INTRODUCCIÓN A LAS INTRODUCCIÓN A LAS CIENCIAS CIENCIAS

MEDIOAMBIENTALESMEDIOAMBIENTALESCONCEPTO DE CONCEPTO DE

MEDIOAMBIENTE Y DINÁMICA MEDIOAMBIENTE Y DINÁMICA DE SISTEMASDE SISTEMAS

Concepto de MedioAmbienteConcepto de MedioAmbiente

Conferencia de Estocolmo 1972: “conjunto de Conferencia de Estocolmo 1972: “conjunto de elementos físicos, químicos, biológicos y sociales elementos físicos, químicos, biológicos y sociales capaces de causar efectos directos o indirectos, a capaces de causar efectos directos o indirectos, a corto o largo plazo, sobre los seres vivos y las corto o largo plazo, sobre los seres vivos y las actividades humanas”.actividades humanas”.

Coloquio de Aix-en.-Provence 1972: “conjunto de Coloquio de Aix-en.-Provence 1972: “conjunto de seres y cosas que constituyen el espacio próximo o seres y cosas que constituyen el espacio próximo o lejano del hombre, sobre los que puede actuar, pero lejano del hombre, sobre los que puede actuar, pero que recíprocamente pueden actuar sobre él y que recíprocamente pueden actuar sobre él y determinar total o parcialmente, su existencia y determinar total o parcialmente, su existencia y modos de vida”.modos de vida”.

Otros conceptosOtros conceptos

Constitución Española: “conjunto de recursos Constitución Española: “conjunto de recursos naturales (aire, agua, suelo, fauna, flora) por cuya naturales (aire, agua, suelo, fauna, flora) por cuya utilización deben velar los poderes públicos, utilización deben velar los poderes públicos, incluyendo, además, a la relación que el hombre incluyendo, además, a la relación que el hombre establece con dichos elementos”.establece con dichos elementos”.

Directiva Comunidad Europea 85/5/377 (1985) “es el Directiva Comunidad Europea 85/5/377 (1985) “es el sistema constituido por el hombre, la fauna y la flora; sistema constituido por el hombre, la fauna y la flora; el suelo, el aire, el clima, y el paisaje; las el suelo, el aire, el clima, y el paisaje; las interacciones entre los factores citados, los bienes interacciones entre los factores citados, los bienes materiales y el patrimonio cultural”.materiales y el patrimonio cultural”.

+ Conceptos de MA+ Conceptos de MA

María Novo 1986: “es el sistema constituido por los María Novo 1986: “es el sistema constituido por los factores naturales, culturales y sociales, relacionados factores naturales, culturales y sociales, relacionados entre sí, que condicionan la vida del hombre a la vez entre sí, que condicionan la vida del hombre a la vez que constantemente son modificados y condicionados que constantemente son modificados y condicionados por él”.por él”.

Albert Sasson: “es una compleja red de factores Albert Sasson: “es una compleja red de factores físicos, bióticos y socioculturales, interactuando en físicos, bióticos y socioculturales, interactuando en situaciones sistemáticas mediante flujos de energía, situaciones sistemáticas mediante flujos de energía, materia e información”.materia e información”.

Reduccionismo y holismo.Reduccionismo y holismo.

El estudio del m.a. es interdisciplinar, por lo El estudio del m.a. es interdisciplinar, por lo que necesita un enfoque de conjunto (holístico, que necesita un enfoque de conjunto (holístico, global), pero aprovechando la visión global), pero aprovechando la visión reduccionista del método científico, que divide reduccionista del método científico, que divide nuestro objeto de estudio en componentes nuestro objeto de estudio en componentes simples, que interaccionan.simples, que interaccionan.

SistemasSistemas

Conjunto de partes operativamente interrelacionadas, Conjunto de partes operativamente interrelacionadas, es decir, en el que unas partes actúan sobre otras y del es decir, en el que unas partes actúan sobre otras y del que interesa fundamentalmente el comportamiento que interesa fundamentalmente el comportamiento global. Ejemplos: un ser vivo, una fábrica, en global. Ejemplos: un ser vivo, una fábrica, en instituto, las entidades educativas, una familia, un instituto, las entidades educativas, una familia, un ecosistema, un bosque, el medioambiente.ecosistema, un bosque, el medioambiente.

Para estudiarlos utilizamos la dinámica de sistemas Para estudiarlos utilizamos la dinámica de sistemas (Jay Forrester), que consiste en observar y analizar (Jay Forrester), que consiste en observar y analizar las relaciones e interacciones existentes entre las las relaciones e interacciones existentes entre las partes de nuestro objeto de estudio, recurriendo al uso partes de nuestro objeto de estudio, recurriendo al uso de modelos.de modelos.

ModelosModelos

Versiones simplificadas de la realidad.Versiones simplificadas de la realidad. Determinamos la variables que participan en el Determinamos la variables que participan en el

sistema.sistema. Pasamos de un modelo mental, cuando nos Pasamos de un modelo mental, cuando nos

percatamos del problema, a un modelo formal, percatamos del problema, a un modelo formal, matemático, cuando hemos determinado las matemático, cuando hemos determinado las variables y cómo interactúan. Este último variables y cómo interactúan. Este último modelo nos permite hacer predicciones.modelo nos permite hacer predicciones.

Sistemas caja negraSistemas caja negra

Sistema en el que no queremos mirar en su Sistema en el que no queremos mirar en su interior. Sólo nos interesan la entradas y interior. Sólo nos interesan la entradas y salidas de materia, energía e información, es salidas de materia, energía e información, es decir, sus interacciones con el entorno.decir, sus interacciones con el entorno.

Tipos de sistemas caja negra:Tipos de sistemas caja negra: AbiertosAbiertos, con entradas y salidas de materia y , con entradas y salidas de materia y

energía. Una ciudad, un organismo vivo ...energía. Una ciudad, un organismo vivo ... CerradosCerrados, no hay intercambio de materia, sólo de , no hay intercambio de materia, sólo de

energía. Una charca, nuestro planeta ...energía. Una charca, nuestro planeta ... AisladosAislados, sin intercambio de materia ni de energía. , sin intercambio de materia ni de energía.

Nuestro sistema solar.Nuestro sistema solar.

La energía en los sistemasLa energía en los sistemas

Los modelos caja cumplen las leyes de la Los modelos caja cumplen las leyes de la termodinámica:termodinámica: Primera: ley de conservación de la energía.Primera: ley de conservación de la energía. Segunda: en cada transferencia , la energía se Segunda: en cada transferencia , la energía se

transforma y suele pasar de una forma más transforma y suele pasar de una forma más concentrada y organizada a otra más dispersa y concentrada y organizada a otra más dispersa y desorganizada. En consecuencia, aumenta la desorganizada. En consecuencia, aumenta la entropía (magnitud que mide la parte no utilizable entropía (magnitud que mide la parte no utilizable de la energía contenida en un sistema).de la energía contenida en un sistema).

Entropía Entropía

Asociada al orden existente en un sistema. Cuanto Asociada al orden existente en un sistema. Cuanto mayor orden exista, más concentrada estará la energía mayor orden exista, más concentrada estará la energía y más baja será la entropía. Por el contrario, a mayor y más baja será la entropía. Por el contrario, a mayor entropía, más desorden y la energía estará más entropía, más desorden y la energía estará más dispersa.dispersa.

El mantenimiento del orden necesita de un aporte de El mantenimiento del orden necesita de un aporte de energía. El universo tiendo a una alta entropía, al energía. El universo tiendo a una alta entropía, al desorden. Los seres vivos son sistemas ordenados, desorden. Los seres vivos son sistemas ordenados, mantienen baja la entropía interior, gastando energía y mantienen baja la entropía interior, gastando energía y liberando moléculas de elevada energía y calor; son liberando moléculas de elevada energía y calor; son sistemas abiertos que rebajan su entropía a costa de sistemas abiertos que rebajan su entropía a costa de aumentar la del entorno.aumentar la del entorno.

Sistema abierto: un ser vivo.Sistema abierto: un ser vivo.

Sistemas caja blancaSistemas caja blanca

Podemos observar las partes (variables) que lo Podemos observar las partes (variables) que lo componen y unirlas con flechas que las componen y unirlas con flechas que las relacionen entre sí, representando sus relacionen entre sí, representando sus interacciones. Se forma así un diagrama interacciones. Se forma así un diagrama causal.causal.

Relaciones causalesRelaciones causales

Conexiones causa-efecto de cualquier otro tipo Conexiones causa-efecto de cualquier otro tipo entre variables. Pueden ser simples o entre variables. Pueden ser simples o complejas.complejas. Simples: influencia de un elemento sobre otro.Simples: influencia de un elemento sobre otro.

Directas (+): las dos variables se mueven en el mismo Directas (+): las dos variables se mueven en el mismo sentido. Si A aumenta, B aumenta. Si A disminuye, B sentido. Si A aumenta, B aumenta. Si A disminuye, B disminuye.disminuye.

Inversas (-): las dos variables se mueven en sentido Inversas (-): las dos variables se mueven en sentido contrario. A aumenta, B disminuye, o viceversa.contrario. A aumenta, B disminuye, o viceversa.

Encadenadas: una serie de variables unidas mediante Encadenadas: una serie de variables unidas mediante flechas (lee de forma independiente dos a dos). Para flechas (lee de forma independiente dos a dos). Para simplificar, si el número de relaciones negativas es par, simplificar, si el número de relaciones negativas es par, el conjunto es par.el conjunto es par.

Relaciones causalesRelaciones causales

Complejas: realimentación. Una relación que se Complejas: realimentación. Una relación que se cierra sobre sí misma.cierra sobre sí misma.

Positiva: la causa aumenta el efecto y el efecto aumenta Positiva: la causa aumenta el efecto y el efecto aumenta la causa. Se trata de un incremento desbocado. En la causa. Se trata de un incremento desbocado. En cadenas cerradas son un número par de relaciones cadenas cerradas son un número par de relaciones negativas. Signo + en el centro de la relación. negativas. Signo + en el centro de la relación. Desestabilizan los sistemas. Crecimiento exponencial.Desestabilizan los sistemas. Crecimiento exponencial.

Negativa u homeostático: al aumentar la causa aumenta Negativa u homeostático: al aumentar la causa aumenta el efecto, y el aumento del efecto, amortigua la causa. el efecto, y el aumento del efecto, amortigua la causa. Tienden a estabilizar los sistemas por lo que se Tienden a estabilizar los sistemas por lo que se denominan homeostáticos. Se indican con un signo – en denominan homeostáticos. Se indican con un signo – en el centro de la relación. Crecimiento sigmoidal.el centro de la relación. Crecimiento sigmoidal.

Modelar un sistemaModelar un sistema

Formación de un modelo mental.Formación de un modelo mental. Diseño de un diagrama causal. (validar)Diseño de un diagrama causal. (validar) Elaboración de un modelo formal.Elaboración de un modelo formal. Simulación de escenarios.Simulación de escenarios.

Modelos de regulación del clima Modelos de regulación del clima terrestreterrestre

Modelo de caja negra: sistema cerrado, Modelo de caja negra: sistema cerrado, entra y sale energía, no materia.entra y sale energía, no materia.

Modelo de caja blanca: la máquina Modelo de caja blanca: la máquina climática. Interaccionan los subsistemas climática. Interaccionan los subsistemas terrestres (atmósfera, hidrosfera, terrestres (atmósfera, hidrosfera, geosfera, biosfera y criosfera).geosfera, biosfera y criosfera).

La Tierra como sistema caja La Tierra como sistema caja blancablanca

El efecto invernaderoEl efecto invernadero

Se origina en los primeros 12 kms. por la Se origina en los primeros 12 kms. por la presencia de gases como el vapor de agua, presencia de gases como el vapor de agua, dióxido de carbono, metano y Ndióxido de carbono, metano y N22O O

principalmente. Permiten de la temperatura principalmente. Permiten de la temperatura media terrestre se mantenga entorno a 15ºC.media terrestre se mantenga entorno a 15ºC.

La cantidad de calor atrapado dependerá de la La cantidad de calor atrapado dependerá de la concentración de esos gases.concentración de esos gases.

El efecto albedoEl efecto albedo

Porcentaje de la radiación solar reflejada por la Porcentaje de la radiación solar reflejada por la Tierra del total que incide procedente del Sol.Tierra del total que incide procedente del Sol.

Varía en función del color de la superficie Varía en función del color de la superficie terrestre. Cuanto más clara sea, mayor terrestre. Cuanto más clara sea, mayor cantidad de luz reflejada, mayor el albedo y cantidad de luz reflejada, mayor el albedo y menor la temperatura.menor la temperatura.

La nubesLa nubes

Por una parte incrementan el albedo.Por una parte incrementan el albedo. Por otra, devuelven a la superficie terrestre Por otra, devuelven a la superficie terrestre

radiación infrarroja, incrementando el efecto radiación infrarroja, incrementando el efecto invernadero.invernadero.

El tipo de bucle dependerá de la altura a la que El tipo de bucle dependerá de la altura a la que se encuentre la nube: si es baja aumentará el se encuentre la nube: si es baja aumentará el albedo; si es alta, aumentará el efecto albedo; si es alta, aumentará el efecto invernadero.invernadero.

Polvo atmosféricoPolvo atmosférico

El polvo atmosférico de diverso origen El polvo atmosférico de diverso origen (volcanes, incendios, meteoritos, (volcanes, incendios, meteoritos, contaminación, etc) no deja atravesar la contaminación, etc) no deja atravesar la radiación solar, reflejándola hacia el espacio, radiación solar, reflejándola hacia el espacio, lo que contribuye al enfriamiento del planeta.lo que contribuye al enfriamiento del planeta.

VolcanesVolcanes

Al igual que las nubes ejercen un doble papel Al igual que las nubes ejercen un doble papel en función de los productos emitidos y la en función de los productos emitidos y la altura alcanzada por estos.altura alcanzada por estos. Descenso de la temperatura por la emisión de SODescenso de la temperatura por la emisión de SO22

y la altura alcanzada. A mayor altura más tiempo y la altura alcanzada. A mayor altura más tiempo de permanencia (2 años) y mayor el descenso de de permanencia (2 años) y mayor el descenso de las temperaturas.las temperaturas.

Aumento de la temperatura, por aumento del Aumento de la temperatura, por aumento del efecto invernadero como consecuencia del COefecto invernadero como consecuencia del CO22..

Variaciones de la radiación solarVariaciones de la radiación solar

La radiación solar ha sufrido variaciones La radiación solar ha sufrido variaciones periódicas y graduales importantes a lo largo periódicas y graduales importantes a lo largo de los tiempos.de los tiempos. Periódicas: ciclos de Milankovitch, que se deben a:Periódicas: ciclos de Milankovitch, que se deben a:

La excentricidad de la órbita terrestre, cada 100.000 La excentricidad de la órbita terrestre, cada 100.000 años.años.

La inclinación del eje terrestre, cada 41.000 años.La inclinación del eje terrestre, cada 41.000 años. La posición del perihelio, varía cada 23.000 años.La posición del perihelio, varía cada 23.000 años.

Graduales: ha medida que el Sol se va degradando Graduales: ha medida que el Sol se va degradando se va desprendiendo más calor.se va desprendiendo más calor.

La biosferaLa biosfera

Según la hipótesis Gaia, la Tierra es un Según la hipótesis Gaia, la Tierra es un sistema homeostático, que regula su sistema homeostático, que regula su temperatura debido a las interacciones entre temperatura debido a las interacciones entre los diferentes subsistemas que lo componen. los diferentes subsistemas que lo componen. La biosfera desempeña un papel fundamental La biosfera desempeña un papel fundamental porque rebaja los niveles de COporque rebaja los niveles de CO22 y por tanto y por tanto

reduce la temperatura.reduce la temperatura.

Variación de la composición Variación de la composición atmosféricaatmosférica

Cambios en la composición de Cambios en la composición de atmósfera y el clima debidos a la atmósfera y el clima debidos a la

fotosíntesisfotosíntesis Reducción de los niveles de CO2 en la Reducción de los niveles de CO2 en la

atmósfera.atmósfera. Aparición del oxígeno atmosférico.Aparición del oxígeno atmosférico. Formación de la capa de ozono.Formación de la capa de ozono. Aumento del nitrógeno atmosférico por Aumento del nitrógeno atmosférico por

reacciones metabólicas de los seres vivos a reacciones metabólicas de los seres vivos a partir de los óxidos nitrogenadospartir de los óxidos nitrogenados

Analiza las relaciones causalesAnaliza las relaciones causales

Analiza las relaciones causalesAnaliza las relaciones causales

Analiza las relaciones causalesAnaliza las relaciones causales