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Tema 1 Hum Med Amb y Sist pdf

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(1)

ACEPCIÓN ACTUAL DE MEDIO AMBIENTE

«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».

Se trata, pues, de un conjunto de componentes

físico-químicos (atmósfera, hidrosfera y geosfera), biológicos

(los seres vivos o biosfera) y sociales (la humanidad o

antroposfera) no estudiados de una manera aislada

INTERACCIONAN

EFECTO DOMINÓ

VISIÓN HOLÍSTICA (De Conjunto)

No REDUCCIONISTA

El estudio del medio ambiente es

interdisciplinar, ya que abarca

temas que deben ser abordados

desde distintos puntos de vista,

de los que se ocupan las

diferentes disciplinas: Ecología,

Economía, Sociología, Derecho,

Biología, Geología, Física,

Química, Matemáticas, Ingeniería,

Arquitectura, Medicina y

(2)

Estudio de sistemas (Holístico)

DINÁMICA DE SISTEMAS

Uso de MODELOS

(Versiones simplificadas de la realidad)

DEFINICIÓN DE SISTEMA

Conjunto de partes operativamente interrelacionadas

de las que interesa el comportamiento global, y del

que surgen las llamadas propiedades emergentes

que están ausentes al estudiar las partes por separado

SISTEMAS Y SU DINÁMICA

Obreros, herramientas

FÁBRICA

COCHE

MODELOS MATEMÁTICOS: E = m c

2

MODELOS MENTALES:

Los sistemas reales se

pueden representar

mediante modelos de

sistemas que, para abreviar,

(3)

Un sistema caja negra se representa como una caja

dentro de la cual no queremos mirar y sólo nos

fijamos en sus intercambios con el entorno

MODELOS DE SISTEMAS. CAJA NEGRA 1

• Aislados. Son aquellos

en los que no existe

intercambio de materia ni

de ener gía. Por ejemplo,

el Sistema Solar formado

por el Sol y por sus

planetas (se considera

como modelo aislado.

Para su estudio debemos marcar sus Límites y señalar sus Entradas y Salidas

TIPOS DE SISTEMAS CAJA NEGRA (Según sus intercambios con el entorno:

• Abiertos. En ellos se

producen entradas y salidas

de materia y energía. Por

ejemplo, en una ciudad

entran energía y materiales,

sale energía en forma de

calor y materia en forma de

desechos y productos

manufacturados

• Cerrados. En

ellos no hay

intercambios de

materia, pero sí de

energía. En una

(4)

MODELOS DE SISTEMAS. CAJA NEGRA 2. La Energía

Cualquier modelo caja negra que diseñemos habrá de cumplir los principios

termodinámicos, que rigen los intercambios de materia y energía:

• Primera ley de la termodinámica: la energía no se crea ni se destruye, sólo se

transforma». Por ello, en todo sistema, la energía que entre será equivalente a la

energía almacenada dentro del sistema, más la que salga de él.

• Segunda ley de la termodinámica: Se llama entropía a la magnitud

termodinámica que mide la parte no utilizable de la energía contenida en un sistema

y también su

orden

. En cada transferencia, la energía se transforma y suele pasar de

una forma más concentrada y organizada (más

ordenada

) a otra más dispersa y

desorganizada (más

desordenada

), con lo que aumenta la entropía (el

desorden

).

El mantenimiento del orden necesita de un aporte de

energía. La tendencia natural del Universo es hacia un

estado de máxima entropía, al máximo desorden. Sin

embargo, los SS.VV. se oponen a esa tendencia porque

son sistemas ordenados, y es ahí donde reside la clave

de la vida: Conseguir una baja entropía interior

degradando azúcares en la respiración, a base de

(5)

MODELOS DE SISTEMAS. CAJA BLANCA

Al observar el interior de un sistema, aplicamos un enfoque de

caja

blanca

. Se marcan las

variables

que lo componen y se unen con

flechas

que las relacionan entre sí. La representación, variables y

flechas, forma un

diagrama causal

. Cada variable se puede

considerar como un subsistema del inicial y se puede diseñar a su vez

como sistema caja negra o caja blanca.

RELACIONES CAUSALES: Son las conexiones causa-efecto o de cualquier otro tipo entre las

variables. Existen dos tipos:

Relaciones simples

Representan la influencia de

un elemento sobre otro y

pueden ser:

• Directas.- Son aquellas en las que «el aumento de A causa un

aumento de B» y «una disminución de A causa una disminución de B»

• Inversas. Son aquellas en las que «el aumento de A implica la disminución de B, o viceversa.

• Encadenadas. Están formadas por una serie de variables relacionadas

Relaciones

complejas

(Realimentación

)

Resultan cuando las

acciones de un

elemento sobre otro

implican, a su vez,

que este último actúe

sobre el primero

* Bucles de realimentación positiva. «al aumentar A aumenta B y viceversa»: la causa aumenta el efecto y el efecto aumenta la causa. Por ese motivo, se trata de un incremento desbocado.

* Bucles de realimentación negativa u

homeostáticos. «al aumentar A aumenta B, pero el incremento de B hace disminuir a A», al

aumentar la causa aumenta el efecto, y el

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LA TIERRA COMO SISTEMA DE CAJA NEGRA Y BLANCA. FUNCIONAMIENTO DEL CLIMA

Como Caja Negra sistema cerrado: entra y sale energía aunque no materia (despreciando los meteoritos). La energía que entra es radiación electromagnética solar (luz visible, mayoritariamente) La energía sale como radiación reflejada y como radiación infrarroja (calor), procedente de la superficie terrestre previamente calentada por el Sol. La Tierra es un sistema en equilibrio dinámico térmico, ya que autorregula su temperatura, a a unos 15°C como media.

Como Caja Blanca:

Predicciones: A corto plazo (días) S=A

A medio plazo (1-10 años) S= AUHUG

(7)

El efecto invernadero se origina en los primeros 12 km de la atmósfera por la presencia de ciertos gases: vapor de agua, CO2, CH4, NOx, O3 y CFC`s, principalmente; éstos son transparentes a la radiación visible del Sol pero no a la radiación infrarroja o calor emitido por la superficie terrestre, previamente calentada por el Sol. Los citados gases, al impedir la salida de gran parte de las radiaciones infrarrojas, las devuelven a la Tierra, incrementando la

temperatura de la atmósfera

VARIABLES QUE AFECTAN AL FUNCIONAMIENTO DE LA MÁQUINA CLIMÁTICA

El Albedo es el porcentaje de radiación solar reflejada por la Tierra del total de la que incide

procedente del Sol. Varía en función del color de la superficie reflectora. Cuanto más clara sea ésta, mayor cantidad de luz reflejará, mayor será su albedo y, por tanto, menor será la temperatura. Las superficies cubiertas por nieve o hielo poseen un elevado albedo. Luego al aumentar la superficie helada, disminuye la temperatura y, por consiguiente, aumentará dicha superficie. Este bucle de realimentación positiva acelera el efecto de una glaciación cuando se presenta.

Las nubes ejercen sobre el clima unos efectos difíciles de analizar, ya que tienen una doble acción: por una parte, incrementan el

albedo, reflejando parte de la radiación solar y, por otra, devuelven a la superficie terrestre radiación infrarroja, incrementando el efecto invernadero.

Estudios muy recientes parecen afirmar que el tipo de bucle

(8)

UN PRIMER MODELO DE FUNCIONAMIENTO DEL CLIMA TERRESTRE

Nos encontramos ante dos bucles positivos (el del albedo y el del invernadero) en un equilibrio dinámico que podría peligrar por un cambio brusco (catastrófico) de las condiciones ambientales siendo casi imposible retornar a la situación de equilibrio dinámico. Esto es lo que debió de ocurrir en los planetas más próximos y similares al nuestro: Marte y Venus.

La existencia de polvo atmosférico

Las emisiones de los volcanes, el impacto de meteoritos, los incendios, la contaminación del aire o una explosión nuclear, inyectan en la atmósfera enormes cantidades de polvo y partículas que permanecerán en suspensión durante años. La luz del Sol no puede atravesar la capa de polvo atmosférico y se refleja hacia el espacio.Se origina un enfriamiento del planeta que en el caso de ser nula daría lugar a un parón de la fotosíntesis y a un colapso de las cadenas alimentarias de la vida. Podríamos considerarlo como un efecto invernadero invertido, ya que el rebote de las radiaciones

es hacia arriba y su efecto sobre la temperatura, contrario.

Sin emnbargo los volcanes a largo plazo incrementan los

niveles de CO2 por lo que contribuyen al efecto invernadero

PODEMOS ASÍ ELABORAR UN PRIMER

MODELO DEL FUNCIONAMIENTO DEL

CLIMA TERRESTRE SIN CONSIDERAR

MÁS FACTORES Y ADMITIENDO UNA

(9)

UN SEGUNDO MODELO DE FUNCIONAMIENTO DEL CLIMA TERRESTRE

1. La excentricidad de la órbita terrestre. Varía desde más circular a más elíptica, aproximadamente a lo largo de 100000 años (cuanto más alargada más corta la estación cálida).

Añadimos dos nuevas variables

:

VARIACIONES DE LA RADIACIÓN SOLAR INCIDENTE

2. La inclinación del eje. Determina la duración el día y la noche y la existencia de las estaciones. Con un eje vertical, ambos tendrían una duración de 12 h y no habría estaciones. Varía cada 41.000 años.

3. La posición en el perihelio. Que es el punto de la órbita terrestre más cercano al Sol; el afelio es el más alejado. Varía a lo largo de 23000 años. En la actualidad, la Tierra está en el perihelio durante el invierno del hemisferio norte.

INFLUENCIA DE LA BIOSFERA

a. Reducción de los niveles de CO2 en la atmósfera. Acumulándolo en la Biomasa y combustibles fósiles. El resultado es la disminución del efecto invernadero.

b. Aparición del O2 atmosférico y consecuente capa de O3. Así proliferaron los organismo anaerobios respirando y

protegidos de los letales rayos UVA. 21 % de O2 en la atmosf.

c. Aumento del N2 atmosférico. A consecuencia de las actividades metabólicas hasta el 78% actual en la atmósfera.

(10)

LA HUMANIDAD Y EL MEDIO AMBIENTE

CONCEPTOS PREVIOS

Recurso natural es todo aquello que la humanidad obtiene de la naturaleza para satisfacer su necesidades

Impacto Ambiental es cualquier modificación del entorno introducida por la acción humana, por la cual se transforma su estado natural y, generalmente, resulta dañada su calidad inicial.

- La pérdida de biodiversidad.

- La disminución de la capa de ozono.

- El aumento del efecto invernadero y el cambio climático.

- La escasez de agua como recurso

(estrés hídrico). Según su extensión territorial, los impactos ambientales

suelen clasiticarse en:

• Locales. Son específicos y afectan a un área del territorio muy delimitada: construcción de una carretera en una reserva natural

• Regionales. Pueden afectar a varios países: contaminación grave de las aguas de un río, mareas negras, lluvia ácida, etc.

(11)

HISTORIA DE LAS RELACIONES DE LA HUMANIDAD CON LA NATURALEZA

HA PASADO POR TRES FASES

SOCIEDAD CAZADORA - RECOLECTORA

SOCIEDAD AGRÍCOLA Y GANADERA

(12)

FUNCIONES ECONÓMICAS DE LOS SISTEMAS NATURALES. LA CRISIS AMBIENTAL

Cualquier sistema económico que no tenga en cuenta dichas limitaciones y se base en continuar la sobreexplotación del medio natural puede poner en peligro al sistema ecológico que lo sustenta y, como consecuencia, puede llegar a convertirse

en una seria amenaza para la supervivencia del propio sistema económico. Peligro de CRISIS AMBIENTAL:

El sistema económico ha de estar sometido a las limitaciones impuestas por el sistema ecológico, tanto por las entradas, que dependen de los recursos planetarios (combustibles fósiles y otros recursos empleados como materias primas); como por las salidas, que dependen de la capacidad de reciclado de residuos que tengan los sumideros planetarios (agua, aire y suelo).

Crecimiento exponencial de la población y concentración, que implica a su vez marginalidad, inseguridad y pobreza.

• Consumo acelerado de recursos que amenaza con superar la capacidad del sistema ecológico para generarlos.

• Contaminación del aire de nuestras ciudades (efecto invernadero, cambio climático...) y de los recursos renovables. • Incremento en la generación de residuos por persona, de los riesgos naturales y de la diferencias sociales.

• Degradación de los suelos por prácticas agrícolas inadecuadas y exceso de pastoreo y destrucción por tala de los bosques.

(13)

En Resumen, para evitar sobrepasar la capacidad de carga de la Tierra y poder sobrevivir de una manera digna, hemos de aprender a vivir de sus réditos en vez de hacerlo del capital terrestre. Los países del Norte

debemos limitar el

consumo de recursos por persona, y los del Sur han de aumentarlos hasta conseguir una mejor calidad de vida; pero, a diferencia de lo que hicimos nosotros, se debe conseguir

siguiendo unos métodos de producción y

consumo que sean sostenibles. Al mismo tiempo, hay que lograr un control demográfico en aquellos países en donde sea preciso.

DIFERENTES ALTERNATIVAS ANTE

LA PROBLEMÁTICA

(14)

Un indicador ambiental es una variable ambiental que aporta información sobre el estado o la evolución de un problema ambiental concreto y puede ser utilizado durante el proceso de toma de decisiones para adoptar las medidas para abordarlo.

ÍNDICES DE MEDIDA DE LA SOSTENIBILIDAD. Indicadores Ambientales y Huella Ecológica

• Indicadores de presión (P). Reflejan la presión directa o indirecta que ejercen las actividades humanas

sobre el medio ambiente. Por ejemplo, cantidad de emisiones de CO2 a la atmósfera por el empleo de

combustibles fósiles

Tipos de indicadores

• Indicadores de estado (E). Describen los efectos derivados de la presión concreta sobre la calidad del medio. Nos dan la idea del impacto ambiental ori ginado sobre el medio ambiente. Por ejemplo, aumento de la temperatura debi do al incremento del efecto invernadero.

• Indicadores de respuesta (R). Indican el esfuerzo político o social en materia de medio ambiente. Sirven para marcar los objetivos y tomar decisiones sobre el estilo de explotación deseado (explotación

(15)

La huella ecológica es una medida del impacto ambiental total

generado por una determina da población sobre el medio ambiente. Se expresa por la cantidad de área productiva, terrestre o marina, valorada en hectáreas, necesaria para la producción de todos los recursos (alimentos, madera, infraestructuras, energía, etc.) que se con sumen para asimilar todos los residuos generados y para que se desarrolle la vegetación que sería

necesaria para absorber todo el CO2

(16)

PREVENCIÓN Y CORRECCIÓN DE RIESGOS

Se denomina catástrofe si, una vez ocurrido el evento, los efecto sobre la población afectada son muy notorios; desastre, si

el grado de destrucción demanda ayudas externas a la población; y calamidad, si el desastre se prolonga temporalmente.

Riesgo es toda condición, proceso o evento que puede causar daños personales, pérdidas económicas o daños al medio Amb.

Tipos de riesgos

Tecnológicos o culturales

Se producen como consecuencia del uso de máquinas, de productos químicos, por fallos humanos (mareas negras, escapes radiactivos) o por modos de vida peligrosos (asaltos, drogas, alcoholismo, mala alimentación, conducción peligrosa, consumo de tabaco).

Naturales

- Biológicos: son las enfermedades causadas por microorganismos infecciosos o parásitos

(bacterias, virus), pólenes o animales como avispas o serpientes venenosas. (Ej. la peste negra, el SIDA, la plaga de la langosta, etcétera.)

- Químicos: Por acción de productos químicos peligrosos contenidos en comidas, agua, aire o suelo (Ej. Respirar gases de un volcán, beber agua con nitratos o metales pesados, (Hg) etc.

- Físicos: Se incluyen riesgos de diversa índole, como las

radiaciones electromagnéticas, el ruido, los incendios y también:

a) Climáticos. Asociados a fenómenos atmosféricos: tornados, huracanes, gota fría, rayos, tormentas,

granizo, heladas, ventiscas, sequías, olas de calor, etc.

b) Geológicos internos y externos: Volcanes y terremotos, y otros asociados al clima. (mov. de laderas, inundaciones, hundimientos del terreno, etc.)

c) Cósmicos. Procedentes del espacio, como caída de meteoritos o variaciones en la radiación solar .

Son el resultado de la alteración o la intensificación de los procesos

naturales debido a la acción humana. (Ej.propagación de la Legionella por el aire acondicionado o desprendimientos por construcc. de carreteras)

(17)

ANÁLISIS Y MITIGACIÓN DEL RIESGO. FACTORES DE RIESGO

Peligrosidad (P): probabilidad de ocurrencia de un fenómeno potencialmente dañino en un lugar y tiempo dado.

Factores de

Riesgo

Se valora desde 3 puntos de vista

La severidad: Sirve para valorar la magnitud prevista del evento. Se valora en parámetros físicos, recurriendo al registro histórico y clasificándolos en :

grados de peligrosidad

- Grado O = peligrosidad nula. - Grado 1 = peligrosidad baja. - Grado 2 = peligrosidad moderada. - Grado 4 = peligrosidad alta.

- Grado 5 = peligrosidad catastrófica.

- Hipótesis de Riesgo Máximo

- Hipótesis de Riesgo Medio

El tiempo de retorno. Es la frecuencia con la que un riesgo se repite (Ej. 1/100, el evento se repite cada 100 años).

La distribución geográfica. Se trata de localizar y delimitar las zonas históricamente castigadas por un determinado fenómeno, ya que a más extensión, mayor población se verá afectada.

Vulnerabilidad (V): Grado de daño expresado en tanto por uno de pérdidas (víctimas mortales, pérdidas económicas o ecológicas) respecto al total expuesto a un determinado evento. Se expresa en forma de probabilidad que varía entre 1 (que representa la pérdida total) y O (que equivale a la ausencia de daño).

Exposición (E): Es el total de personas o bienes expuestos a un determinado riesgo.

Valoración del riesgo

Se considera Riesgo (R) al producto de la probabilidad de ocurrencia o peligrosidad (P) de un desastre, por la

vulnerabilidad (V) en tanto por uno, y por la exposición (E) en número total de víctimas o daños económicos potenciales (por evento o año):

P. Ej., una zona que posee un índice de peligrosidad sísmica muy elevado (ocurren terremotos de elevada frecuencia y magnitud) pero que está prácticamente deshabitada (baja exposición), el riesgo será muy bajo.

(18)

PLANIFICACIÓN DE RIESGOS

Una vez analizados los tres factores y calculado el riesgo total, se pueden diseñar las medidas adecuadas para hacerle frente:

Predicción. Predecir es anunciar con anticipación. Una de las

medidas más empleadas para ello es la realización de mapas

de riesgo, de uno sólo o de los tres factores combinados. Ej Mapas de Riesgos de Incendios:

Prevención. Prevenir es prepararse con anticipación. Consiste en aplicar una serie de medidas adecuadas para mitigar los daños o eliminar los efectos originados por los diferentes tipos de riesgos. También se pueden

aplicar los mapas de riesgo se pero sobre todo se aplican una serie de Medidas:

• Medidas estructurales

Implican

modificaciones de las estructuras geológicas o la implantación de construcciones

adecuadas para reducir la peligrosidad o más fácil, la vulnerabilidad (muros de contención, diques, etc.).

- La ordenación del territorio: serie de leyes que plantean restricciones en los usos del suelo, prohibiendo o limitando los asentamientos humanos en las zonas de riesgo, por lo que reducen la exposición. (a veces imposible, ya que la poblacióntiende a ocupar las áreas susceptibles (por ejemplo,las vegas de los ríos o zonas volcánicas,

apetecibles por la fertilidad de sus suelos

• Medidas no estructurales

- La proteccion civil: consiste en una serie de estrategias destinadas a la prevención y protección frente a los riesgos. Su objetivo es doble, por un lado reducir los

daños; por otro, una vez producidos éstos, sirve para el restablecimiento del orden público, todo ello mediante sistemas de vigilancia y planes de emergencia y control

- Educación para el riesgo. Reduce la vulnerabilidad

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