CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIOAMBIENTALES BLOQUE 1. MEDIO AMBIENTE Y FUENTES DE INFORMACION AMBIENTAL

CONCEPTO DE MEDIO AMBIENTE El medio ambiente es el conjunto de componentes físicos, químicos, biológicos y sociales capaces de causar efectos directos o indirectos sobre los seres vivos y las actividades humanas, en un plazo corto o largo de tiempo.

INTERDISCIPLINARIEDAD DE LAS CIENCIAS AMBIENTALES Las ciencias ambientales son un conjunto de disciplinas cuya finalidad es la comprensión del medio ambiente y de sus interacciones con la humanidad. Muchas de estas disciplinas poseen larga tradición en otros ámbitos del saber, como las matemáticas, física, química, biología… Utilizan conocimientos procedentes de las ciencias reduccionistas, tienen un enfoque sistémico, se basan en la teoría de sístemas y utilizan un método de trabajo interdisciplinar

APROXIMACION A LA TEORIA GENERAL DE SISTEMAS Para la Termodinámica un sistema es una parte del Universo que separamos del resto para estudiarla. Para la Teoría general de sistemas, un sistema es un conjunto de elementos interrelacionados entre sí que forman una unidad. Un sistema es una estructura mayor que la suma de sus partes, posee propiedades emergentes.

APROXIMACION A LA TEORIA GENERAL DE SISTEMAS.2 Las definiciones de sistema no concretan el tamaño, ni la complejidad ni las propiedades, por lo que podemos considerar sistema desde una simple célula, una charca, una maquinilla de afeitar… hasta el Sistema Solar. Cuando un sistema se encuentra englobado dentro de otro mayor forma un subsistema. Ej.: el sistema Tierra es un subsistema del Sistema Solar.

MEDIO NATURAL El medio ambiente de un sistema son los elementos exteriores a él con los que intercambia materia, energia o información. Medio natural es el conjunto de subsistemas terrestres con los que actuamos: la atmósfera, la hidrosfera, la corteza terrestre y la biosfera (de la que formamos parte).

COMPLEJIDAD Y ENTROPÍA Los componentes de los sistemas y los sistemas entre sí han de seguir las leyes de la Termodinámica: 1. La energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma. 2. La energía potencial del estado final es siempre menor que la energía potencial del estado inicial.

COMPLEJIDAD Y ENTROPÍA.2 Como consecuencia de estas leyes: 1) Para que se produzcan procesos espontáneamente tiene que haber una entrada de energía desde fuera del sistema (procesos exergónicos) . 2) Los procesos naturales tienden a aumentar la entropía, es decir el desorden y la aleatoriedad.

TIPOS DE SISTEMAS SISTEMAS ABIERTOS Teniendo en cuenta la Termodinámica hay: SISTEMAS ABIERTOS Intercambian materia y energía con su entorno. Ej.: un lago, una ciudad, un bosque. SISTEMAS CERRADOS Solo intercambian energía. Ej.: el planeta Tierra (excluyendo meteoritos). SISTEMAS AISLADOS No intercambian materia ni energía. En sentido estricto no existe ninguno. Con limitaciones podríamos considerar al Sistema Solar.

Subsistemas y sistemas Sistema espacio Sistema solar Sistema Tierra Ecosistemas Ejemplos de sistemas y subsistemas

EL MEDIO AMBIENTE COMO SISTEMA Podemos considerar la Tierra como un gran sistema formado por varios subsistemas: ATMOSFERA HIDROSFERA GEOSFERA BIOSFERA

ATMOSFERA Capa mas externa del planeta, en estado gaseoso que se extiende hasta 300 km. de altura.

HIDROSFERA Prácticamente todo el agua que hay en la Tierra constituye una capa discontinua que envuelve la superficie solida. Comprende el agua líquida, tanto continental (ríos, lagos…) como oceánica, y el hielo glaciar; pero también hay agua en la atmósfera y en los seres vivos. .

GEOSFERA Es la parte rocosa del planeta, formada por corteza, manto y núcleo. En la parte superficial de la corteza se van a llevar a cabo la mayoría de las interrelaciones con los otros subsistemas terrestres.

BIOSFERA Formada por todos los seres vivos que habitan la Tierra. Ocupa la parte inferior de la atmósfera, la parte superficial de la Corteza Terrestre y una parte de la hidrosfera

LOS CAMBIOS EN LOS SISTEMAS Cuando un sistema está funcionando, realiza transformaciones energéticas y trabajos. No hay ningún trabajo que sea totalmente conservativo, y por tanto parte de la energía se disipa al no ser recuperable. Por lo tanto, si a un sistema no se le proporciona energía periódicamente deja de funcionar (reposo o equilibrio con el entorno) )

SISTEMAS ALEJADOS DEL EQUILIBRIO Cualquier sistema biológico recibe de su entorno un continuo aporte de energía y materia que les permite mantener su estructura y realizar trabajos. Si este aporte se detiene también se detiene el sistema llegando a su estado de equilibrio. Por tanto, los sistemas con funcionamiento mantenido, (como un ser vivo por ej.), son sistemas alejados del equilibrio

SISTEMAS ADAPTATIVOS Son sistemas complejos capaces de contrarrestar las perturbaciones procedentes del exterior y mantener su funcionamiento estabilizado entre unos márgenes muy estrechos de fluctuación. Ej.: el sistema atmosférico se ha mantenido dentro de unos valores estrechos en los últimos mil millones de años. Lovelock dijo en 1969 que se debía a la actividad de la biosfera.

HIPOTESIS GAIA James Lovelock, a partir de los estudios sobre la estabilidad de la química atmosférica publicó en 1979 la teoría GAIA, que considera que la vida es un atributo del planeta Tierra en su conjunto y no solo de la biosfera, es decir, la Tierra en su conjunto sería un sistema adaptativo.

HOMEOSTASIS Y SISTEMAS HOMEOSTATICOS La homeostasis es la capacidad de un sistema de mantener constantes ciertos parámetros. Por ello, los sistemas adaptativos se llaman también sistemas homeostáticos o sistemas autorregulados.

REALIZACIÓN DE MODELOS SENCILLOS DE LA ESTRUCTURA DE UN SISTEMA AMBIENTAL NATURAL 1. MODELOS ANALOGICOS: EL TUNEL DE VIENTO LAS MAQUETAS DIAGRAMAS DE RELACIONES CAUSALES (DIAGRAMAS DE FORRESTER) 2. MODELOS DIGITALES: PREVISION DE RIESGOS SISTEMAS DE ALERTA TEMPRANA (SAT) ORDENACION DEL TERRITORIO DISEÑO DE ESTRUCTURAS

DIAGRAMAS DE FORRESTER Son diagramas de relaciones causales en los que se representan diversas variables que tienen una relación causa-efecto. La relación se indica mediante flechas en las que se añade el signo + si la relación es directa, y el signo – si la relación es inversa.

TIPOS DE DIAGRAMAS DE FORRESTER 1. RELACION DIRECTA ENTRE VARIABLES Se representa con el signo + radiación solar temperatura (a más radiación solar, más temperatura, o, a menos radiación solar, menos temperatura).

TIPOS DE DIAGRAMAS DE FORRESTER. 2 2. RELACION INVERSA ENTRE VARIABLES Se representa con un signo – Temperatura agua O2 disuelto en un rio (a más temperatura del agua, menos oxígeno disuelto, o a menos temperatura del agua, más oxígeno disuelto

TIPOS DE DIAGRAMAS DE FORRESTER. 3 3. RELACIONES ENCADENADAS Se producen entre mas de dos variables. Si el número total de relaciones INVERSAS ES PAR, la relación global será DIRECTA. En caso contrario, la relación global será inversa. (recordad que - x - = + )

EJ. DE RELACIONES ENCADENADAS USO NITRATOS MINERALES EN AGUA ALGAS MICROORGANISMOS DESINTEGRADORES O2 SERES VIVOS EN AGUA

EJ. DE RELACIONES ENCADENADAS En el caso anterior el resultado global de las relaciones encadenadas es INVERSO, ya que el número de relaciones inversas es uno (impar); y por tanto podríamos concluir, que A MAYOR CANTIDAD DE NITRATOS, MENOR SERA EL NUMERO DE SERES VIVOS EN EL MEDIO ACUATICO A DONDE FLUYAN.

BUCLES DE REALIMENTACION Cuando en un diagrama de relaciones causales encontramos una variable que afecta a otra anterior de la cadena se forma un circuito cerrado de relaciones causales llamado bucle de realimentación, de retroalimentación o feedbak. Pueden ser de dos tipos RETROALIMENTACION POSITIVA RETROALIMENTACION NEGATIVA

RETROALIMENTACION POSITIVA Cuando el aumento de una variable produce el aumento de la otra variable. (o la disminución produce disminución). Ej.: EROSION ESPESOR SUELO RETENCION DE AGUA A más erosión, menos suelo, y a menos suelo, menos retención de agua, a menos retención de agua, mas erosión

REALIMENTACION NEGATIVA El aumento de una variable produce la disminución de la otra variable. Es el ej. Típico del termostato de una calefacción. (si la temperatura baja, el termostato se dispara y se enciende la caldera más tiempo). LOS SISTEMAS HOMEOSTATICOS POSEEN BUCLES DE RETROALIMENTACIÓN POSITIVA PARA AUTORREGULARSE.