Fundamentos de Sistemas y Medio Ambiente: Conceptos Esenciales para la Sostenibilidad

Conceptos Fundamentales en Ciencias Ambientales y Sistemas

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.

Efecto Dominó

Se refiere a las interacciones o interrelaciones entre las variables implicadas en un problema ambiental y sus repercusiones en cadena.

Enfoque Reduccionista

Método analítico que consiste en dividir el objeto de estudio en sus componentes más simples y observarlos por separado.

Enfoque Holístico

Método sintético que busca estudiar el todo o la globalidad y las relaciones entre sus partes, sin obviar detalles.

Propiedades Emergentes

Son las resultantes del comportamiento global y de las relaciones entre los componentes de un sistema.

Sistemas y sus Características

Sistema

Un sistema es un conjunto de partes operativamente interrelacionadas, en el que unas actúan sobre otras y cuyo comportamiento global es de fundamental interés. Un sistema es algo más que la suma de sus partes.

Características de los Sistemas

• Están formados por elementos.
• Cada elemento tiene una función específica en el sistema y se relaciona con los demás elementos.
• Los elementos interaccionan para desempeñar funciones (propiedades emergentes), lo que se conoce como sinergia.
• No están aislados; reciben energía y materia necesarias para su funcionamiento, así como información del exterior que desencadena su actividad.
• Producen materia y emiten energía e información.

Modelos de Sistemas

Los modelos son versiones simplificadas de la realidad que nos ayudan a comprenderla.

Tipos de Modelos

• Mentales: Son subjetivos, lo que guardamos en nuestra mente; nos guían y se perfeccionan con la experiencia.
• Formales: Son solo aproximaciones, modelos matemáticos que representan la realidad de la forma más concreta y precisa posible.

Modelos de Sistema de Caja Negra

En este tipo de modelo, nos fijamos únicamente en las entradas y salidas de materia, energía e información de un sistema, sin analizar su funcionamiento interno.

Pasos para un Modelo de Caja Negra:

• Marcar fronteras: aislar el sistema y determinar lo que está fuera y dentro.
• Señalar entradas y salidas.

Tipos de Sistemas (según el modelo de caja negra)

• Abiertos: En ellos se producen entradas y salidas de materia y energía (ejemplo: una ciudad).
• Cerrados: No hay intercambios de materia, pero sí de energía (ejemplo: una charca).
• Aislados: No hay intercambio de materia ni de energía (ejemplo: el sistema solar).

Modelos de Sistema de Caja Blanca

En contraste con la caja negra, en este modelo observamos el interior de un sistema. Es necesario marcar las variables que lo componen y unirlas con flechas que representan las interacciones entre ellas.

Leyes Fundamentales de la Termodinámica

Primera Ley de la Termodinámica

La energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma.

Segunda Ley de la Termodinámica: La Entropía

La entropía es una magnitud no utilizable de la energía contenida en un sistema. Es una medida del desorden de la energía de un sistema.

Relaciones Causales en Sistemas

Relaciones Causales Simples

• Directas: Si aumenta A, causa un aumento de B. Recíprocamente, si disminuye A, disminuye B.
• Inversas: Si aumenta A, disminuye B; o si disminuye A, aumenta B.
• Encadenadas: Cuando hay varias variables unidas en una secuencia causal.

Relaciones Causales Complejas: Bucles de Realimentación

Los bucles de realimentación son cadenas cerradas de interacciones que influyen en el comportamiento del sistema.

• Bucles de Realimentación Positiva

  La causa aumenta el efecto y el efecto, a su vez, aumenta la causa. Tienden a amplificar los cambios y a desestabilizar los sistemas. Se establecen en cadenas cerradas que tienen un número par de relaciones inversas.

• Bucles de Realimentación Negativa

  Al aumentar A, aumenta B, pero el incremento de B hace disminuir a A. Tienden a estabilizar los sistemas, buscando un equilibrio. Se establecen siempre que el número de relaciones inversas (-) sea impar.