Fundamentos de la Dinámica de Sistemas: Enfoques, Modelos y el Concepto de Caja Negra

Fundamentos Conceptuales del Medio Ambiente y Sistemas

1.1 Medio Ambiente: Definición y Alcance

El Medio Ambiente es el conjunto de componentes físicos, químicos, biológicos y sociales capaces de causar efectos directos o indirectos, en un plazo corto o largo, sobre los seres vivos y las actividades humanas.

1.2 Uso de un Enfoque Científico: Reduccionismo y Holismo

El enfoque reduccionista se centra en el estudio detallado de cada componente individual. Sin embargo, este estudio pormenorizado no siempre es suficiente para comprender el funcionamiento del sistema como un todo.

Para lograr una comprensión integral, debemos recurrir al enfoque holístico, que busca estudiar el todo o la globalidad y las relaciones e interacciones entre sus partes. Este enfoque pone de manifiesto las propiedades emergentes, que son aquellas resultantes del comportamiento global y las relaciones complejas entre los componentes.

1.3 Sistema y Dinámica de Sistemas

Un Sistema es un conjunto de partes operativamente interrelacionadas; es decir, un conjunto en el que unas partes actúan sobre otras y del que interesa considerar fundamentalmente el comportamiento global.

Para el estudio de los sistemas se utiliza el enfoque holístico, el cual requiere una metodología específica conocida como Teoría de Sistemas Dinámicos o Dinámica de Sistemas. Esta metodología se basa en observar y analizar las relaciones e interacciones existentes entre las partes de nuestro objeto de estudio, recurriendo sistemáticamente al uso de modelos.

1.4 Uso de Modelos

Existen diversos tipos de modelos, pero nos centraremos en dos categorías principales:

• Modelos Mentales

  Aunque no siempre seamos conscientes, lo que almacenamos en nuestra mente no es la realidad en sí, sino sus modelos mentales. Estos modelos nos sirven para orientarnos en el mundo y, de forma inconsciente, los vamos perfeccionando continuamente.

• Modelos Formales

  Son los modelos matemáticos que, al igual que todos los modelos, son solo aproximaciones de la realidad. Sin embargo, constituyen una herramienta extremadamente útil para representar la realidad de la forma más concreta y precisa posible.

1.5 Modelos de Sistemas de Caja Negra (Black Box)

Un Sistema de Caja Negra se representa como una entidad interna que no se examina; solo se observan sus entradas y salidas de materia, energía e información, es decir, sus intercambios con el entorno.

Pasos para el Diseño de un Sistema de Caja Negra

1. El primer paso es marcar sus fronteras o límites. Aunque a veces sean ficticios y arbitrarios, estos límites ayudan a aislar el sistema del resto de la realidad y a determinar lo que está fuera y lo que está dentro de él.
2. Posteriormente, se señalan las entradas y las salidas, si es que existen.

A. Tipos de Sistemas de Caja Negra

• Sistemas Abiertos

  Son aquellos en los que se producen entradas y salidas de materia y energía. Por ejemplo, en una ciudad entran energía y materiales, y sale energía en forma de calor y materia en forma de desechos y productos manufacturados.