92
Tema 1 Medio ambiente y teoría de sistemas 1 Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Tema1 Introducción al medio ambiente

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Tema1 Introducción al medio ambiente

Tema 1Medio ambiente y teoría de sistemas

1Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 2: Tema1 Introducción al medio ambiente

Definición de medio ambiente

Conferencia de la ONU para el Medio Ambiente humano.Estocolmo 1972.

2Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

“Conjunto de componentes físicos, químicos, biológicos ysociales capaces de causar efectos directos o indirectos, en unplazo corto o largo, sobre los seres vivos y las actividadeshumanas.”

Page 3: Tema1 Introducción al medio ambiente

Estudio del medio ambiente

Las Ciencias de la Tierra y medioambientales estudian lasinteracciones del planeta y de la biosfera, e intentan dar respuestaa los problemas de nuestro mundo y buscar soluciones.

Es una disciplina integradora, abierta y sintética, que aúna diversosconocimientos.

Intervienen disciplinas tan diferentes como: Ecología, Economía,Sociología, Derecho, Biología, Geología, Física, Química,Matemáticas, Ingeniería, Arquitectura, Medicina y Geografía.

3Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 4: Tema1 Introducción al medio ambiente

Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas 4

Enfoques del estudio del medio ambiente

Punto de vista económico:

El medio ambiente es una fuente de recursos naturales, un soporte de actividades productivas y un receptor de desechos y residuos.

Punto de vista administrativo operativo:

Sistema constituido por el hombre, la flora, la fauna, el suelo, el aire, el agua, el clima, el paisaje, los bienes materiales, el patrimonio cultural y las interacciones entre todos estos factores.

Punto de vista ecológico:

Suma de todos los factores físicos y biológicos que actúan sobre un individuo, una población o comunidad, es decir incluyen el entorno vital. (Al hablar de individuo no se refiere necesariamente a seres humanos).

Page 5: Tema1 Introducción al medio ambiente

5Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 6: Tema1 Introducción al medio ambiente

Teoría general de sistemas

Un sistema (del griego sistema = conjunto o reunión)

es un conjunto de elementos que se relacionan entre

sí para llevar a cabo una o varias funciones.

En un sistema nos interesa el comportamiento global.

Pueden considerarse sistemas un ordenador, un

automóvil, un ser vivo, etc.

6Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 7: Tema1 Introducción al medio ambiente

Los sistemas presentan las siguientes características:

1. Están formados por elementos.

2. Cada elemento tiene una función específica en el sistema y se relaciona

con los demás elementos.

3. Los elementos interaccionan para desempeñar una o varias funciones,

superiores a la suma de las partes, que reciben el nombre de

propiedades emergentes. (Sinergia)

4. Los sistemas no están aislados, hasta ellos llegan energía y materia

necesarias para su funcionamiento. Además reciben información del

exterior del sistema que desencadena su actividad.

5. Los sistemas también producen materia y emiten energía e información,

como resultado de la función que desempeñan.

7Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 8: Tema1 Introducción al medio ambiente

Esta forma de análisis mediante sistemas permite estudiar

fenómenos de distinta complejidad desde el funcionamiento de una

célula hasta el planeta Tierra

8Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Los sistemas más complejos están

constituidos a su vez por

subsistemas, y estos, a su vez, por

componentes más sencillos

Page 9: Tema1 Introducción al medio ambiente

Energía almacenada

Los límites del sistema

Un sistema es una porción del

espacio y su contenido.

Todo sistema se encuentra

dentro de una superficie cerrada

que lo separa del resto del

Universo.

La superficie es el límite del

sistema y puede ser real, como

la membrana de una célula, o

ficticia, como el límite que se

establece en una charca o en un

encinar.

9Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Energía entrante

Energía saliente

Page 10: Tema1 Introducción al medio ambiente

Tipos de sistemasSegún los intercambios de materia y energía pueden diferenciarse tres

tipos de sistemas:

abiertos, cerrados y aislados.

10Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 11: Tema1 Introducción al medio ambiente

Sistemas abiertos:

Son aquellos que intercambian materia y energía con el exterior.

Todos los sistemas biológicos son sistemas abiertos, para

mantenerse vivo el sistema debe tomar energía y materia del

exterior, también debe liberar materia y energía (calor) que se

genera en los procesos químicos como la respiración.

11Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 12: Tema1 Introducción al medio ambiente

•Una planta es un sistema abierto que toma materia por medio de sus raíces

y energía lumínica del sol para hacer la fotosíntesis, de la planta sale

materia en forma de gases durante la respiración y la fotosíntesis y energía

calorífica durante la respiración.

•Una planta está constituida por células cuyas propiedades emergentes

consisten en cumplir las funciones vitales de nutrición, relación y

reproducción.

•Otros ejemplos de sistemas abiertos son: un bosque, una pecera, un río,

una ciudad, etc. Así en una ciudad entra energía y materia prima y sale

energía en forma de calor y materiales en forma de desechos y productos

manufacturados.

12Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 13: Tema1 Introducción al medio ambiente

Sistemas cerrados:

Son los que sólo intercambian energía con el

exterior, no intercambian materia, sino que la reciclan.

Es el caso de un ordenador que recibe energía

eléctrica y emite energía calorífica y lumínica, pero la

materia que lo compone es constante.

El Sistema Planeta Tierra es considerado como un

sistema que recibe continuamente energía procedente

del sol, energía electromagnética (luz, etc.) y que

emite al espacio energía en forma de calor (energía

infrarroja), pero apenas intercambia materia con el

exterior, si despreciamos la entrada de materiales

procedentes de los meteoritos dada su poca masa

relativa. (Si tenemos en cuenta esta masa que nos

llega del espacio será un sistema abierto)

13Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 14: Tema1 Introducción al medio ambiente

Sistemas aislados:

Son aquellos que no intercambian ni materia, ni energía con su

entorno. En realidad no existen este tipo de sistemas, por tanto, son

sistemas teóricos que se utilizan con el fin de simplificar cuando se

estudian sistemas de grandes dimensiones (macrosistemas) como por

ejemplo el Sistema Solar.

14Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 15: Tema1 Introducción al medio ambiente

La energía de los sistemas

Cualquier sistema tiene que cumplir los principios de la termodinámica.

Según la 1ª ley o principio de la conservación de la energía: la energía ni se crea ni sedestruye, solo se transforma. En cualquier sistema la energía que entra será igual a laenergía almacenada más la energía que sale.

15Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

SISTEMA

E entranteE saliente

E entrante = E almacenada + E saliente

Energía almacenada

Page 16: Tema1 Introducción al medio ambiente

Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas 16

La 2º ley dice que cualquier sistema tiende espontáneamente a un estado demáximo desorden.

La entropía es una medida del desorden de un sistema. En los sistemas vivos,la biosfera o el sistema Tierra que poseen un orden elevado la entropía esbaja y la energía está más concentrada.

Por el contrario, en sistemas desordenados la energía está muy dispersa y laentropía es elevada. Esta energía se disipa en forma de calor y no puedeutilizarse para realizar trabajo.

Page 17: Tema1 Introducción al medio ambiente

Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas 17

Los seres vivos mantienen su organización y su elevada complejidaddegradando azúcares en la respiración, con lo que expulsan al entornomateria oxidada ( con una alta entropía) y calor (energía). Son sistemasabiertos que rebajan su entropía y mantienen su organización ycomplejidad aumentando la del entorno.

Page 18: Tema1 Introducción al medio ambiente

Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas 18

Page 19: Tema1 Introducción al medio ambiente

El análisis de un sistema se puede abordar desde dos posibles enfoques:

Reduccionista o analítico.

Consisten dividir el objeto de estudio en sus componentes más simples y

observarlos y estudiarlos por separado. Es insuficiente para abordar los estudios

de las ciencias de la Tierra, aunque es útil para muchas disciplinas científicas.

Holístico o sintético.

Estudia el todo o la globalidad y las relaciones entre sus partes sin detenerse en

los detalles. Pone de manifiesto las propiedades emergentes de los sistemas,

resultantes del comportamiento global y de las relaciones de los componentes.

Ej: Las piezas de un reloj por separado no tienen la propiedad de dar la hora; sin

embargo, el reloj montado como un todo, sí.

Reduccionismo y holismo

19Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 20: Tema1 Introducción al medio ambiente

Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas 20

Reduccionismo

Trata de descomponer y analizar las partes de un todo, buscando

«lo más pequeño».

(Método analítico)

Holismo

Consiste en analizar la totalidad, la globalidad de un

sistema.

(Método sintético)

Ambos enfoques son complementarios y deben apoyarse mutuamente para obtener la imagen más ajustada a la realidad.

Page 21: Tema1 Introducción al medio ambiente

La representación de los sistemas. Los modelos

Estas representaciones se hacen mediante dibujos, esquemas o

expresiones matemáticas.

Hay diversos tipos de modelos en uso y difieren entre ellos según el propósito quese persiga. La diversidad va desde el más básico modelo físico como ser unaestatua o maqueta, hasta modelos muy complicados que sólo pueden utilizarseempleando herramientas informáticas muy poderosas.

21Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Los sistemas suelen representarse mediante modelos.

Un modelo es una representación simplificada de la realidad,

que se elabora para facilitar su comprensión y estudio, que

permiten ver de forma clara y sencilla las distintas variables y

las relaciones que se establecen entre ellas.

Page 22: Tema1 Introducción al medio ambiente

Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas 22

Para que resulten útiles en investigación, los modelos deben cumplir

unas determinadas condiciones:

1. Han de ser menos complicados y de más fácil manejo que las

situaciones reales.

2. Deben representar la realidad con la mayor fidelidad posible y al

mismo tiempo han de ser manejables.

Así un modelo muy simplificado se aleja de la realidad, pero se acerca a

la generalidad y es de fácil manejo; por el contrario, un modelo muy

preciso se encuentra muy próximo a la realidad concreta, pero su

utilización puede resultar compleja.

El predominio de una u otra de estas características dependerá de la

utilización que queramos hacer del modelo.

Page 23: Tema1 Introducción al medio ambiente

Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas 23

Tipos de modelos

Mentales

Gráficos

Formales o matemáticos

De simulación por ordenador

Page 24: Tema1 Introducción al medio ambiente

Modelos mentales

Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas 24

Page 25: Tema1 Introducción al medio ambiente

Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas 25

Page 26: Tema1 Introducción al medio ambiente

26Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Modelos gráficos

Page 27: Tema1 Introducción al medio ambiente

Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas 27

Modelos gráficos

Page 28: Tema1 Introducción al medio ambiente

Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas 28

Modelo para determinar el plegamiento de estratos

Túnel de viento para simular condiciones de deslizamiento de un esquiador

Page 29: Tema1 Introducción al medio ambiente

Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas 29

Modelos matemáticos

Page 30: Tema1 Introducción al medio ambiente

Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas 30

Modelos de simulación por ordenador

Page 31: Tema1 Introducción al medio ambiente

Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas 31

Modelo de la agitación térmica de un gas.

Page 32: Tema1 Introducción al medio ambiente

Modelos estáticos y dinámicos

Modelos estáticos.

Sus relaciones no dependen del comportamiento del sistema, sólo

analiza su estructura. Por ejemplo, una fórmula en la que se

equiparan la altura y el diámetro de un árbol con su volumen.

Modelos dinámicos.

Describen el funcionamiento de los componentes del sistema a base

de una serie de ecuaciones. Son más realistas que los estáticos.

Por ejemplo, el modelo depredador-presa.

32Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 33: Tema1 Introducción al medio ambiente

Ejemplo: modelo depredador-presa

2221

2111

****/

***/

NdNNPadtdN

NNPNrdtdN

33Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 34: Tema1 Introducción al medio ambiente

Modelos de caja negra y caja blanca

34Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Es otra forma de utilizar modelos, atendiendo a lo que ocurre en el interior del sistema.

Modelo de caja negra

Interesan sólo las entradas y salidas de materia, energía e información en el

sistema, y no los elementos e interacciones que suceden en el interior.

Modelo de caja blanca

Se tienen en cuenta las entradas y las salidas, así como las interacciones, las conexiones

interiores y las relaciones entre los posibles subsistemas.

Page 35: Tema1 Introducción al medio ambiente

Modelos de caja negra

Nos fijamos sólo en las entradas y salidas de energía, materia, e

información en el sistema, y no en sus elementos ni en las interacciones

que se establecen entre ellos. Por tanto, no interesan los elementos del

sistema ni sus interacciones.

Utilizando la tierra como un sistema de caja negra, podemos considerarla

como un sistema en el que entra y sale energía, la energía que entra es

radiación electromagnética (luz, etc.) y la energía que sale es radiación

infrarroja (calor) procedente de la superficie terrestre.

35Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 36: Tema1 Introducción al medio ambiente

Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas 36

teóricos

Page 37: Tema1 Introducción al medio ambiente

Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas 37

CO2

CO2

Energía solar

Calor

Nutrientes

Lixiviado de nutrientes

PrecipitaciónEvapotranspiración

Page 38: Tema1 Introducción al medio ambiente

Modelo de caja blanca:

Estudiamos no sólo las entrada y las salidas del sistema,

sino también los elementos del sistema y sus

interacciones.

Lo primero que hay que hacer es marcar las variables

que lo componen y unirlas con flechas que las relacionen

entre sí.

Al diseñar un modelo debemos tener cuidado de incluir

solamente las variaciones que sean estrictamente

necesarias, ya que si aumenta mucho su número, se

pierde claridad debido al complejo de entramado de las

flechas que unen variables.

38Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 39: Tema1 Introducción al medio ambiente

39Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 40: Tema1 Introducción al medio ambiente

40Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 41: Tema1 Introducción al medio ambiente

LOS SISTEMAS AMBIENTALES

El medio ambiente es un sistema constituido por un

conjunto de factores físicos, químicos, biológicos,

sociales y culturales que se relacionan entre sí, de

modo que un cambio en un factor repercute en los

otros.

Los factores que intervienen en el medio ambiente son

las variables de este sistema.

La energía del sistema es la del Sol y la materia está

contenida en la Tierra.

41Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 42: Tema1 Introducción al medio ambiente

El medio ambiente se divide en sistemas menores o subsistemas que, a su

vez, contienen otros sistemas menores:

42Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Sistemas Naturales:

Son los cuatro subsistemas o capas

de la Tierra: geosfera, hidrosfera,

atmósfera y biosfera.

Sistemas Humanos:

Constituidos por los seres humanos y

las relaciones sociales que se

establecen entre ellos, así como las

actividades que desarrolla.

Los elementos de estos sistemas son

por ejemplo los lugares de trabajo, los

colegios, el transporte, etc.

Page 43: Tema1 Introducción al medio ambiente

Entre los sistemas humanos y los sistemas naturales se estableceninteracciones.

A veces la actividad humana repercute de forma negativa como consecuenciadel desarrollo de los países: Sobreexplotación de los recursos, la deforestación,contaminación, etc..

La naturaleza también puede afectar negativamente a la especie humana: Losdesastres naturales.

43Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 44: Tema1 Introducción al medio ambiente

Las Ciencias Medioambientales han surgido como base pararesolver estos problemas ambientales que nos aquejan.

Para ello se hace necesario conocer el funcionamiento delos diferentes sistemas que constituyen el sistema Tierra yprofundizar en el estudio de las relaciones de ellos con laespecie humana, que pueden enfocarse bajo tres aspectos:

Riesgos derivados de su dinámica.

Recursos que nos proporcionan.

Impactos que reciben por la acción antrópica.

44Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 45: Tema1 Introducción al medio ambiente

Relaciones entre los elementos de un sistema

Los elementos que forman los sistemas están

relacionados entre sí y funcionan de forma coordinada.

Los elementos que pueden variar en función de otros

se denominan variables.

Las relaciones entre las variables de un sistema

pueden ser de dos tipos:

1. Relaciones causales simples

2. Relaciones causales complejas

45Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 46: Tema1 Introducción al medio ambiente

Relaciones causales simples

RELACIONES SIMPLES ENCADENADAS: Son cambios en cadena positivos onegativos o de diferentes signos.

1. DIRECTAS O POSITIVAS: El cambio de una variable provoca un cambio enla otra del mismo signo. Si una aumenta la otra también.

Alcohol y Accidentes de tráficoPendiente – velocidad del agua

2. INVERSAS O NEGATIVAS: El cambio en una variable provoca un cambioen sentido inverso en la otra.

Uso de cinturón de tráfico y muertes en accidentesReforestación – erosión del suelo

46Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 47: Tema1 Introducción al medio ambiente

Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas 47

PrecipitacionesCaudal de los

ríos+

Biomasa vegetalMateria orgánica+

ContaminaciónNúmero de

peces-

Biomasa vegetalImpacto de la

lluvia-

Page 48: Tema1 Introducción al medio ambiente

Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas 48

El aumento de una de las variables hace que aumente la

otra. El aumento de materia

orgánica en un lago hace que aumente el número de

microorganismos

El aumento de una de las variables hace que disminuya

la otra. El aumento microorganismos

que utilizan oxígeno para respirar provoca la

disminución del oxígeno

Page 49: Tema1 Introducción al medio ambiente

En las relaciones complejas, también llamados bucles deretroalimentación, las acciones de un elemento sobre otrosuponen que, a su vez, éste actúe sobre el primero(modificación de una variable como consecuencia de suspropios efectos). Pueden ser:

• Positivas

• Negativas

Relaciones complejas

49Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 50: Tema1 Introducción al medio ambiente

Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas 50

Tala del bosque Erosión+

Cantidad suelo-

Vegetación Erosión-

Cantidad suelo-

Vegetación Erosión-

Cantidad suelo-

+

Cuando la última variable influye en la primera, se habla de “feed-back o retroalimentación

Page 51: Tema1 Introducción al medio ambiente

La variación de una variable en un sentido (aumento o disminución)produce un cambio de otra variable en el mismo sentido y ésta, a suvez, influye de la misma manera sobre la primera. Tienen una acciónde refuerzo sobre el proceso inicial.

Relaciones complejas positivas

51Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

a b c d

a – Investigaciónb – Desarrolloc – Biocombustiblesd- Alimentos

Page 52: Tema1 Introducción al medio ambiente

La variación de una variable en un sentido produce un cambio de otravariable en el mismo sentido y ésta, a su vez, influye sobre la primera ensentido opuesto. Tienen una acción reguladora y estabilizan los sistemas enlos que actúan (sistemas homeostáticos). Se consigue un estado deequilibrio dinámico.

Relaciones complejas negativas

52Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

A B

Page 53: Tema1 Introducción al medio ambiente

BUCLES DE REALIMENTACIÓN POSITIVA:

Una variable A influye sobre otra B y esta a su vez influye sobre la primera. Estoprovoca un crecimiento incontrolado del sistema y continuará mientras elentrono lo permita.

En un sistema encadenado puede haber relaciones negativas intermedias perosi son en número par el resultado final es positivo.

53Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Población de

conejos

Daños al cultivo

Venenos

Zorros

Evapo-transpiración

PrecipitaciónBiomasa vegetal

Page 54: Tema1 Introducción al medio ambiente

Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas 54

Nuevas carreteras

Nuevos vehículos

Atascos

Page 55: Tema1 Introducción al medio ambiente

BUCLES DE REALIMENTACIÓN NEGATIVA:

Son aquellos en que un cambio en la variable A provoca un cambio en B y esta a su vez actúa sobre A modificándola en sentido inverso.

Se mantiene un equilibrio en el sistema

55Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Depredadores Presas

__

+

Page 56: Tema1 Introducción al medio ambiente

Sistemas propositivos:

Son sistemas programados para un propósito determinado. Son por ejemplo losmodelos que se utilizan en la fabricación de los electrodomésticos o los queregulan el comportamiento de un organismo (Modelos cibernéticos).

Estos sistemas son muy adecuados para regular los sistemas homeostáticos,manteniendo el equilibrio.

La atmósfera y la biosfera también forman un sistema propositivo, ya que se autoregulan.

56Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 57: Tema1 Introducción al medio ambiente

Cambios en los sistemas

Para estudiar los sistemas con comodidad empleamos los

modelos (estáticos o dinámicos).

Objetivos:

1. Reproducir el comportamiento del sistema y realizar

previsiones futuras.

2. Acotar límites (no se puede reproducir todo el sistema

mediante el modelo).

3. Comprobar el efecto de las perturbaciones (naturales o no) en

el comportamiento del sistema.

57Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 58: Tema1 Introducción al medio ambiente

Sistemas estables (se mantienen en equilibrio):

Dominio de bucles negativos

Sistema inestables (efecto bola de nieve):

Dominio de bucles positivos

En la naturaleza hay ambos tipos de bucles, y en función del momento pueden dominar unos u otros

58Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 59: Tema1 Introducción al medio ambiente

El sistema tierra y sus fuentes de energía

El sistema Tierra está formado por 4 subsistemas:

1.BIOSFERA: Es la cubierta de vida, es decir, el área ocupada por los seres vivos. Las

formas de vida cambian por la evolución y las sucesiones ecológicas.

2.ATMÓSFERA: Envoltura de gases que rodea la Tierra: N, O y CO2, como gases

principales. La composición de la atmósfera original es modificada por los seres vivos.

3.HIDROSFERA: Es la capa de agua que hay en la Tierra. El agua, en estado

líquido, ha permitido el desarrollo de la vida en la Tierra.

4.GEOSFERA: Es la capa sólida de la Tierra. Es cambiante debido a los procesos de

geodinámica externa e interna.

Algunos autores consideran hablan de otros dos subsistemas, la CRIOSFERA

(capa helada) y la SOCIOSFERA( el ser humano).

59Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 60: Tema1 Introducción al medio ambiente

Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas 60

La Tierra es un SISTEMA ABIERTO respecto al intercambio deenergía:

• Recibe un flujo continuo de energía solar en forma deradiación electromagnética.

• Emite calor al espacio (en forma de radiación infrarroja)LaTierra es un SISTEMA que se AUTORREGULA: la temperaturamedia terrestre se ha mantenido constante durantemillones de años, en torno a los 15 ºC.

• La Tierra está formada por diferentes SUBSISTEMAS(atmósfera, hidrosfera, geosfera y biosfera) que nofuncionan de forma aislada, sino que interaccionan paraformar un todo conjunto.

Page 61: Tema1 Introducción al medio ambiente

Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas 61

Page 62: Tema1 Introducción al medio ambiente

Ejemplos de diagramas causales

Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas 62

Consumo de alimentos

Peso

Población

Prepararse para un examen

Oferta Demanda

Resultado del examen

Recursos per cápita

Page 63: Tema1 Introducción al medio ambiente

NACIMIENTOS POBLACION MUERTES

+ +

-+

63Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 64: Tema1 Introducción al medio ambiente

Variables: Lluvia, pastos, contaminación, agua, vacas y alimentación humana.

64Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 65: Tema1 Introducción al medio ambiente

Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas 65

?

Page 66: Tema1 Introducción al medio ambiente

Ej. PAU 2006 : En el texto aparecen una serie de términos(calentamiento, sequía, humedales, CO2) que configuran unbucle de retroalimentación. Dibuja el diagrama y razona si laretroalimentación es positiva o negativa.

Con el problema del calentamiento global, los científicos handicho que muchas en regiones se van a producir grandessequías. Muchos humedales están en peligro por la extracciónde agua para al agricultura y la selvicultura. Si se prolongacualquiera de estas situaciones, los humedales se secarían y esoproduciría un gran aumento de CO2 en la atmósfera queaceleraría el efecto invernadero. Si no protegemos loshumedales y si no ratificamos el protocolo de Kioto para evitarel aumento de la sequía, podemos tener cambios climáticosmucho más extremos que lo que hemos conocido hasta ahora,

66Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 67: Tema1 Introducción al medio ambiente

Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas 67

Page 68: Tema1 Introducción al medio ambiente

MODELOS DE REGULACIÓN DEL CLIMA TERRESTRE

LA TIERRA COMO SISTEMA DE CAJA NEGRA

68Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 69: Tema1 Introducción al medio ambiente

LA TIERRA COMO SISTEMA CAJA BLANCA

69Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 70: Tema1 Introducción al medio ambiente

EL EFECTO INVERNADERO

Provocado por ciertos gases: vapor de agua, CO2, CH4, N2O.

70Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 71: Tema1 Introducción al medio ambiente

EL EFECTO ALBEDO

Porcentaje de la radiación solar reflejada por la tierra, del total de energía solar que recibe.

71Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 72: Tema1 Introducción al medio ambiente

Las nubes

Doble acción:

Aumentan el albedo.

Incrementan el efecto invernadero.

Su acción depende de la altura de las nubes.

72Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 73: Tema1 Introducción al medio ambiente

Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas 73

Modelo funcionamiento del clima

Dos bucles antagónicos: Equilibrio dinámico

Page 74: Tema1 Introducción al medio ambiente

Polvo atmosférico

Provocado por:

- Emisiones volcánicas

- Meteoritos

- Contaminación atmosférica

74Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 75: Tema1 Introducción al medio ambiente

VOLCANES

También pueden provocar un doble efecto:

Descenso de la Tª:

Al inyectar polvo.

Aumento de la Tª:

Por las emisiones de CO2.

75Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 76: Tema1 Introducción al medio ambiente

VARIACIONES DE LA RADIACIÓN SOLAR

Excentricidad de la órbita Inclinación del eje Posición del perihelio

76Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 77: Tema1 Introducción al medio ambiente

INFLUENCIA DE LA BIOSFERA

VIDA PRECÁMBRICO

77Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 78: Tema1 Introducción al medio ambiente

EVOLUCIÓN DE LA ATMÓSFERA

78Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 79: Tema1 Introducción al medio ambiente

INFLUENCIA DE LA BIOSFERA

Reducción de los niveles de CO2: transformación en materia orgánica y almacenaje en combustibles fósiles.

Aparición de 02 atmosférico.

Formación de la capa de ozono.

Aumento del nitrógeno atmosférico

79Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 80: Tema1 Introducción al medio ambiente

80Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 81: Tema1 Introducción al medio ambiente

Elabora un diagrama causal o de flujo con los siguientes elementos (agua, vegetación, efecto invernadero, dióxido de carbono, temperatura atmosférica ) en regiones áridas y razone si se trata de un sistema con retroalimentación positiva o negativa. Usa esta conclusión para decidir si se trata de

un sistema estable o inestable.

81Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Cantidad de agua

Vegetación

CO2 atmosférico

Efecto invernadero

Temperatura

+

++

__

__

Page 82: Tema1 Introducción al medio ambiente

1. Los modelos A y B representan dos posibles

consecuencias de un aumento de las precipitaciones en una

cuenca hidrográfica.

• a) Decide, razonadamente, si A y B representan retroalimentación positiva o negativa.

• b) Cita al menos dos factores que determinen el desarrollo de un modelo u otro. ¿Cómo actúan esos factores?

• c) Propón dos acciones o medidas que favorezcan el modelo A. Explica cómo actuarían estas acciones.

Aumento de precipitación

Cubierta vegetal

Infiltración Escorrentía

Erosión

82Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 83: Tema1 Introducción al medio ambiente

A) Los dos modelos presentan retroalimentación positiva. En ambos, unaperturbación produce cambios que amplían progresivamente los efectosde la perturbación.

B) Factores a tener en cuenta para el desarrollo de un modelo u otro: lacubierta vegetal previa al cambio en la precipitación, el tipo de suelos o lapendiente. Modo de actuación; por ejemplo: una escasa vegetaciónprevia provocará un aumento de erosión antes de que puedadesarrollarse la vegetación.

C) Dos medidas que favorecen al modelo A: reforestación, las prácticasagrícolas que favorezcan la infiltración y entorpezcan la erosión, o laadecuación del uso a cultivos que no dejen el suelo desnudo en época delluvia.

83Tema 1. Medio ambiente y teoría de sistemas

Page 84: Tema1 Introducción al medio ambiente

SIMULACIÓN DEL SISTEMA TIERRA: MODELOS WORLD. En 1971, el Club de Roma, publicó los resultados del

primer modelo aplicado a la evolución del medio ambiente, el World 2.

Este primer modelo fue encargado a Jay W. Forrester.

Este modelo fue, posteriormente, reelaborado por D. Meadows, el World 3, cuyos resultados se publican en 1972 en el libro “Los límites del crecimiento”.

La importancia de los modelos World radica en que son la primera modelización de variables que afectan al medio ambiente.

Page 85: Tema1 Introducción al medio ambiente

ESTRUCTURA DE LOS MODELOS WORLD.

Consiste en la interacción de cinco variables y su evolución desde 1900 hasta 2100.

Las variables son: Población

Recursos naturales

Producción industrial

Producción de alimentos

Contaminación

La idea básica es que el crecimiento de la población hace que aumenten la producción industrial y la de alimentos y, a su vez, disminuyen los recursos naturales y aumenta la contaminación.

Page 86: Tema1 Introducción al medio ambiente

World-2

Se analizó el comportamiento

del modelo desde 1900 hasta 2100

Los límites del crecimiento, 1972

No podemos

mantener

indefinidamente

nuestro actual

ritmo de

crecimiento

Para la

estabilización

del sistemaTasa

Natalidad

50%

Consumo

de

recursos

75%

Alimen-

tos

produ-

cidos

25%

Conta-

minación

50%

Inversión

de

capital

40%

Page 87: Tema1 Introducción al medio ambiente

World-3: Meadows y otros discípulos de Forrester

Distintos escenarios, en función de las diferentes

decisiones políticas respecto a la tasa de

consumo de recursos naturales

Los recursos son ilimitados y

crecen de forma exponencial

La población crece de igual manera

Sistema económico tradicional:

explotación incontrolada de recursos

naturales

Mejoras tecnológicas para

aumentar la cantidad de recursos

disponibles

Crecimiento continuo o ilimitado

Page 88: Tema1 Introducción al medio ambiente

World-3

Aproximación al equilibrio

Los recursos son limitados

Su cantidad determina la

capacidad de carga población

constante

Sobrepasamiento y oscilación

La población crece y sobrepasa

la capacidad de carga

El tamaño de la población sufre

oscilaciones

Equilibrio dinámico en función

de los recursos se regeneran con

rapidez

Page 89: Tema1 Introducción al medio ambiente

World-3

Sobrepasamiento y colapso

La población sobrepasa el límite

de carga

Los recursos no son renovables

Derrumbamiento y colapso de la

población

Propio de economías basadas en

el consumo de combustibles fósiles

Más allá de los límites del crecimiento, 1991

Page 90: Tema1 Introducción al medio ambiente

Primera conclusión

Si se continúa con el actual crecimiento,

la industrialización, la contaminación,

la producción de alimentos y el consumo de recursos,

los límites del planeta se alcanzarán

en los próximos cien años

Seguir como hasta ahora:

Agotamiento de recursos

Colapso económico y de población

Duplicación de los

recursos disponibles:

Colapso de forma más brusca

Page 91: Tema1 Introducción al medio ambiente

Primera conclusión

La modificación de todas las variables puede llevar a

la estabilización del sistema:

Tecnologías que propicien la duplicación de recursos y alimentos y, a su vez,

aumenten la eficiencia en el uso de recursos,

la disminución de la erosión y de la contaminación

Las variables se estabilizan a partir del 2030

“Desarrollo sostenible”

Page 92: Tema1 Introducción al medio ambiente

Más conclusiones

Segunda conclusión:

Es posible modificar las tendencias de crecimiento

y establecer unas normas de estabilidad ecológica

y económica, que pueden ser mantenidas en el futuro

Tercera conclusión:

Cuanto antes se empiece a trabajar

a favor de esta última alternativa,

más posibilidades de éxito

Críticas:

Se culpa al incremento de

la población y no al consumo

de recursos por persona

Más contaminantes los

países del norte

Es sólo un modelo

Utilidades:

Alarma sobre enfoque global de

problemas ambientales graves

Modelos pioneros

Muchos otros modelos

posteriores sobre distintos temas