Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas
1. Concepto de Medio Ambiente
“Es el conjunto de
componentes físicos, químicos,
biológicos y sociales, capaces
de afectar de forma directa o
indirecta, en un plazo corto o
largo, sobre los seres vivos y
las actividades humanas”.
Conferencia de las Naciones
Unidas (Estocolmo, 1972)
Atmósfera
Hidrosfera
Geosfera
Seres vivos= Biosfera
que INTERACTÚAN
entre sí
Tiene repercusiones
EN CADENA sobre
otros componentes del
Medio Ambiente
Efecto dominó
Origen de la plaga
-Originario de las áreas tropicales del Sudeste Asiático y
Polinesia.
-Huéspedes: Palmera datilera y Palmera canaria.
- La causa de la rápida progresión de esta plaga debe
imputarse al transporte de palmeras jóvenes o adultas e
hijuelos de áreas contaminadas a áreas sanas. Todo
indica que los primeros picudos fueron introducidos en
España con palmeras adultas importadas de Egipto.
Biología
La larva penetra en el tronco, labrando galerías de hasta
más de 1 metro de longitud que se ramifican por todo el
interior.
Si las galerías dañan la yema apical, la palmera muere.
Control
Las palmeras muy afectadas o muertas deben
arrancarse y quemarse para evitar la salida de adultos y
su dispersión.
Trampas con feromonas que atraigan y atrapen a los
insectos en las zonas de infección.
En la prevención resulta esencial la exigencia del
pasaporte fitosanitario a las palmeras de importación; así
como la inspección de las palmeras procedentes de
países no pertenecientes a la Unión Europea y su
sometimiento a medidas de cuarentena previas a su
introducción.
Un ejemplo de “efecto dominó”: El Picudo Rojo
Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas
TALAR ÁRBOLES DE UN BOSQUE
efectos
O2
CO2
•Anidan aves
•Cobijo a seres vivos
•Proporcionan alimento
• Etc.
Variación en la
distribución de
seres vivos del
ecosistema
Desprotege
el suelo
Aumenta
la erosión
Pérdida de
capacidad de retención
de agua
Aumenta
el riesgo de
inundaciones
Aumenta
la concentración
de CO2 en la
atmósfera
Aumenta
el “efecto
invernadero”
Provoca un
cambio climático
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AHORRO ENERGÉTICO
efectos
Menor utilización de los
Recursos Naturales Menor gasto
económico
Carbón
Menor contaminación (aire, agua)
Menor incremento del efecto
invernadero
Situación actual:
•La humanidad tiene unos altos niveles de consumo energético
•En consecuencia, se agotan rápidamente algunos recursos naturales de los que se
obtienen combustibles
Petróleo Gas Natural Más inversiones
en sanidad,
educación
Menor cantidad de vertidos
tóxicos
“Si desaparecieran todos los insectos de la tierra, en menos de 50 años desaparecería toda la vida”
Jonas Salk (1914-1995- Inventor de la vacuna de poliomelitis)
Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas
“Si todos los seres humanos desaparecieran de la tierra, en menos de 50 años todas las formas de vida florecerían".
Jonas Salk (1914-1995- Inventor de la vacuna de poliomelitis)
Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas
2. Enfoque interdisciplinar de las Ciencias Ambientales
ESTUDIO DEL MEDIO
AMBIENTE
de los que se ocupan diferentes disciplinas, como
es
INTERDISCIPLINAR
ya que
ABARCA TEMAS QUE DEBEN SER
ABORDADOS DESDE DISTINTOS
PUNTOS DE VISTA
ECOLOGÍA
FÍSICA
GEOLOGÍA
BIOLOGÍA
DERECHO
SOCIOLOGÍA
ECONOMÍA
ARQUITECTURA
INGENIERÍA
MATEMÁTICAS
QUÍMICA
GEOGRAFÍA
MEDICINA
HOLÍSTICA
Por lo que se requiere
una visión
Ejemplo: Gabinetes que hacen Estudios de Impacto Ambiental
Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas
Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas
Importancia en el mundo actual de las CC. Ambientales
LOS EXPERTOS
EN CIENCIAS
AMBIENTALES
“AMBIENTÓLOGOS” desarrollan tareas como...
Evaluación
y auditorías
ambientales
Control de
índices de
polución
Educación
ambiental
Turismo
rural
Análisis
de riesgos
ambientales
Gestión
del
territorio
Tratamiento
de aguas
residuales
Planes de
desarrollo
local
Gestión y
planificación
del entorno
Restauración del
paisaje
Determinación
y diseño del
control de plagas
Control y
gestión de
espacios naturales
Vigilancia
y mejora de la
calidad de las aguas
Detección,
análisis y control de
contaminantes
Importancia en el mundo actual de las CC. Ambientales
LOS EXPERTOS
EN CIENCIAS
AMBIENTALES
“AMBIENTÓLOGOS” trabajan en empresas...
Empresas de
reciclado
Administración
Pública
Docencia
Sector
Eléctrico
Investigación en
CC. Ambientales
(universidades)
Ordenación
del territorio
Sector
Siderúrgico y
Metalúrgico
Sector Forestal Construcción
y obras públicas
Sector Químico y
Nuclear
Auditoras
Ambientales
Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas
Plan de Estudios de Ciencias Ambientales en la Universidad de Murcia
http://www.um.es/web/biologia/contenido/estudios/grados/ambientales/plan/asignaturas
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3. 1. Aproximación a la Teoría de sistemas
Sistema
“es el conjunto de partes operativamente interrelacionadas, en el que
unas partes actúan sobre otras y del que interesa considerar
fundamentalmente el comportamiento global”
Ejemplos: una fábrica, el
instituto, el cuerpo de un ser
vivo, una charca...
No es sólo la suma de las partes,
sino también sus interacciones
Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas
Reduccionista: Divide el objeto de
estudio en sus elementos y los estudia
por separado. En el caso del medio
ambiente son tan importantes los
fenómenos como las relaciones entre
ellos, por tanto se debe de estudiar
desde otro enfoque.
Para su estudio podemos utilizar dos enfoques
Holístico: Estudia tanto los elementos
como las relaciones entre ellos. Para
estudiar el medio ambiente desde el
enfoque holístico se usa la teoría de
sistemas
La Teoría General de Sistemas se basa en observar y analizar las relaciones e
interacciones existentes entre las partes de nuestro objeto de estudio,
recurriendo al uso de modelos
Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas
Defina el concepto de medio ambiente (0.4 puntos). Cuando se estudia un sistema, ¿qué diferencias hay entre el enfoque reduccionista y el enfoque holístico? (0.7 puntos). Defina sistema cerrado, sistema abierto y sistema aislado (0.9 puntos).
Selectividad UM Junio 2014
Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas
4. Modelos sencillos para el estudio de los sistemas
MODELOS DE SISTEMAS
CAJA NEGRA
No interesa lo que ocurre en el interior del sistema (caja
negra) sino en las entradas y salidas de materia, energía e
información. Es decir, sus intercambios con el entorno.
ENTRADA
(energía, materia...)
SALIDA
(energía, materia...)
1º Delimitar las fronteras del sistema.
2º Establecer las entradas y salidas de energía y materia.
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MODELOS DE SISTEMAS
CAJA BLANCA
Sí interesa lo que ocurre en el interior del sistema (caja blanca) y
por lo tanto estudiamos las relaciones entre las VARIABLES que
lo componen.
Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas
TIPOS DE RELACIONES ENTRE LAS VARIABLES
a) Relaciones simples:
1. Directas o positivas
A menor luz solar menor fotosíntesis
2. Inversas o negativas
A menor nº enfermedades mayor nº individuos
3. Encadenadas
A más vehículos más ruido menor calidad de vida
b) Relaciones complejas o de retroalimentación:
1. Retroalimentación positiva
Personas Nacimientos
2. Retroalimentación negativa
Glucosa Insulina
(+) (+)
(+) (+)
(+) (+)
(+) (-)
Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas
Realizar el ejercicio de la página 8 del
Tema 1 (PAU, junio 2006)
Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas
+
+
+
+ +
+
+
+
- -
-
+
+
El albedo es el porcentaje de radiación que cualquier
superficie refleja respecto a la radiación que incide sobre la
misma. Las superficies claras tienen valores de albedo
superiores a las oscuras, y las brillantes más que las mates
Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas
Las relaciones entre las variables de un sistema pueden ser de dos tipos: simples o complejas. a) Explique qué son relaciones simples y los tipos de relaciones simples posibles (0.8 puntos). b) Explique qué son relaciones complejas y los tipos de relaciones complejas (0.8 puntos). c) Diga de qué tipo son las siguientes relaciones (0.4 puntos):
c.1 - Entre el ruido y la calidad de vida. c.2 - Entre la luz solar y la fotosíntesis. c.3 – Entre el número de nacimientos y de individuos en una población. c.4 – Entre vegetación y erosión
(Junio 2013)
Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas
5. Complejidad y entropía
LA ENERGÍA EN LOS
SISTEMAS
deben cumplir los PRINCIPIOS de la TERMODINÁMICA
1º “la energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma” La energía que entra en un sistema es igual a la que sale
•Por ello, en todo sistema, la energía que entre será equivalente a la
energía almacenada en el sistema, más la energía que salga de él.
•Como en cualquier conversión energética, cierta cantidad de energía se libera
en forma de calor y, aunque no desaparece, se pierde a efectos prácticos pues no
sirve para realizar un trabajo útil.
•Esto nos conduce al segundo principio de la termodinámica.
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5. Complejidad y entropía
LA ENERGÍA EN LOS
SISTEMAS
deben cumplir los PRINCIPIOS de la TERMODINÁMICA
2º “en cada transferencia de energía, la energía se
transforma desde formas más concentradas y organizadas,
a más dispersas y desorganizadas”
Aumenta la ENTROPÍA.
•La tendencia natural del Universo es hacia un estado de máxima entropía, al
máximo desorden
• Sin embargo los seres vivos se oponen a esa tendencia porque son sistemas
ordenados
• Que consiguen mantener una baja entropía interior (mayor orden)
degradando azúcares en la respiración y expulsando al entorno moléculas (CO2
y vapor de agua) de elevada entropía, así rebajan su entropía a costa de
aumentar la del entorno
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Hipótesis de Gaia (Lovelock)
La Tierra tiene capacidad de autorregularse mediante
la interacción de sus elementos: atmósfera,
hidrosfera, geosfera y biosfera.
-La biosfera es algo más que un catálogo de especies,
es una entidad con propiedades mayores que la suma
de sus partes.
-La biomasa autorregula las condiciones del planeta
para hacer su entorno físico más hospitalario con las
especies que conforman la vida.
- El que la atmósfera la compongan un 78%
nitrógeno, 21% oxígeno y apenas un 0,03% dióxido
de carbono, se debe a que la vida, con su actividad y
su reproducción, mantiene estas condiciones que la
hacen habitable para muchas clases de vida.
Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas
Dadas unas condiciones iniciales que hicieron posible el inicio de la vida
en el planeta, ha sido la propia vida la que las ha ido modificando y, por
tanto, las condiciones resultantes son consecuencia y responsabilidad de la
vida que lo habita.
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Temperatura
CO2
luminosidad
CO2
luminosidad
15ºC
CO2
CO2
Fotosíntesis O2
0,03%
N2
21%
O2
N2
78%
Desnitrificación
bacteriana
Fotosíntesis
tº
Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas
CONCLUSIONES:
- La temperatura media de la Tierra se mantiene constante a
pesar de que la intensidad solar ha variado a lo largo del
tiempo.
- La Tierra tiene un 78% nitrógeno en la atmósfera, que es
mucho mayor que en otros planetas. (Bacterias que
transforman los nitratos en N2).
- La concentración de gases como oxígeno y dióxido de
carbono se han mantenido estables durante muchos millones
de años gracias a los seres vivos. (CO2 se retira por las plantas
y en los caparazones de moluscos).
- La salinidad del océano permanece constante.
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7. Cambios ambientales a lo largo de la historia de la Tiera: las extinciones
-Es la muerte de todos los individuos que componen una especie, ya
sea a nivel local o global.
- Extinciones en masa, desaparecen, al menos, el 50% de los seres
vivos presentes en el planeta en ese momento.
Factores de extinción
a) Biológicos:
- Causados por las interacciones entre seres vivos.
- Como la depredación,
- las enfermedades de origen bacteriano o vírico
- o por la competencia.
- También puede ser debido al propio tamaño de la población:
- menor población, menor variabilidad genética y más
vulnerabilidad ante otros aspectos (cambio climático, de
condiciones ambientales, etc.)
Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas
b) Factores físico-químicos:
-Como son la radiación, la humedad, la temperatura, las cantidades
disponibles de nutrientes, etc.
- Ejemplos:
- Los cambios climáticos, como las glaciaciones periódicas;
- En el medio marino las variaciones de temperatura, las
fluctuaciones de la salinidad o las alteraciones en la circulación
de las corrientes;
- O los aumentos de la temperatura global (por ejemplo por
acumulación de dióxido de carbono en la atmósfera):
- O las oscilaciones del nivel del mar y el movimiento de las
placas tectónicas.
c) Factores extraterrestres:
- Como puede ser el impacto de un meteorito sobre la Tierra
Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas
-Las extinciones en masa han jugado un papel importante en la
historia de la vida.
- Las extinciones desempeñen una función importante en la
evolución de la vida en la Tierra.
- La extinción de algunas especies han posibilitado el
surgimiento y desarrollo de nuevas que pueden
adaptarse mejor al medio ambiente.
- Si las especies no llegaran a extinguirse, los únicos organismos que
habitarían la Tierra serían los microorganismos primigenios con que
empezó la vida en el mar.
Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas
O Hádico. Formación de la Tierra. No se identifican
rocas, sólo meteoritos. No hay evidencias de vida
Primeras rocas. Primeras formas de vida. Primeros
fósiles unicelulares
Primeros seres fotosintéticos. Aparición O2
atmósfera. Primera crisis biótica
Atmósfera
reductora
Atmósfera
oxidante
- Rica en NH3, CH4, H2, abundante
radiación ultravioleta…
- Aparición primeros seres vivos
unicelulares, heterótrofos, anaerobios
- Escasea materia orgánica
- Aparición primeros seres fotosintéticos
- Desaparición primeros heterótrofos
(O2 tóxico, aparece O3, filtro radiación
ultravioleta). Primera crisis biótica
(extinción)
Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas
O Hádico. Formación de la Tierra. No se identifican
rocas, sólo meteoritos. No hay evidencias de vida
Primeras rocas. Primeras formas de vida. Primeros
fósiles unicelulares
Primeros seres fotosintéticos. Aparición O2
atmósfera. Primera crisis biótica
Extinción precámbrica
Superpoblación de
plancton calcáreo
Disminución del
CO2 atmosférico
Bajada Tª, glaciación
“eocámbria” Extinciones masivas
Apariciones de nuevas formas de vida
Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas
Transforma en una tabla el texto sobre las
extinciones del Fanerozioco
Momento Causas Consecuencias
Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas
Momento Causas Consecuencias
Ordovícico-Silúrico -435 Ma
Cambios tectónicos Gondwana en el Polo Sur, climáticos Bajada del nivel del mar
Desaparición del 50% especies
Devónico -360 Ma
Depósito marino de CO2
Enfriamiento global
Permo-Triásica (P/T) -250 Ma
Erupciones volcánicas, cambios atmosféricos, lluvia ácida
Desaparicion del 90% especies. Ej. Trilobites
Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas
Momento Causas Consecuencias
Triásica -205 Ma
Erupciones volcánicas, impactos meteoritos
Auge dinosaurios
Límite K-T -65 Ma
Impacto meteorito Golfo de México
Desaparición dinosaurios, ammonites. Desarrollo de los mamíferos
Momento Causas Consecuencias
Cenozoico -33 Ma, -28 Ma, -9 Ma y Cuaternario
Cambios climáticos Mamíferos
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