1. Concepto de Medio Ambiente · Selectividad UM Junio 2014 Tema 1. Medio Ambiente y Teoría de Sistemas . 4. Modelos sencillos para el estudio de los sistemas MODELOS DE SISTEMAS

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


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


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)


“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)


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



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


Plan de Estudios de Ciencias Ambientales en la Universidad de Murcia

http://www.um.es/web/biologia/contenido/estudios/grados/ambientales/plan/asignaturas


http://www.um.es/web/biologia/contenido/estudios/grados/ambientales/plan/asignaturas

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


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


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


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

(+) (+)

(+) (+)

(+) (+)

(+) (-)


Realizar el ejercicio de la página 8 del

Tema 1 (PAU, junio 2006)


+

+

+

+ +

+

+

+

- -

-

+

+

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


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)


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.


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


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.


Temperatura

CO2

luminosidad

CO2

luminosidad

15ºC

CO2

CO2

Fotosíntesis O2

0,03%

N2

21%

O2

N2

78%

Desnitrificación

bacteriana

Fotosíntesis

tº


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.


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.)


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


-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.


O c

rip

tozo

ico

Era Eon Era Períodos Épocas


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)


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



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



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


Cenozoico -33 Ma, -28 Ma, -9 Ma y Cuaternario

Cambios climáticos Mamíferos


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