20 de septiembre: LOS SISTEMAS Y LA TGS

En 1950 el biólogo austríaco L. von Bertalanffy creó la TGS (Teoría General de Sistemas), que con un enfoque sintético (sistémico) o global estudia el funcionamiento de los sistemas. El sistema Tierra es un sistema complejo al que se puede aplicar la TGS, así como un sistema termodinámico (abierto, aunque se podría considerar cerrado), y cibernético o autorrregulado (la Cibernética, ciencia creada en 1948 por el matemático estadounidense N. Wiener como la ciencia del control de los animales y máquinas). 

Dinámica de los sistemas: tipos de relaciones causales (relaciones causa-efecto)

1. Relaciones simples: directas o positivas; inversas o negativas.

2. Relaciones complejas: mediante bucles de retroalimentación o feed-back una 2ª variable que ha sido modificada por la 1ª, a su vez modifica a ésta. Los bucles pueden ser positivos, es decir, a más, más, llevando a una especie de circulo vicioso que lleva al caos, o negativos, o sea, a más, menos, originando una especie de circulo virtuoso o autocontrolado (autorregulado), no sobrepasando ciertos límites superiores o inferiores.

Busca información sobre algún bucle de retroalimentación climático, indicando si es positivo o negativo, descríbelo y predice el resultado final. Ejemplos: el efecto invernadero asesino y la Tierra bola de nieve.

Límites o fronteras entre sistemas: interfases.

1. Suelo.

2. Litoral.

3. Orilla de un río.

Sistemas termodinámicos

Desde el punto de vista termodinámico se distinguen tres tipos de sistemas:

1. Aislados: el universo (si no existe un multiverso con agujeros de gusano). Según el 2º principio de la termodinámica, el desorden aumenta en ellos, de modo que el universo, al final de los tiempos, llegaría a su muerte térmica (Big freeze) o estado de máxima entropía.

2.  Cerrados: una lata de sardinas, ciclo biogeoquímico del C.

3. Abiertos: un ecosistema. Son sistemas dinámicos, autorregulados gracias al aporte constante de energía desde el exterior, que modifican para producir salidas. Se dice que están en equilibrio dinámico.

Nombra 5 características de los sistemas abiertos.

Modelización de un sistema complejo

Para aprehender el funcionamiento de un sistema complejo, como un ecosistema, es necesario hacer una simplificación de él, o Modelo, que permita elaborar predicciones.

Ejemplos:

Modelo de Lotka y Volterra del predador y su presa

Modelos numéricos o digitales

Dinámica de Sistemas: aplicación de diagramas de Forrester a los sistemas ambientales

¿Cuáles son las etapas para elaborar un modelo de un sistema?

Modelos de caja negra y de caja blanca

Hay otros tipos de modelo, elige uno, descríbelo y pon un ejemplo.

La Tierra como sistema: es un sistema abierto, dinámico, complejo y estable ya que está autorregulado (es un sistema adaptativo u homeostático).

Describe la Tierra:

a) como una caja negra.

b) como una caja blanca.

La hipótesis Gaia de J. Lovelock y L. Margulis (1974):

a) ¿Cómo se puede definir la Tierra según esta hipótesis?

b) ¿Por qué dicen Lovelock y Margulis que se comporta como un ser vivo?

c) Haz una breve crítica de esta hipótesis.

Los sistemas también se pueden estudiar mediante otras teorías matemáticas. Investiga sobre la Teoría de las catástrofes del francés René Thom y la Teoría del caos y su relación con el efecto mariposa y el efecto dominó o bola de nieve. Describe estos efectos y pon un ejemplo de cada uno.  Investigaciones alternativas pueden ser sobre la teoría de los sistemas disipativos de Ilya Prigogine o sobre la aplicación de la teoría de juegos en etología.

Libro de práctica:

1. Procedimientos de la ciencia: realización de modelos de la estructura de un ecosistema. Elige un ecosistema y modelízalo según las pautas desarrolladas en el libro. realiza las actividades sobre el modelo.

2. PLC/Plan de lectura. "Gracias a la vida la Tierra es como es" (entrevista de Punset a Lovelock). Realiza las actividades correspondientes del libro y las de la ficha de comprensión lectora según el PLC que viene arriba de este blog (pincha en ella).

Estándares de evaluación.

1.1. Contrasta la interdependencia de los elementos de un sistema estableciendo sus relaciones.

1.2. Elabora modelos de sistemas en los que representa las relaciones causales interpretando las consecuencias de la variación de los distintos factores.

TODAS ESTAS ACTIVIDADES DEBERÁS REALIZARLAS EN TU BLOG DE CTM.

Magnífica presentación sobre esta Unidad, con especial énfasis en los sistemas y sus modelos (estudiar un ejemplo de modelo con relaciones causales para responder al estándar 1.2)