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 Control de índices de polución Análisis de riesgos ambientales Evaluación y auditorías ambientales Gestión del territorio Educación ambiental Tratamiento de aguas residuales LOS EXPERTOS EN CIENCIAS AMBIENTALES “AMBIENTÓLOGOS” desarrollan tareas como... Turismo rural Control y gestión de espacios naturales Planes de desarrollo local Vigilancia y mejora de la calidad de las aguas Gestión y planificación del entorno Detección, análisis y control de contaminantes Determinación y diseño del control de plagas Restauración del paisaje

Importancia en el mundo actual de las CC. Ambientales Administración Pública Sector Eléctrico Empresas de reciclado Ordenación del territorio Administración Pública LOS EXPERTOS EN CIENCIAS AMBIENTALES “AMBIENTÓLOGOS” trabajan en empresas... Auditoras Ambientales Docencia Sector Siderúrgico y Metalúrgico Investigación en CC. Ambientales (universidades) Sector Químico y Nuclear Sector Forestal Construcción y obras públicas

1. Concepto de Medio Ambiente Atmósfera Hidrosfera Geosfera “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) Seres vivos= Biosfera que INTERACTÚAN entre sí Tiene repercusiones EN CADENA sobre otros componentes del Medio Ambiente Efecto dominó

Un ejemplo de “efecto dominó”: El Picudo Rojo
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.

Anidan aves Cobijo a seres vivos Proporcionan alimento Etc. O2 CO2 TALAR ÁRBOLES DE UN BOSQUE efectos Variación en la distribución de seres vivos del ecosistema Aumenta la concentración de CO2 en la atmósfera Desprotege el suelo Pérdida de capacidad de retención de agua Aumenta el “efecto invernadero” Aumenta la erosión Aumenta el riesgo de inundaciones chiste Provoca un cambio climático

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 AHORRO ENERGÉTICO efectos Menor utilización de los Recursos Naturales Menor gasto económico Más inversiones en sanidad, educación Petróleo Carbón Gas Natural Menor contaminación (aire, agua) Menor incremento del efecto invernadero Menor cantidad de vertidos tóxicos

“Si la abeja desapareciera del planeta, al hombre solo le quedarían 4 años de vida”
Albert Einstein

2. Enfoque interdisciplinar de las Ciencias Ambientales ESTUDIO DEL MEDIO AMBIENTE es INTERDISCIPLINAR HOLÍSTICA ya que ABARCA TEMAS QUE DEBEN SER ABORDADOS DESDE DISTINTOS PUNTOS DE VISTA Por lo que se requiere una visión de los que se ocupan diferentes disciplinas, como ECOLOGÍA MEDICINA ECONOMÍA GEOGRAFÍA SOCIOLOGÍA INGENIERÍA DERECHO MATEMÁTICAS BIOLOGÍA ARQUITECTURA GEOLOGÍA QUÍMICA FÍSICA Ejemplo: Gabinetes que hacen Estudios de Impacto Ambiental

Plan de Estudios de Ciencias Ambientales en la Universidad de Murcia

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” No es sólo la suma de las partes, sino también sus interacciones Ejemplos: una fábrica, el instituto, el cuerpo de un ser vivo, una charca... 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

3.2. Tipos de sistemas: abiertos, cerrados y aislados

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.

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).

Representa un sistema “caja blanca” para una pecera

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 (+) (+) (+) (+) (+) (+) (-) (+)

El crecimiento de la población. Factores que lo regulan Retroalimentación positiva: tasa de natalidad Retroalimentación negativa: tasa de mortalidad N N t t Nt+1=Nt + Nt . TN Nt+1=Nt - Nt . TM TM TN (+) (+) (+) (+) Población muertes nacimientos (+) (-) Nt+1=Nt + Nt . (TN-TM)= Nt (1 + r), en la que r (pot. biótico) = TN -TM

Realizar el ejercicio de la página 8 del Tema 1 (PAU, junio 2006)

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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 2º “en cada transferencia de energía, la energía se transforma desde formas más concentradas y organizadas, a más dispersas y desorganizadas”: Aumenta la ENTROPÍA. Con la excepción de los seres vivos, que son sistemas ordenados

6. El medio ambiente como interacción de sistemas EL MEDIO AMBIENTE es un SISTEMA que resulta de la conjunción de 3 sistemas ECOSFERA TECNOSFERA SOCIOSFERA Parte de la Tierra en la que existe vida sin apoyo artificial Un sistema artificial formado por el medio construido por los seres humanos dentro del espacio proporcionado por la ecosfera Un sistema artificial compuesto por todas las instituciones desarrolladas por la humanidad con el fin de gestionar sus relaciones internas y las interacciones con los otros sistemas formado a su vez por 4 subsistemas ATMÓSFERA HIDROSFERA GEOSFERA BIOSFERA

Resumir el artículo sobre Gaia

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.

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.

 78% N2 CO2 Desnitrificación bacteriana O2  21% Fotosíntesis N2 luminosidad luminosidad CO2 CO2 15ºC Temperatura CO2 O2 N2 Fotosíntesis CO2  0,03% O2

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.

Transforma en un esquema de relaciones simples y complejas la entrevista sobre Medusas del Mar Menor

Pregunta qué ocurriría si desaparecieran las medusas del Mar Menor
Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas 1ª causa, exceso de larvas verano 2012 y consumo de toda la comidad 2ª causa, entre mayo y junio de 2013, temperaturas medias 3-5 ºC más bajas 3ª causa, aparición de un depredador el ctenóforo Mnemiopsis lleidi que se come las larvas Previsión, en 2-3 años volverá a haber una explosión de medusas Pregunta qué ocurriría si desaparecieran las medusas del Mar Menor AÑO 2012: Tm de Cotilorriza tuberculata y Rhizostoma pulmo AÑO 2013: 30 Tm Rhizostoma pulmo, 0 Tm Cotilorriza tuberculata

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 Biológicos: Causados por las interacciones entre seres vivos. Como la depredación, las enfermedades de origen bacteriano vírico y 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.)

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 asteroide sobre la Tierra

Las extinciones en masa han jugado un papel importante en la historia de la vida. La extinción de algunas especies han posibilitado el surgimiento y desarrollo de nuevas que pueden adaptarse mejor al medio ambiente. Las extinciones desempeñen una función importante en la evolución de la vida en la Tierra. 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.

Era Eon Era Períodos Épocas O criptozoico

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 - 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) Atmósfera oxidante

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

Transforma en una tabla el texto sobre las extinciones del Fanerozioco
Momento Causas Consecuencias

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

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

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)

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