Producto Integrador de Aprendizaje-Química

Universidad Autónoma de Nuevo León
Preparatoria #7
Unidad San Nicolás I
Química II
Producto Integrador de Aprendizaje
Etapa 1-2-3-4
Docente: Delia González Almanza
Alumna: Fátima Sarahí Villarreal Rivera
Grupo: 214 N.L:47
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Indice
Etapa 1
o Reacciones químicas y el calentamiento global. .................... 2
o Ciclo del carbono. .................................................................. 3
o Representación simbólica (ecuaciones químicas) de las
principales reacciones químicas llevadas a cabo en el ciclo
del carbono............................................................................. 4
o ¿Cómo se ha incrementado la concentración de CO 2 en la
atmosfera? ............................................................................. 5
o ¿Cuáles son los efectos del incremento de CO 2 ? ................ 5
o Reacciones Químicas que Intervienen en el Calentamiento
Global ..................................................................................... 7
o Propuesta sobre las acciones a tomar a cerca del problema
del calentamiento global ........................................................ 8
Etapa 2
o Cuidado y calidad del agua ................................................. 10
Etapa 3
o Causas y efectos de la lluvia acida. .................................... 10
o Alternativas de solución para la lluvia ácida ......................... 1
Etapa 4
o Átomo del Carbono ............................................................... 3
o Tipos de fórmulas de los compuestos orgánicos .................. 4
o Isómeros ................................................................................. 5
o Fuentes de Hidrocarburos .................................................... 6
o Nomenclatura ........................................................................ 7
o Alcanos/ Alquenos/ Alquinos ................................................ 7
o Conclusión .............................................................................. 8
o Bibliografías............................................................................ 9
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Introducción
REACCIONES QUÍMICAS Y EL CALENTAMIENTO GLOBAL
El Co2 ha evolucionado con el transcurso del tiempo
generando diferentes contaminantes que ha hecho que los
gases de efecto invernadero se produzcan más
quedándose dentro de la atmosfera creando el
calentamiento global y por consiguiente esto genera el
cambio climático en si las reacciones químicas del
ambiente natural. Llevamos a cabo la información
correspondiente para ser claras y especificas respecto al
tema. Teniendo en cuenta que es algo que vivimos
diariamente y no tenemos el conocimiento debido, es por
eso, que la investigación e información debe ser algo
implantado.
.
2

CICLO DEL CARBONO
El carbono de la atmósfera, en forma de CO 2 es fijado por organismos
fotosintéticos, como bacterias, algas cianofíceas, algas eucariotas y plantas. El
CO 2 se transforma en glucosa. Esta glucosa puede convertirse en una
molécula compleja (almidón, celulosa...), o bien, puede volver a la atmósfera
mediante la respiración celular, transformando la glucosa, de nuevo, en CO 2 . El
organismo fotosintético puede ser ingerido por otro organismo, pasando a
formar parte de la cadena trófica. Sobre la materia muerta y los desechos
orgánicos actuarán los organismos descomponedores, que transformarán la
materia orgánica en CO 2 que retornará a la atmósfera.
En condiciones de anaerobiosis, un grupo de bacterias llamadas, bacterias
metanógenas, fijan el CO 2 formando CH 4 . Esta molécula puede oxidarse otra
vez a CO 2 , completando el ciclo.
El ciclo del carbono es esencial para la vida en la tierra. Las plantas y el
fitoplancton toman el carbono de la atmósfera y lo fijan mediante la fotosíntesis.
De unas y otro pasa a los herbívoros y después, a los carnívoros, para ser
liberado durante la descomposición de éstos. La materia orgánica fosilizada se
convierte en combustible, que, al ser quemado, desprende dióxido de carbono;
la respiración de los animales desprende también dióxido de carbono, que
vuelve así a la atmósfera.
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Representación simbólica (ecuaciones químicas) de las principales
reacciones químicas llevadas a cabo en el ciclo del carbono.
El CO2 es un gas importante en el efecto de invernadero. La cantidad de CO2
en la atmósfera es controlado por el ciclo de carbono. El primer componente
del ciclo del carbono es la fotosíntesis y respiración de las plantas:
CO2 + H2O + energía « CH2O (carbohidrato) + O2
Durante el día, las plantas usan la energía del Sol para convertir el CO 2 de la
atmósfera más agua en carbohidrato y oxígeno. Este proceso es la fotosíntesis.
Durante la noche, hacen lo opuesto, se llama respiración. Usan el carbohidrato
más el oxígeno para producir energía cuando no hay sol. Esto es lo que los
humanos y animales hacen todo el tiempo
El segundo componente es los procesos rápidos en el océano. La química de
la capa superficial del océano está bien mezclada con la atmósfera. Entonces
el CO 2 es consumido y liberado constantemente por el océano. Más o menos
hay un equilibrio entre la cantidad consumida y la liberada. Pero hay dos
procesos que almacenan CO 2 en el océano. El primer proceso es químico, el
CO 2 se combina con un ion de carbonato para forma bicarbonato: CO 2 + CO 3
2- (carbonato) + H2O « 2HCO3 - (bicarbonato)
Por la tierra, cuando el CO2 reacciona con el agua en el suelo, forma el ácido
carbónico: CO 2 + H 2 O « H2CO3 (ácido carbónico) El ácido carbónico es muy
efectivo para meteorizar las rocas, dicho de otra manera, es efectivo para
destruir químicamente la roca
El ácido carbónico meteoriza los silicatos a calcio, magnesio y dos iones de
bicarbonato: (Ca, Mg) SiO 3 (roca silicato) + 2CO 2 + 3H2O ® (Ca, Mg)2+ +
2HCO 3 - (bicarbonato)+ Si (OH) 4 Los iones liberados de calcio, magnesio, y
bicarbonato son llevados por los ríos al océano. En el océano, los organismos
utilizan los iones para formar cochas de carbonato cálcico. Esta reacción
predominantemente es realizado por organismos, pero, también puede ocurrir
inorgánicamente: Ca 2 + + 2HCO 3 - ® CaCO 3 (carbonato cálcico) + CO 2 + H2O
Cuando los organismos mueren, las conchas caen al fondo, donde forman una
roca compuesta de carbonato de calcio, llamada caliza, y si hay una cantidad
de magnesio se llama dolomita. Entonces si empezamos el proceso con dos
moléculas de CO 2 de la atmósfera, más la erosión van a dar lugar a dos
bicarbonatos que formar una concha carbonatada y libera solo una molécula de
CO 2 a la atmósfera. Entonces este proceso, de meteorización y sedimentación,
quita una molécula de CO 2 de la atmósfera. El fondo del mar se expande, y
después de millones de años queda sometido a subducción bajo de la corteza
terrestre.
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¿Cómo se ha incrementado la concentración de CO 2 en la atmosfera?
La concentración de Co2 se ha incrementado debido a factores ambientales
que dependen de nosotros, es decir depende de todo lo que producimos y
consumimos, desde la basura que tiramos hasta la energía que gastan las
enormes fábricas, ¿Por qué?, debido a que estos producen gases, estos en su
mayoría son de CO2 y estos aumentan a lo que es el "Efecto Invernadero" y
con este efecto la capa de ozono se abre y da entrada a los rayos ultravioletas,
trayendo consigo problemas como aumento de temperatura, problemas de la
piel, deshielo de los polos, desforestación, entre otros.
"El aumento de la concentración del CO2 en la atmósfera es una de las
consecuencias del cambio global. Esto provoca efectos sobre los seres vivos y
altera el funcionamiento de los ecosistemas", incide Peñuelas. Los
investigadores ponen de manifiesto que este fenómeno provoca cambios muy
importantes. "Esperamos que este artículo potencie el debate y la investigación
en los efectos del aumento del CO2 sobre los seres vivos", añade el
investigador catalán.
¿Cuáles son los efectos del incremento de CO 2 ?
El dióxido de carbono es esencial para la supervivencia de plantas y animales.
No obstante, demasiada cantidad puede provocar el fin de la vida en la Tierra.
No solo las plantas y animales necesitan ingerir dióxido de carbono, pero
también dependen de él para mantener el calor, ya que es un componente
esencial en la atmósfera terrestre.
Sequías, el derretimiento acelerado de los polos glaciares, tormentas,
tsunamis, tornados, incendios, etc… es la prueba fiel de lo que puede ocurrir en
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nuestro planeta si seguimos elevando su temperatura. De acuerdo con reportes
de la ONU, 3800desastresnaturales sucedieron en los últimos 10 años y
costaron la vida de más de 780 000 personas.
La emisión de gases a la atmósfera genera un daño irreversible a la capa de
ozono y contribuye de manera importante en la elevación de la temperatura del
planeta, situación que ha comenzado a cobrar una especial importancia
tratándose del calentamiento global y las consecuencias funestas que ya se
prevén.
y como sabrás las plantas absorber una parte del CO 2 que hay en el planeta
pero como cada vez hay menos vegetación pues es notable el incremento de
este gas y por lo tanto hay un mayor calentamiento y esto genera además de
los problemas mencionados anteriormente el desgaste de esta capa tan
importante que nos protege de los rayos solares(ultravioleta) además el cambio
climático y la destrucción de la capa de ozono son problemas ambientales muy
graves que alteran la estabilidad de los ecosistemas y afectan a la estructura
social humana.
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Reacciones Químicas que Intervienen en el Calentamiento Global
El calentamiento global es un término utilizado para referirse al fenómeno del
aumento de la temperatura media global, de la atmósfera terrestre y de
los océanos, que posiblemente alcanzó el nivel de calentamiento de la época
medieval a mediados del siglo XX, para excederlo a partir de entonces.
El calentamiento global está asociado a un cambio climático que puede
tener causa antropogénica o no. El principal efecto que causa el calentamiento
global es el efecto invernadero, fenómeno que se refiere a la absorción por
ciertos gases atmosféricos—principalmente H 2 O, seguido por CO 2 y O 3 —de
parte de la energía que el suelo emite, como consecuencia de haber sido
calentado por la radiación solar. El efecto invernadero natural que estabiliza el
clima de la Tierra no es cuestión que se incluya en el debate sobre el
calentamiento global. Sin este efecto invernadero natural las temperaturas
caerían aproximadamente en unos 30 °C ; con tal cambio, los océanos podrían
congelarse y la vida, tal como la conocemos, sería imposible. Para que este
efecto se produzca, son necesarios estos gases de efecto invernadero, pero en
proporciones adecuadas. Lo que preocupa a los climatólogos es que una
elevación de esa proporción producirá un aumento de la temperatura debido
al calor atrapado en la baja atmósfera.
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Propuesta sobre las acciones a tomar a cerca del problema del
calentamiento global
Se han propuesto varias medidas con el fin de mitigar el cambio
climático, adaptarse a él o utilizar geoingeniería para combatir sus efectos. El
mayor acuerdo internacional respectivo al calentamiento global ha sido
el Protocolo de Kyoto, el cual tiene como objetivo la estabilización de la
concentración de gases de efecto invernadero para evitar una “interferencia
antropogénica peligrosa con el sistema climático". Fue adoptado
durante Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio
Climático y promueve una reducción de emisiones contaminantes,
principalmente CO 2 . Hasta noviembre de 2009, 187 estados han ratificado el
protocolo. EE. UU., mayor emisor de gases de invernadero mundial, no ha
ratificado el protocolo.
Muchos ciudadanos y gobiernos están trabajando intensamente para reducir
los gases de efecto invernadero, y todo el mundo puede contribuir.
Los investigadores Stephen Pacala y Robert Socolow, de la Universidad de
Princeton, sugieren un enfoque al que denominan “sectores de estabilización”,
que supone la reducción de las emisiones de GEI por parte de una cierta
cantidad de fuentes mediante las tecnologías que surjan durante las próximas
décadas, en lugar de depender de que esta reducción provenga de un sólo
sector. Proponen 7 sectores que podrían rebajar su nivel de emisiones, y que,
conjuntamente, podrían mantener este nivel tal y como está en la actualidad
durante los próximos 50 años, lo que nos colocaría camino de estabilizarnos en
unas 500 ppm.
Existen muchos sectores posibles, entre los que se incluyen mejoras en la
eficiencia energética y en economía de combustible (de forma que se tenga
que producir menos energía), y aumentos en energía solar y eólica, en el
hidrógeno producido mediante fuentes renovables, en biocombustibles
(obtenidos de los cultivos), en gas natural y en energía nuclear. También existe
la posibilidad de recoger el dióxido de carbono que emiten los combustibles
fósiles y almacenarlo bajo tierra, proceso denominado “secuestro de carbono”.
Además de reducir los gases que enviamos a la atmósfera, podemos también
aumentar la cantidad de gases que quitamos de la atmósfera. Las plantas y los
árboles absorben CO2 a medida que crecen, con lo que “secuestran” carbono
de forma natural. Un aumento de áreas boscosas y la aplicación de ciertos
cambios en la agricultura podrían incrementar la cantidad de carbono que
almacenamos.
Algunas de estas tecnologías presentan inconvenientes, y las diferentes
comunidades tomarán medidas diferentes sobre cómo obtener la energía, pero
la Buena noticia es que existe una gran variedad de opciones para que nos
dirijamos a la consecución de un clima establ
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ETAPA 2
CUIDADO Y CALIDAD DEL AGUA
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ETAPA 3
CAUSAS Y EFECTOS DE LA LLUVIA ACIDA
Ocurre como consecuencia del arrastre de
diversas sustancias, componentes naturales
del aire, partículas sólidas, y debido
principalmente a la disolución del dióxido de
carbono en el
agua de lluvia
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ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN PARA LA LLUVIA ACIDA.
Reducir lo más que se pueda el uso del azufre en
combustibles.
Hacer una regla de emisión de óxidos de azufre y de
nitrato para establecer un límite, que todas las
empresas tengan que cumplir.
Impulsar el uso del gas natural en diversas industrias
Ampliación del sistema de transporte eléctrico
Tener los vehículos siempre bien sincronizados
No poner sustancias químicas en los cultivos
Hacer un balance alcalino en lagos y ríos para
balancear el pH
Hay que reducir las emisiones. La quema de
combustibles fósiles sigue siendo una de las formas
más baratas para producir electricidad, por lo tanto
hay que generar nuevos desarrollos utilizando
energías alternativas no contaminantes.
Los gobiernos tienen que gastar más
dinero en investigación y desarrollar proyectos que
tengan el objetivo de reducir la contaminación
ambiental.
Hay que seguir avanzando en la producción
de convertidores catalíticos para automóviles que
eliminen sustancias químicas peligrosas en los gases
de escape.
Se deben buscar fuentes alternativas de energía: Es
necesario que los gobiernos investiguen diferentes
formas de producir energía utilizando energías
renovables.
Se debe mejorar el transporte público para alentar a la
gente a utilizar este tipo de servicio en lugar de utilizar
sus propios automóviles.
Hay que ahorrar energía. Existen muchas cosas que
podemos hacer día a día para ayudar a preservar
el medio ambiente, y tener una convivencia más
armoniosa con la naturaleza.
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Opinión
En lo personal, creemos que este
fenómeno sucede por nuestra causa,
debido a la contaminación excesiva
que provocamos día con día. mas y no
solo nosotros que nada las fábricas
que desechan sus desperdicios
químicos al medio ambiente
perjudicando la naturaleza, y como
resultado se da la lluvia acida
Bibliografías
https://www3.epa.gov/acidrain/education/site_st
udents_spanish/games.html
http://bloglluviacida.blogspot.mx/2012/10/queesla-lluvia-acida-y-cuales-son-sus.html
http://www.ehu.eus/cdsea/web/index.php?optio
n=com_content&view=article&id=117&itemid=2
36&lang=es.
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ETAPA 4
ATOMO DEL CARBONO
Al átomo de carbono constituye el elemento
esencial de toda la química orgánica, y
dado que las propiedades químicas de
elementos y compuestos son consecuencia
de las características electrónicas de sus átomos y de sus moléculas.
Se trata del elemento de número atómico z = 6. Por tal motivo su configuración
electrónica en el estado fundamental 1s2 2s2 2p2. La existencia de cuatro
electrones en la última capa sugiere la posibilidad bien de ganar otros cuatro
convirtiéndose en el ion c4-, bien de perderlos pasando a ion c4+ de
configuración. En realidad una pérdida o ganancia de un número tan elevado
de electrones indica una dosis de energía elevada, y el átomo de carbono opta
por compartir sus cuatro electrones externos con otros átomos mediante
enlaces covalentes. Esa cuádruple posibilidad de enlace que presenta el átomo
de carbono se denomina tetravalencia.
El átomo de carbono, con configuración electrónica
1s22s22p2 en el estado fundamental, se convierte, por
efecto de la excitación, en 1s22s12p1x2p1y2p1z con
cuatro electrones desapareados, cuyos orbitales
respectivos se hibridan para dar lugar a otros tantos
orbitales equivalentes sp3cuyos lóbulos se orientan
tetraédricamente. Los lóbulos principales de los
orbitales que resultan de la hibridación se denominan,
con frecuencia, nubes activas porque son ellas las que
participan en la formación del enlace.
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TIPOS DE FORMULAS DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS
HIDROCARBUROS
Los alcanos, o
hidrocarburos saturados,
son compuestos que sólo
contienen carbono e
hidrógeno. Estos
compuestos pueden ser
lineales, como el heptano,
o ramificados, como el 3-
metilhexano, un isómero
del heptano.
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ISÓMEROS
Isomería de cadena o esqueleto: Los
isómeros de este tipo tienen
componentes de la cadena
acomodados en diferentes lugares, es
decir las cadenas carbonadas son
diferentes, presentan distinto
esqueleto o estructura.
La isomería es una propiedad de aquellos
compuestos químicos que, con igual
fórmula molecular (fórmula química no
desarrollada) de iguales proporciones
relativas de los átomos que conforman su
molécula, presentan estructuras químicas
distintas, y por ende, diferentes
propiedades.
Un ejemplo es el pentano, del cual,
existen muchos isómeros, pero los
más conocidos son el isopentano y el
neopentano
Isómeros Estructurales o Constitucionales:
poseen la misma fórmula molecular pero
diferente estructura de enlaces
Isómeros de Posición: difieren en la
posición del grupo funcional sobre la
cadena o esqueleto carbonado.
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PRINCIPALES FUENTES DE HIDROCARBUROS
GAS NATURAL
Se formó hace millones de años,
cuando plantas y pequeños
animales marinos fueron enterrados
por arena y piedra. Capas de lodo,
arena, piedra, plantas y materia
animal
continuaron acumulándose hasta
que la presión y el calor de la tierra
los convirtió en petróleo y gas
natural. El gas natural
consiste principalmente de metano
(80%) y proporciones
significativas de etano, propano y butano. habrá siempre alguna cantidad de
condensado y/o aceite asociado con el gas.
Petróleo
Es un líquido oleoso bituminoso de origen natural compuesto por diferentes
sustancias orgánicas. Se encuentra en grandes cantidades bajo la superficie
terrestre y se emplea como combustible y materia prima para la
industria química. El petróleo
y sus derivados se emplean
para fabricar medicinas,
fertilizantes,
productos alimenticios,
objetos de plástico,
materiales de construcción,
pinturas o textiles y para
generar electricidad.
Gasolina
La gasolina automotriz es una mezcla de cadenas
de hidrocarburos de cinco a nueve átomos de
carbono, de relativa volatilidad, con o sin pequeñas
cantidades de aditivos, los cuales están mezclados
para formar un combustible conveniente para uso en
motores automotrices de combustión interna.
Definición e importancia del índice de octanaje
El octanaje en la gasolina es la medida de su calidad
antidetonante, es decir, su habilidad para quemarse
sin causar detonación en los motores de los
automóviles. Existen tres métodos para medir esta propiedad: Número
de Octano en Motor (MON), Número de Octano Investigado (RON) y Número
de Octano en Marcha.
6

NOMENCLATURA
Alcanos: son compuestos cuyas
moléculas están formadas por enlaces
simples entre hidrógeno y carbono, por
esta razón también reciben el nombre
de hidrocarburos. Dependiendo de la
forma de su molécula son divididos en
ramificados, cíclicos y poli cíclicos.
Metano (CH4)
Gas LP o Gas Licuado de petróleo,
es una mezcla de gas propano
(C3H8) y butano (C4H10)
Gas Natural que es una mezcla
principalmente de Metano
(CH4) con Etano (C2H6) y
Propano (C3H8)
Gasolina que es una mezcla de
octanos (C8H18) Diesel (C14H30)
Combustóleo (C7H16)
Etano (C2H6) Propano (C3H8)
Pentano (C5H12)
Decano (C10H22)
ALCANOS
La fórmula molecular de
los alcanos lineales es
CnH2n+2, siendo n el
número de carbonos. En
el caso de los alcanos
cíclicos la fórmula
molecular es CnH2n
Los cuatro primeros nombres de la serie homóloga de los
alcanos usan prefijos poco comunes; met-, et-, prop-, y
but- . El resto se nombran mediante los prefijos
numerales . latinos (penta-, hexa-, hepta-,...) que indican el
número de átomos de carbono. Para denotar que se trata
de alcanos se usa el sufijo -ano.
* Observa que se llama serie homóloga porque cada
compuesto se diferencia del anterior en que tiene un
grupo -CH2- más
Cuando uno de estos compuestos pierde un
átomo de hidrógeno da lugar a un radical, especie
reactiva que se une a otras cadenas carbonadas
formando una ramificación. Lo nombramos
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sustituyendo la el sufijo -ano por el sufijo -ilo (o -il).
ALQUENOS
Son hidrocarburos que tienen al menos un enlace
doble entre dos átomos de carbono. Los nombramos
como hemos visto con los alcanos pero usando el
sufijo -eno. Fíjate en los ejemplos siguientes:
ALQUINOS
Son hidrocarburos en los que existe al menos un triple
enlace entre dos átomos de carbono. Es importante señalar que tanto los dobles
como los triples enlaces se denominan
instauraciones pero no tienen la misma
preferencia. Los dobles enlaces siempre
tienen preferencia sobre los triples y eso
quiere decir que un alquino no puede
contener dobles enlaces porque de lo
contrario sería un alqueno. Los
nombraremos del mismo modo que hemos
visto para los hidrocarburos anteriores pero
usando el sufijo -ino.
OPINIÓN
El petróleo como fuente de hidrocarburos, tiene una gran importancia, no solo
como fuente de combustibles y lubricantes, también como materia prima para la
industria química. En la actualidad el crecimiento de la industria petroquímica, ha
superado las expectativas en torno a su desarrollo. Pero así como nos ayuda a
tener diversos materiales, nos puede perjudicar en diversas maneras ya que sus
componentes químicos son dañinos y nos afecta tanto en el medio ambiente
como en nuestro cuerpo. Sin embargo nuestro petróleo se está acabando e
industrias como Pemex se están privatizando, ya no son como antes gracias al
mal manejo del petróleo y no solo por eso si no también por la influencia de
economía de nuestro país
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BIBLIOGRAFÍAS
http://energiasolaraldia.com/wp-content/uploads/2015/01/007.jpg
https://mx.answers.yahoo.com/question/index?qid=20090501121816AADi670
http://suite101.net/article/aumento-de-co2-causa-desequilibrio-ambiental-y-cambioclimatico-a57018#.VsiWW4-cHIU
http://www.ldeo.columbia.edu/users/gregory/CicloCarbono.pd
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