deduce luego de largos períodos de observación, el tiempo atmosférico es pasajero y está determinado por la conjunción temporal de algunos factores que posee el clima. Por ejemplo, en las Sierras Pampeanas de la República Argentina, el clima es árido con lluvias insuficientes, pero, ocasionalmente, y por la combinación ocasional de ciertos factores climáticos, se pueden registrar intensas precipitaciones que no son usuales en esa región. Muchas veces, debido a la estabilidad, el clima de una región puede estudiarse a través de sus características permanentes, por lo que el pronóstico del tiempo puede darse a conocer con una antelación de dos o tres días. De este estudio se encarga la meteorología, ciencia que se ocupa de conocer los fenómenos climáticos. Para definir las características del clima se deben tener en cuenta elementos tales como: la temperatura, la presión atmosférica, los vientos y las precipitaciones. Influencia del agua en el clima El agua forma parte de los elementos que determinan el clima. La circulación del agua en una zona, es decir el ciclo del agua, influye en el clima. Los grandes océanos y mares regulan el clima del planeta ya que el ciclo del agua, se realiza en gran escala. Así también las grandes masas de agua continentales como los lagos, lagunas y ríos. Retienen el calor convirtiéndola en un área abrigada y habitable.

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PROBLEMAS AMBIENTALES

Existen muchos problemas ambientales y como es fundamental que los conozcamos, sepamos qué está pasando, por qué pasa lo que pasa, que hay de malo en ellos y, lo más importante de todo, que podemos hacer para ayudar a proteger a nuestro ambiente. Estos son tan sólo algunos:

El calentamiento global

Es el fenómeno del aumento en la temperatura de la atmósfera terrestre y de los océanos en las últimas décadas. Los contaminantes del aire se acumulan en la atmósfera formando una capa cada vez más gruesa, atrapando el calor del sol y causando el calentamiento del planeta provocando el deshielo de los glaciares y los grandes nevados a nivel mundial. Los principales agentes contaminantes son el dióxido de carbono generados por las plantas de generación de energía a base de carbón y los automóviles. Los países que más contaminan son: Estados Unidos. China, India y Japón.

El efecto invernadero

La atmósfera de la Tierra está compuesta de muchos gases. Los gases que están en menor proporción son el dióxido de carbono, el vapor de agua y el ozono vitales para nuestra supervivencia ya que son los que atrapan el calor. Cuando la luz solar llega a la Tierra, un poco de esta energía se refleja en las nubes; el resto atraviesa la atmósfera y llega al suelo. Gracias a esta energía, por ejemplo, las plantas pueden crecer y desarrollarse.

En cuanto al efecto invernadero, se está produciendo un incremento espectacular del contenido de anhídrido carbónico en la atmósfera a causa de la quema indiscriminada de combustibles fósiles, como el carbón y la gasolina, y de la destrucción de los grandes bosques. La consecuencia del aumento de este gas invernadero es el aumento de la temperatura media de la superficie de la Tierra.

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Lluvia ácida La lluvia ácida es producida fundamentalmente por la emisión de óxidos de nitrógeno (NOx) y anhídrido sulfuroso (SO2). Estos gases y los compuestos ácidos formados a partir de los mismos pasan del aire a las nubes mediante la solubilización en el agua de las gotas que forman las nubes. Luego, mediante varios mecanismos como son las lluvias, las nevadas, las nieblas y las deposiciones secas, se produce la acidificación de aguas y suelos. El agua de lluvia limpia se puede considerar naturalmente ácida, dado que tiene un pH aproximado de 5,6. Esto es debido al dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera que es absorbido por las gotas de agua de las nubes formando una solución débilmente ácida de ácido carbónico.

La acidificación y sus causas La contaminación atmosférica afecta el medio ambiente directa e indirectamente. Es así que cuando en la atmósfera se presentan altas concentraciones de óxidos nitrógeno o dióxido de azufre, los mismos afectan directamente tanto a los seres vivos como también a otro tipo de materiales. Puede suceder que los contaminantes antes mencionados reaccionen formando ácidos sulfúrico y nítrico, los cuales son arrastrados por los vientos antes de descender en lluvias y nevadas. Así es entonces que las aguas y los suelos se vuelven ácidos a grandes distancias de las fuentes de emisión de los contaminantes.

Efecto de la acidificación sobre el medio ambiente La acidificación de las aguas de los lagos está directamente relacionada con la acidificación de los suelos ya que el 90% de las aguas pasan previamente por los suelos y solo el 10% proviene directamente de lluvias y nieve. Las aguas de los lagos con problemas de acidificación son claras y de poca turbidez ya que las sustancias que constituyen el plancton precipitan sedimentando en el fondo. La desaparición de peces es debida a una combinación de la disminución del pH de las aguas y el envenenamiento provocado por el aluminio libre cuya concentración aumenta en medio ácido. Otro efecto, aunque secundario, muy importante, es el crecimiento de las colonias de insectos debido a la desaparición de las especies de peces que se alimentan precisamente de esos insectos. 0 sea que es un efecto biológico indirecto que pone de manifiesto algo contrario a lo que primariamente se creía de que en lagos de aguas acidificadas no existe ninguna especie viviente.

Acidificación de suelos Varios procesos de acidificación tienen lugar en forma natural en los suelos. Uno de los más importantes es la absorción de nutrientes por las plantas a través de los iones positivos. A su vez las plantas compensan lo anterior liberando iones hidrógeno positivos. Por lo tanto el crecimiento de las plantaciones es de por sí acidificante mientras que la muerte de la misma provoca el efecto contrario. Es decir que en un ecosistema donde el crecimiento y el envejecimiento son aproximadamente iguales no se produce una acidificación neta. Pero si el ciclo se rompe por cosechas, la acidificación dominará.

A su vez esa acidificación externa provoca los siguientes efectos biológicos: • Disminución de los valores de pH • Incremento en los niveles de aluminio libre y otros metales tóxicos en las aguas

que están en contacto con dichos suelos. • Pérdida de los nutrientes de las plantas como el potasio, calcio y magnesio

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Efectos sobre la fauna y la flora Con respecto a las plantas, las especies que se ven más afectadas son los líquenes y los musgos que toman directamente el agua a través de sus hojas. Además estas especies son indicadores directos de la contaminación atmosférica como es el caso de los líquenes respecto a las emisiones de SO2. También en el caso de los pájaros pequeños que viven cerca de aguas acidificadas se ve afectada su reproducción. Los huevos de varias especies de pájaros aparecen con paredes muy delgadas debido al aluminio ingerido a través de los insectos de los cuales se alimentan. Dichos insectos precisamente se desarrollan en aguas acidificadas. Los animales herbívoros se ven afectados ya que al acidificarse los suelos, las plantas que aquellos ingieren, acumulan una mayor cantidad de metales pesados (aluminio, cadmio, etc.). Resumiendo lo anterior, se puede afirmar que la fauna también se verá afectada por los cambios en la composición y estructura de la vegetación. Si, por ejemplo, los bosques son dañados, se producirán grandes cambios en las especies animales que integran el ecosistema forestal. Luego de esta etapa la acción neutralizante del suelo decae aún más y el efecto buffer de las aguas subterráneas comienza a disminuir. Se nota es esta etapa un aumento en el poder corrosivo sobre metales y concreto. Por último, la capacidad neutralizante del suelo desaparece y los valores de pH descienden con un aumento en las concentraciones de metales en las aguas de los pozos, tornándose aún más corrosivos.

Efectos sobre la salud humana No está del todo claro que las aguas subterráneas ácidas sean por sí mismas nocivas para la salud. Pero sí se conoce el efecto negativo de los metales como el aluminio y el cadmio que se liberan en la tercera etapa a pH inferiores a 5. Aunque se ha encontrado en algunos casos altos niveles de plomo, zinc y cadmio aun a pH superiores (entre 5,2 y 6,4).

Con respecto a los metales tenemos: • Cadmio: Es el más móvil de los metales pesados comunes y debido a las altas

concentraciones presentes en los países industrializados, es necesario alertar sobre su presencia. El cadmio se acumula en la corteza renal causando graves lesiones. Las principales fuentes son los fertilizantes y las debidas a la acidificación de las aguas subterráneas.

• Cobre: Debido a que es el metal con el cual se construyen la mayoría de las cañerías, cuando las aguas se tornan corrosivas dicho elemento es disuelto. Uno de los efectos más comunes sobra la salud es la diarrea infantil.

• Aluminio: Es el más común en la corteza terrestre y si bien está unido a los minerales que constituyen la misma, la acidificación lo torna altamente soluble. El aluminio penetra en la corriente sanguínea en forma directa pasando las barreras de protección normales del ser humano y provocando graves daños al cerebro y al sistema óseo. Si la concentración es muy elevada puede causar demencia senil y muerte. • Plomo: También se libera por acidificación de las aguas y en los países donde

este elemento es utilizado para la construcción de las cañerías de agua la situación se puede tornar bastante peligrosa. Dicho elemento provoca daños

considerables a nivel cerebral, sobre todo en los niños.

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Escasez mundial de agua El agua es un recurso vital para todos los seres vivos. La acción humana esta generando serios problemas ya que estamos provocando su contaminación agregando sustancias químicas y desechos sólidos, poco a poco estamos alterando el ciclo del agua , haciendo que la evaporación disminuya, la calidad del agua de lluvia sea cada vez más ácida poniendo así en peligro la existencia de vida. Por otra parte las fuentes, los manantiales y las cuencas de agua están en vía de extinción, los grandes nevados y glaciares están desapareciendo, hay cambios de clima y de suelo, inundaciones, sequías y desertificación todos estos fenómenos están influyendo en la escasez del agua a nivel mundial de seguir así las grandes potencias no pelearan por los combustibles sino por agua. Gracias a Dios todavía estamos a tiempo de cambiar esta oscura realidad ya que el agua es una fuente renovable, en nuestras manos esta hacer algo.

La contaminación ambiental: la basura La contaminación es la alteración de las condiciones naturales del Ambiente por la acción de elementos extraños a él. Una fábrica vuelca sus desechos a un lago. Al poco tiempo, el lago se contamina porque las sustancias tóxicas alteran su composición y la deteriora. Muchos cursos de agua, los suelos y el aire que respiramos están contaminados y el único responsable es el ser humano. ¿Qué es la basura? Todos los desechos, hogareños, industriales y comerciales, se consideran basura. La basura no puede ni debe ser depositada en cualquier sitio por que atrae moscas y otros insectos, y contamina el ambiente por ello debemos saber qué:

• Algunas veces la basura puede ser útil, con ella se rellenan terrenos, pero para que esto sea posible, debe ser sometida previamente a un tratamiento especial.

• Con algunos tipos de desechos, desechos orgánicos como la borra de café, cáscaras de frutas y restos de hortalizas se pueden elaborar abonos caseros para las plantas.

• Un metro cúbico de basura domiciliaria genera 2.500.000 moscas por semana. Además proliferan roedores, que luego transmiten enfermedades: rabia, paludismo, tifoidea, infección de piel intestinales

• Entre un 10 y un 20% de dinero que pagamos por nuestra compra lo gastamos en pagar el envase que irá directamente a la basura.

• Una lata de aluminio se descompone entre 80 y 100 años, una botella de plástico tarda en descomponerse 200 a 400 años.

• El reciclaje de metales permite economizar energía. • El reciclaje de papel y cartón permite conservar los bosques. • Una tonelada de pasta para la fabricación del papel se logra con la madera de14

árboles que tardan 20 años en crecer. • Contaminan el suelo y aguas subterráneas.