Introdución medio ambiente

27
Introdución ás ciencias medioambientais Medio ambiente: definición Conxunto de compoñentes físicos, químicos, biolóxicos e sociais, capaces de causar efectos sobre os seres viventes e os seres humanos.

Transcript of Introdución medio ambiente

Page 1: Introdución medio ambiente

Introdución ás ciencias medioambientais

Medio ambiente: definición

Conxunto de compoñentes físicos, químicos, biolóxicos e sociais, capaces de causar efectos sobre os seres viventes e os seres humanos.

Page 2: Introdución medio ambiente

IntroducIón ás ciencias medioambientais

IMPORTANCIA DA EDUCACIÓN AMBIENTAL

Características do medio ambiente

ELEVADA COMPLEXIDADE

CONSECUENCIAS IMPREVISIBLES E INDESEXADAS

(POSIBLE EFECTO DOMINÓ)

Se realizamos algún cambio…

Se realizamos algún estudo…

DEBEN PARTICIPAR MOITAS DISCIPLINAS

DEBE TER UN ENFOQUE HOLÍSTICO (DE CONXUNTO)

DEBE BUSCAR A SIMPLIFICACIÓN (USO DE MODELOS)

• Moitos elementos e compoñentes

• Complexas interaccións

DEBEN SER COMPLEXAS E BEN PENSADAS

SOLUCIÓNS NON INMEDIATAS

Se buscamos solucións…

SISTEMAS

Page 3: Introdución medio ambiente

Introdución ás ciencias medioambientais

MEDIO AMBIENTE (MOI COMPLEXO)

COMPLEXIDADE NA COMPRENSIÓN

SIMPLIFICACIÓN NO ESTUDO

USO DE MODELOS TEORÍA DE SISTEMAS

Estudo do medio ambiente

Page 4: Introdución medio ambiente

Introdución ás ciencias medioambientais

USO DOS MODELOS COMO REPRESENTACIÓN DA REALIDADE

Un MODELO é unha versión simplificada da realidade

MODELOS MENTAIS

PERSONAIS

POUCO VALOR DE COMUNICACIÓN

REPRESENTAN A REALIDADE DE FORMA PERSOAL

SOEN MODIFICARSE CO TEMPO

MODELOS FORMAIS

EXPRESIÓN MATEMÁTICA

SERVEN PARA COMUNICARSE

REPRESENTAN A REALIDADE DE FORMA MÁIS PRECISA

PODEN PREDICIR O COMPORTAMENTO DA REALIDADE

TIPOS DE MODELOS

Page 5: Introdución medio ambiente

Introducción ás ciencias medioambientais

O medio ambiente, a natureza está formado por sistemas naturais, os ECOSISTEMAS.

Estudo do medio ambiente a partir do estudo dos SISTEMAS

SISTEMA: Conxunto de elementos ou partes organizadas e relacionadas entre sí para acadar un obxectivo.

Page 6: Introdución medio ambiente

Introducción ás ciencias medioambientais

Cando estudamos un SISTEMA observamos as relacións entre as partes que o compoñen e as relacións co exterior.

No estudo dos SISTEMAS interesa observar as propiedades xerais ou emerxentes dos mesmos (Visión Holística)

Estudo do medio ambiente a partir do estudo dos SISTEMAS

Page 7: Introdución medio ambiente

Introducción ás ciencias medioambientais

Relacións dos sistemas con outros sistemas

Os sistemas poden atoparse dentro dun sistema de maior entidade

Os sistemas poden incluír compoñentes ou subsistemas dentro deles

Os sistemas poden relacionarse no exterior coutros sistemas.

Os elementos ou compoñentes dun sistema (subsistemas) interrelacionan entre sí

Sistema 3

Sistema 2

Page 8: Introdución medio ambiente

Introducción ás ciencias medioambientais

Representación dun sistema mediante o modelo de caixa negra

Para representar un modelo de tipo CAIXA NEGRA:

1. Determinamos os límites do sistema (aínda que non existan na realidade)

2. Sinalamos as relacións co exterior ou con outros sistemas (entradas e saídas)

3. Non se consideran os elementos internos que o forman

Page 9: Introdución medio ambiente

Introducción ás ciencias medioambientais

Tipos de sistemas caixa negra

aberto pechado illado

Intercambios co exterior

• Intercambios de materia

• Intercambios de enerxía

Intercambios co exterior

• Intercambios de enerxía

Intercambios co exterior

Non existen intercambios

Page 10: Introdución medio ambiente

Introducción ás ciencias medioambientais

A enerxía nos sistemas: Primera ley da Termodinámica

Enerxía entrante

Enerxía saínte

Enerxía almacenada

Lei primeira da termodinámica: Conservación da enerxía

Enerxía entrante = Enerxía almacenada + Enerxía saínte

Page 11: Introdución medio ambiente

Introducción ás ciencias medioambientais

Segunda lei da termodinámica: Aumento da Entropía nas transformacions enerxéticas

•Enerxía concentrada•Enerxía organizada•Máis orde•Máis capacidade para facer un traballo• Pouca ENTROPÍA

•Enerxía disipada

•Enerxía desorganizada

•Máximo desorde

•Pouca capacidade para realizar un traballo

• Moita ENTROPÍA

Transformacións enerxéticas

Page 12: Introdución medio ambiente

Introducción ás ciencias medioambientais

Incumplen os seres vivos as leis da termodinámica?

Un ser vivo é un sistema que concentra a enerxía respecto ao exterior: ten unha elevada capacidade para facer traballos, está máis “ordenado”, ten menor entropía que o seu entorno.

Paradoxa: Os procesos que realizan os seres vivos, concentran a enerxía, diminúen a entropía?

Page 13: Introdución medio ambiente

Introducción ás ciencias medioambientais

RESOLUCIÓN DA PARADOXA:Os seres vivos concentran a enerxía e diminúen a entropía no seu interior, a consta do entorno (aumento de entropía, disipación da enerxía)

ALIMENTO(ENERXÍA CONCENTRADA)

ENERXÍA POUCO CONCENTRADA

A enerxía que entra nos sistemas vivos (ALIMENTO) é moi concentrada e a enerxía que devolven ao exterior os sistemas vivos (CALOR) é pouco concentrada,

No balance final a enerxía total disipouse e aumentou a entropía

Page 14: Introdución medio ambiente

Introducción ás ciencias medioambientais

Otra paradoxa: Concéntrase a enerxía segundo a imos transformando?

Cada vez que concentramos a enerxía se disipa calor ao medio

CONCLUSIÓNS: O carbón e a electricidade parecen concentrar máis a enerxía que a luz solar, máis NA súa xeración emítense ao medio grandes cantidades de calor (enerxía non aproveitable).As fonde de enerxía concentrada o fan a consta de aumentar a entropía xeral do entorno.

Page 15: Introdución medio ambiente

Introducción ás ciencias medioambientais

Modelos de sistemas caixa branca

A,B,C,D,E son os compoñentes ou variables do sistema, que se relacionan entre sí mediante frechas (relacións causais)

Page 16: Introdución medio ambiente

•SIMPLES

•DIRECTAS

•INVERSAS

•ENCADEADAS

Relacións causais

C D-

A =ChoivaB = Caudal dos ríos

C = Tala de árboresD = Cobertura de árbores

A = Plantación de árbores B = Cobertura vexetal C = Protección do solo D = Erosión

A B+ C D- +

A B+

Page 17: Introdución medio ambiente

Introducción ás ciencias medioambientais

•COMPLEXAS

• REALIMENTACIÓN POSITIVA

• REALIMENTACIÓN NEGATIVA

Relacións causais

A = Morte e caída das árbores B = Desprotección do soloC = Erosión

A = InsolaciónB = Crecemento vexetalC = Cobertura vexetal

A B+ C+

-

+A B+ C+

+

-

Page 18: Introdución medio ambiente

Introducción ás ciencias medioambientais

Exemplo de relacións complexas:

A evolución dunha poboación de seres vivos

Factores ou variables que determinan a evolución dunha poboación:• O número de individuos que nacen• O número de individuos que morren• O número inicial de individuos da poboación• A taxa de natalidade ou porcentaxe de nacidos respecto a poboación existente• A taxa de mortalidade ou porcentaxe de mortos respecto a poboación existente• Os factores ambientais como o alimento, o refuxo, as enfermidades, a competencia (que poden influir tamén nas tasas de natalidade e mortalidade)• O número de individuos que chegan e marchan (migraciones e as tasas correspondentes)

Page 19: Introdución medio ambiente

Introducción ás ciencias medioambientais

Control dunha poboación tendo en conta só os nacementos

+Nacimientos

Población+

T N+

+

NT = Poboación no tempo T NT+1= Poboación no tempo T+1  TN = Taxa natalidade = n° nacidos / n ° total de individuos  NT∙ TN = Nacidos no ano T

NT+1 = NT + NT ∙ TN

Page 20: Introdución medio ambiente

Introducción ás ciencias medioambientais

Crecemento dunha poboación (curva exponencial ou en “J”)

Tiempo en años

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 200

12500

25000

37500

50000Evolución de una población con TN= 0,7

n° in

divi

duos

Page 21: Introdución medio ambiente

Introducción ás ciencias medioambientais

Evolución dunha poboación debida ás mortes

Poboación+

Falecementos ou mortes

TM

+

-

NT+1 = NT - (NT ∙ TM)

NT = Poboación no ano T

NT+1= Poboación no ano T+1

TM = Taxa mortalidade

NT∙ TM = Mortos no ano T

Page 22: Introdución medio ambiente

Introducción ás ciencias medioambientais

Gráfica da evolución dunha poboación sometida só a mortes

Tiempo en años

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 200

12500

25000

37500

50000Evolución de una población con TM=0,3

n° in

divi

duos

Page 23: Introdución medio ambiente

Introducción ás ciencias medioambientais

Evolución dunha poboación tendo en conta nacementos e mortes

+

Falecementos ou mortes

TM

+

-

+Población

+

T N+

+Nacimientos

Potencial biótico = r = TN – TM NT+1 = NT + NT ∙ TN – NT ∙ TM ⇒

NT+1 = NT (1 + TN – TM) = NT (1 + r)

Page 24: Introdución medio ambiente

Introducción ás ciencias medioambientais

Evolución dunha poboación segundo valor do r

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

625

1250

1875

2500Evolución poblacional

r > 0 r < 0 r = 0

Tiempo en años

indi

vidu

os

Page 25: Introdución medio ambiente

Introducción ás ciencias medioambientais

Evolución real das poboacións na natureza

O valor r vaise modificando ao longo do tempo, diminúe ata acadar o “límite de carga”, K, que depende das características do medio e corresponde co número máximo de individuos dunha especie que pode soportar un área concreta.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

0

250000

500000

750000

1000000Evolución en curva sigmoidea de una población

Tiempo en años

Pobl

ació

n

Límite de carga K

Page 26: Introdución medio ambiente

Modelar un sistema

1.Creación dun modelo mental ( a partir da observación da realidade, formúlanse hipóteses e elíxense as variables)

2.Deseño dun diagrama causal (relaciónanse as variables entre sí)3.Elaboración dun modelo formal ou matemático (modelo de Forrester, por exemplo)4.Simulación con diferentes escenarios (estudar o comportamento do sistema a partir de

diferentes supostos iniciais).A partir das simulacións póndense propor diferentes correccións e modificacións para mellorar o modelo.

Page 27: Introdución medio ambiente

Diagrama de Forrester (exemplo)

ESCENARIO = Conxunto de condicións, circunstancias e parámetros iniciais dos que parte unha simulación