1.4 relaciones entre elementos de un sistema
- 1. RELACIONES ENTRE LOS ELEMENTOS DE UN SISTEMA CAUSA EFECTO Raquel Prieto
- 2. RELACIONES ENTRE LOS ELEMENTOS DE UN SISTEMA • Los elementos que forman los sistemas están relacionados entre sí y funcionan de forma coordinada. • Los elementos que pueden variar en función de otros se denominan variables. • RECUERDA: VARIABLE: Aspecto de la realidad que podemos medir.
- 3. RELACIONES ENTRE LOS ELEMENTOS DE UN SISTEMA Las relaciones causales (conexiones causa-efecto o cualquier otro tipo de correlación) entre las variables, pueden ser simples o complejas Relaciones causales Simples Directas Inversas Encadenadas Complejas Retroalimentación positiva Retroalimentación negativa Acciones de un elemento sobre el siguiente, y de este último de nuevo sobre el primero (bucle de retroalimentación). Representan la influencia de un elemento sobre otro. Diagramas de Forrester
- 4. RELACIONES CAUSALES SIMPLES: DIAGRAMAS DE FORRESTER RELACIONES SIMPLES: Son cambios positivos o negativos representados por una flecha que une ambas variables. El signo se coloca sobre la flecha. 3 Tipos: 1. DIRECTAS O POSITIVAS (+) • El cambio de una variable provoca un cambio en la otra del mismo signo. Si una aumenta la otra también. Las 2 variables se mueven en el mismo sentido. • Signo + sobre la fecha. “Un aumento de A produce un aumento de B” / “Una disminución de A produce una disminución de B”. Alcohol Accidentes de tráfico + Causa: ↑ el consumo de alcohol Efecto: ↑ Los accidentes de tráfico Se simbolizan con flechas primero la causa → luego el efecto.
- 5. Más consumo de alimentos + Más peso Menos estudio + Menos nota Ejemplos de relaciones simples directas o positivas RELACIONES CAUSALES SIMPLES: DIAGRAMAS DE FORRESTER
- 6. 2. RELACIONES INVERSAS o NEGATIVAS (-) “Un aumento de A produce una disminución de B” / “Una disminución de A produce un aumento de B” RELACIONES CAUSALES SIMPLES: DIAGRAMAS DE FORRESTER El cambio en una variable provoca un cambio en sentido inverso en la otra. Las 2 variables se mueven en sentido contrario. Signo – sobre la flecha Uso de cinturón de tráfico muertes en accidentes - Reforestación erosión del suelo -
- 7. Menos población - Más recursos per cápita Más bosques - Menos culticos RELACIONES CAUSALES SIMPLES: DIAGRAMAS DE FORRESTER Ejemplos de relaciones simples inversas o negativas Contaminación - Vida en el medio
- 8. 3. CADENA DE RELACIONES CAUSALES • Si hay distintas variables relacionadas entre sí, puede establecerse una cadena de relaciones causales, en la que algunas relaciones serán directas y otras inversas. • Se reducen a una sola relación ⇒ Se cuenta el número de relaciones NEGATIVAS: • Si es par (cero es par) ⇒ Relación positiva (+). • Si es impar ⇒ Relación negativa (-). Se leen de 2 en 2. Se pueden simplificar. Más nacimientos + Más población Más muertes Más Deforestación - Menos superficie de bosques -Más erosión del suelo + Menos Cosechas Menos fertilidad del suelo - + 0 relaciones negativas RELACIÓN + entre nacimientos y muertes 3 relaciones negativas RELACIONES CAUSALES SIMPLES: DIAGRAMAS DE FORRESTER ⇒ RELACIÓN – entre deforestación y cosechas
- 9. RELACIONES CAUSALES SIMPLES: DIAGRAMAS DE FORRESTER Ejemplos de cadenas de relaciones causales Tala del bosque Erosión Cantidad suelo + - Relación negativa entre tala y suelo Vegetación Erosión Cantidad suelo Relación positiva entre vegetación y suelo - -
- 10. Relaciones Simples: Diagramas de Forrester IDEAS CLARAS Relación directa (+) entre variables Oleaje OleajeViento Viento + + Relación inversa (-) entre variables RadiaciónNubosidad - RadiaciónNubosidad - Relación positiva entre actividad volcánica y humedad del suelo Actividad volcánica Polvo en la atmósfera Radiación solar en el suelo Temperatura del suelo Evaporación desde el suelo Humedad del suelo + - + + - Cadena de relaciones causales
- 11. RELACIONES CAUSALES COMPLEJAS: BUCLES DE RETROALIMENTACIÓN • En las relaciones complejas, también llamados bucles de retroalimentación, las acciones de un elemento sobre otro suponen que, a su vez, éste actúe sobre el primero (modificación de una variable como consecuencia de sus propios efectos). Cuando la última variable influye en la primera, se habla de feedback o retroalimentación o bucles de realimentación. “Una relacion causal que se cierra sobre sí misma” TIPOS DE BUCLES RETROALIMENTACIÓN POSITIVA RETROALIMENTACIÓN NEGATIVA u HOMEOSTÁTICOS
- 12. RELACIONES CAUSALES COMPLEJAS: BUCLES DE RETROALIMENTACIÓN 1. BUCLES DE RETROALIMENTACIÓN POSITIVA Cadenas cerradas que tienen un número par (o cero) de relaciones negativas. • La variación de una variable en un sentido (aumento o disminución) produce un cambio de otra variable en el mismo sentido y ésta, a su vez, influye de la misma manera sobre la primera. • Tienen una acción de refuerzo sobre el proceso inicial ⇒ Refleja la potencialidad del sistema para crecer descontroladamente, por lo que se dice que presenta un comportamiento explosivo que desestabiliza los sistemas. a b Aumento Disminución a b ↑ Población ↓ Población↑ Nacimientos ↓ Nacimientos
- 13. RELACIONES CAUSALES COMPLEJAS: BUCLES DE RETROALIMENTACIÓN Ejemplo de bucle de retroalimentación positiva Si ponemos un micrófono frente a un altavoz que reproduce el sonido proveniente de dicho micrófono ⇒ escucharemos un fuerte pitido a causa de la realimentación establecida entre el sonido producido y el captado. (Modelo de J. Salvachúa)
- 14. RELACIONES CAUSALES COMPLEJAS: BUCLES DE RETROALIMENTACIÓN 2. BUCLES DE RETROALIMENTACIÓN NEGATIVA Cadenas cerradas que tienen un número impar de relaciones negativas. • La variación de una variable en un sentido produce un cambio de otra variable en el mismo sentido y ésta, a su vez, influye sobre la primera en sentido opuesto. • Este tipo de bucles tienden a estabilizar los sistemas, son estabilizadores u homeostáticos. a b Presa Depredador
- 15. RELACIONES CAUSALES COMPLEJAS: BUCLES DE RETROALIMENTACIÓN Ejemplo de bucle de retroalimentación negativa Este tipo de bucle está presente en toda clase de controles, tanto naturales como artificiales, y es el fundamento de múltiples aparatos regulados por mecanismos cibernéticos (“cyber” del “timonel“ o “dirigir”). Como el sistema ABS, la dirección asistida, el piloto automático, etc. Ej.: termostato de la calefacción: si la temperatura ambiente es menor que la establecida ⇒ encenderá la calefacción, pero si es mayor ⇒ la desconectará. (Modelo de J. Salvachúa)
- 16. RELACIONES CAUSALES COMPLEJAS: BUCLES DE RETROALIMENTACIÓN Lo normal en la naturaleza es que un sistema esté regulado por ambos bucles ⇒ Un bucle impulsa (+) mientras que el otro (- ) establece el control Nacimientos Población Defunciones Cuando una población coloniza un nuevo espacio o ↑ los alimentos, su potencial biótico es alto. Al ↑ la población, se irá ↓ el espacio o los alimentos y, por consiguiente ⇒↑ las defunciones (el bucle de realimentación negativo) hasta que ambos bucles se igualan. Se establece el crecimiento cero y se alcanza el límite de carga o capacidad de carga.
- 17. RELACIONES CAUSALES COMPLEJAS: BUCLES DE RETROALIMENTACIÓN Límite de carga o capacidad de carga (nº máximo de individuos que se pueden mantener en unas determinadas condiciones ambientales) Límite de carga (k) o capacidad de carga: es el número máximo de individuos que se pueden mantener en determinadas condiciones ambientales. • La representación gráfica de todas estas situaciones es una curva sigmoidea o logística Ejemplo: regulación de las poblaciones de conejos (presa) y lince (depredador)
- 18. Ejemplos de Feedbak positivos y negativos RELACIONES CAUSALES COMPLEJAS: BUCLES DE RETROALIMENTACIÓN Superficie helada Albedo Absorción de energía solar A ↑ superficie helada ⇒ ↑ albedo. A ↑ albedo ⇒ ↓ absorción de energía solar. A ↓ absorción de energía solar ⇒ ↑ superficie helada. Bucle retroalimentación + (porque tenemos número par de relaciones -) Si ↑ la superficie helada se acelera el proceso de congelar la superficie.
- 19. Ejemplos de Feedbak positivos y negativos RELACIONES CAUSALES COMPLEJAS: BUCLES DE RETROALIMENTACIÓN Actividad volcánica Polvo atmosférico Absorción de la radiación solar A ↑ actividad volcánica ⇒ ↑ polvo atmosférico. A ↑ polvo atmosférico ⇒ ↓ absorción de la radiación solar. A ↓ absorción de la radiación solar ⇒ ↓ temperatura del suelo. A ↓ temperatura del suelo. ⇒ menor actividad volcánica. Bucle retroalimentación - (porque tenemos número impar de relaciones -) Si ↑ la actividad volcánica se inhibe el proceso de vulcanismo. Temperatura del suelo
- 20. Ejemplos de Feedbak positivos y negativos RELACIONES CAUSALES COMPLEJAS: BUCLES DE RETROALIMENTACIÓN Radiación solar en el suelo Temperatura del suelo Evaporación desde el suelo A ↑ radiación solar en el suelo ⇒ ↑ temperatura del suelo. A ↑ temperatura del suelo ⇒ ↑ evaporación. A ↑ evaporación ⇒ ↑ nubosidad. A ↑ nubosidad. ⇒ ↓ radiación solar en el suelo. Bucle retroalimentación - (porque tenemos número impar de relaciones -) Si ↑ la radiación solar se disminuye la radiación solar. Nubosidad
- 21. Ahora tú RELACIONES CAUSALES COMPLEJAS: BUCLES DE RETROALIMENTACIÓN Espesor de suelo fértil Infiltración en el suelo Erosión
- 22. RELACIONES CAUSALES COMPLEJAS: BUCLES DE RETROALIMENTACIÓN El agua utilizada por un pueblo se emplea para uso doméstico, para dar de beber al ganado y para regar los jardines. Esta agua procede de un depósito que, a su vez, se abastece a partir de un acuífero subterráneo cuya recarga depende de las lluvias y cuyo nivel desciende durante las épocas de sequía. a) Diseña el diagrama causal correspondiente al enunciado. AGUA ALMACENADA Uso doméstico Uso ganadero Riego de jardines + - +-+ - AGUAS SUBTERRÁNEAS LLUVIA SEQUÍA + - +
- 23. RELACIONES CAUSALES COMPLEJAS: BUCLES DE RETROALIMENTACIÓN AGUA ALMACENADA Uso doméstico Uso ganadero Riego de jardines + - +-+ - AGUAS SUBTERRÁNEAS LLUVIA SEQUÍA + - + b) A partir del diagrama, propón una serie de medidas que garanticen el abastecimiento de agua en ese pueblo El agua disponible va a depender del balance entre las entradas por lluvias y las salidas por los diferentes usos. Para que el depósito siempre tenga la misma cantidad ⇒ las salidas por uso deben ser iguales que las entradas por precipitación. Esto quería decir que, en los años de sequía, habría que aplicar restricciones de uso.