NUEVAS TECNOLOGÍAS EN EL MEDIO AMBIENTE
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Este documento proporciona una introducción al medio ambiente y los problemas ambientales. Explica cómo la tecnología como la teledetección y los sistemas de simulación por computadora se utilizan para estudiar y monitorear el medio ambiente. También describe cómo los programas internacionales de cooperación permiten el intercambio de información ambiental entre países.
NUEVAS TECNOLOGÍAS EN EL MEDIO AMBIENTE
- 2. ÍNDICE 1.Introducción. 1.1.¿Qué conocemos como medio ambiente?. 1.2.Problemas del medio ambiente. 2.Tecnología que influye en el medio ambiente. 2.1.Avances tecnológicos.
- 3. Introducción : Curiosidades La palabra medio procede del latín medium (género neutro); como adjetivo, del latín medius (género masculino). La palabra ambiente procede del latín ambiens, ambientis, del verbo ambere, «rodear», «estar a ambos lados». Se podría considerar a la expresión medio ambiente como pleonasmo porque las acepciones de los dos elementos de tales grafías son coincidentes con la acepción inherente cuando van juntos. Sin embargo, algunas acepciones de ambas palabras por separado son diferentes. Lo que permite su comprensión es el contexto. Por ejemplo, otras acepciones, metafóricas, del término ambiente aluden a sectores sociales, como ambiente popular o ambiente aristocrático; o actitudes, como tener buen ambiente con los amigos y demás personas y la fauna.
- 4. 1.1.Conocemos como medio ambiente al conjunto de componentes físicos, químicos, y biológicos, de las personas o de la sociedad en su conjunto. Comprende el conjunto de valores naturales, sociales y culturales existentes en un lugar y en un momento determinado, que influyen en la vida del ser humano y en las generaciones futuras. Es decir, no se trata solo del espacio en el que se desarrolla la vida , sino que también comprende seres vivos, objetos, agua, suelo, aire y las relaciones entre ellos, así como elementos tan intangibles como la cultura.
- 5. Deforestación La deforestación es el proceso de desaparición de los bosques o masas forestales, fundamentalmente causada por la actividad humana. Está directamente causada por la acción del hombre sobre la naturaleza, principalmente debido a las talas realizadas por la industria maderera, así como para la obtención de suelo para cultivos agrícolas. En los países más desarrollados se producen otras agresiones, como la lluvia ácida, que comprometen la supervivencia de los bosques, situación que se pretende controlar mediante la exigencia de requisitos de calidad para los combustibles, como la limitación del contenido de azufre. En los países menos desarrollados las masas boscosas se reducen año tras año, mientras que en los países industrializados se están recuperando debido a las presiones sociales, reconvirtiéndose los bosques en atractivos turísticos y lugares de esparcimiento.
- 6. Consecuencias de la deforestación Sin embargo, debe tenerse en cuenta que las plantaciones de reforestación no sustituyen en ningún caso al bosque, ya que éste es un ecosistema que tarda décadas y en algunos casos siglos en formarse, constituyendo el bio-sistema óptimo de aprovechamiento de la luz solar. En cambio, la reforestación en el mejor de los casos es un conjunto de árboles situados según una separación fijada artificialmente, entre los que surge una vegetación herbácea o arbustiva que no suele darse en el bosque. En el peor de los casos, se plantan árboles no autóctonos que en ocasiones dañan el sustrato, como ocurre en muchas plantaciones de pino, abeto o eucalipto. Una de las consecuencias importantes de la deforestación es que muchas empresas talan árboles en lugares que son fundamentales para el desarrollo de algunas especies en peligro de extinción, o únicas en ese dicho lugar, y, muchas veces, los mismos bosques donde se tala son una importante fuente hídrica. Otra consecuencia de la deforestación es la desaparición de sumideros de dióxido de carbono, reduciéndose la capacidad del medio de absorber las ingentes cantidades de este gas causante del efecto invernadero, y agravando el problema del calentamiento global.
- 7. • Como medida de contención, diversos organismos internacionales proponen la reforestación, medida parcialmente aceptada por los movimientos ecologistas, al entender éstos que en la repoblación debe considerarse no sólo la eliminación del dióxido de carbono sino, además, la biodiversidad de la zona a repoblar. • Al producir la tala o la quema desaparece el efecto esponja que producen los mismos, los ríos van alterando sus regímenes y esto perjudica al hombre que los utiliza para riego, energía y abastecimiento de agua potable a las ciudades. • Favorece el lavado de los suelos durante las precipitaciones, los sedimentos que arrastra van a parar a los ríos y acortan la vida de costosísimas obras; por ejemplo, cuando se depositan en los embalses hidroeléctricos. • Además, rellenan los pantanos y los causes de los ríos, lo que favorece su desborde ocasionando graves inundaciones. • Se modifica el clima del lugar; al resto de la selva o bosque le queda menor capacidad para retener la humedad, lo que provoca un clima menos húmedo que perjudica a los cultivos para los cuales fueron talados los árboles. • Los científicos opinan que la quema de los árboles hace subir la temperatura por la acumulación de dioxido de carbono en la atmósfera lo cual contribuye al efecto invernadero. No solo desaparecen los bosques sino también emigra la fauna que se alberga en ellos y lo que es peor, es que se están extinguiendo varias tribus de indígenas que vivian en su interior, porque los mismos ilegales los desplazan de su tierra natal.
- 8. Desertificación Desertización se entiende como el proceso, normalmente cíclico (regular o anárquico), por el que un territorio con condiciones climáticas más húmedas, pasa al otro hemiciclo menos húmedo (de zona árida, semiárida o subhúmeda seca). Esto puede suceder como resultado de: • embaucamiento de vías de escurrimiento que alimentan el sistema hidrológico • pulsos cíclicos de altísimas o bajísimas temperaturas de destrucción de la cubierta vegetal y consecuentemente fragilizando el suelo y erosionándose. Dentro de estos territorios sobreviven millones de personas en condiciones de ciclos de seco - húmedo de decenas o de centenas de años; con escasez de alimentos. Para que exista "desertización" debe haber un ciclo de contracción y de expansión de la aridez. Las causas son mayoritariamente naturales. En cambio en la desertificación o haridización: pérdida progresiva de la disponibilidad de agua en ecosistemas alterados por la acción humana. La sequía (falta de agua) afecta fuertemente a los bosques, favoreciendo los incendios forestales , destruyendo los árboles y liberando en la atmósfera grandes cantidades de CO 2 que había sido fijado por los propios árboles a través de la fotosíntesis . Además, el bosque pierde la mayor parte de su flora y fauna
- 9. Contaminación: Es la introducción en cualquier medio de un contaminante,es decir, la introducción de cualquier sustancia o forma de energía con potencial para provocar daños, irreversibles o no, en el medio inicial. La contaminación ambiental es también la incorporación a los cuerpos receptores de sustancias sólidas, liquidas o gaseosas, o mezclas de ellas, siempre que alteren desfavorablemente las condiciones naturales del mismo, o que puedan afectar la salud, la higiene o el bienestar del público. (Ver:Contaminación del aire ). Efectos Expertos en salud ambiental y cardiólogos de la Universidad de California del Sur (EE.UU), acaban de demostrar por primera vez lo que hasta ahora era apenas una sospecha: la contaminación ambiental de las grandes ciudades afecta la salud cardiovascular. Se comprobó que existe una relación directa entre el aumento de las partículas contaminantes del aire de la ciudad y el engrosamiento de la pared interna de las arterias (la "íntima media"), que es un indicador comprobado de aterosclerosis. El efecto persistente de la contaminación del aire respirado, en un proceso silencioso de años, conduce finalmente al desarrollo de afecciones cardiovasculares agudas, como el infarto. Al inspirar partículas ambientales con un diámetro menor de 2,5 micrómetros, ingresan en las vías respiratorias más pequeñas y luego irritan las paredes arteriales. Etc...
- 10. 2.Tecnología que influye en el medio ambiente 2.1.TELEDETECCIÓN Es la técnica que permite la observación a distancia y la obtención de imágenes de la superficie terrestre desde sensores instalados en aviones o en satélites artificiales. 2.1.1. Componentes de un sistema de teledetección a) Sensor. Situado en un avión o satélite. Son aparatos que detectan la energía del espectro de radiación electromagnético emitida por un cuerpo. Muchos satélites incorporan sensores multiespectrales que detectan energía de diferentes longitudes de onda. b) Flujo de energía detectada por los sensores. Es la radiación electromagnética (fotocopia). Dependiendo de la energía utilizada se distinguen dos tipos de sensores: - Pasivos. Utilizan la energía emitida por los objetos. Esta energía procede del Sol, y es reflejada por la superficie terrestre, o bien absorbida y posteriormente emitida por lo cuerpos (vegetación, agua, etc.). - Activos. Emiten radiación y captan su reflejo, como el radar o el sonar. c) Centro de recepción. La imagen obtenida por el sensor (imagen analógica) se transmite a tierra en forma de imagen digital (códigos de 1 y 0), donde son captadas por una antena. La información recibida es procesada mediante programas informáticos y distribuida para su uso.
- 11. 2.1.2. Aplicaciones de la teledetección Permite obtener un gran número de imágenes y la observación periódica de la superficie terrestre. Por lo que permite establecer comparaciones temporales y detectar variaciones en una zona concreta. Se utiliza para estudios de: avance y retroceso de hielos y desiertos, cambio climático, agujero de ozono, meteorología, riesgos de inundaciones, localización de bancos de pesca, identificación de cultivos, etc. 2.1.3. Fotografías aéreas Se obtienen desde un avión (también desde satélites). Utilizan la reflexión natural de la luz (captan el espectro de radiación visible). Son imágenes de gran detalle y fácilmente interpretables al corresponder con la visión ocular normal. Pueden ser verticales (las más utilizadas) que permiten la visión estereoscópica y oblicuas que se utilizan para imágenes de edificios y ciudades. La visión estereoscópica Se realizan dos tomas del mismo territorio, en dos pasadas distintas y con diferente ángulo de incidencia, de forma similar a las imágenes tomadas por cada uno de nuestros ojos. Las dos imágenes del par tienen un recubrimiento de 2/3. La observación se realiza con un estereoscopio y las imágenes que se ven reflejan el relieve real.
- 12. • 2.1.4. Imágenes por satélite • Son imágenes digitales divididas en recuadros de diferentes tonos de grises denominados píxeles. Cada píxel refleja un tono de gris proporcional a la radiación emitida o reflejada por un objeto. • Un píxel puede definirse como cada una de las celdillas en las que se divide una imagen y es la superficie mínima detectada sobre el terreno. Cada píxel se expresa por un valor numérico que se corresponde con un tono de gris concreto. • La resolución de un sensor establece el tamaño del píxel. Posteriormente, mediante programas informáticos pueden visualizarse en forma de imágenes en blanco y negro o en color. • Resolución espectral • Son las distintas longitudes de onda o bandas en las que es capaz de medir un sensor. La resolución del sensor aumenta al hacerlo en número de bandas (longitudes de onda) en las que opera. • Por ejemplo, Landsat 5 y 7 utilizan el sensor TN (Thematic mapper) que opera en siete bandas de espectro. • Obtención de imágenes en color • Resultan de la combinación en un programa informático de las imágenes tomadas en tres bandas espectrales. A cada banda se le hace corresponder un color pudiendo obtener imágenes en color natural o en falso color. • Las más utilizadas son: • - Color natural o RGB = 3 2 1 • Se toman las imágenes en gris de las bandas 3, 2 y 1 y se les asigna un color de la siguiente manera: • Banda 3 (corresponde al color rojo) → ROJO • Banda 2 (corresponde al color verde) → VERDE • Banda 1 (corresponde al color azul) → AZUL • Cada píxel tendrá un color definido por la combinación de los tres anteriores. • - Falso color, RGB = 4 3 2 • La correspondencia es la siguiente: • Banda 4 (corresponde al IF próximo) → ROJO • Banda 3 (corresponde al color rojo) → VERDE • Banda 2 (corresponde al color verde) → AZUL • 2.1.5. Radiometría
- 13. 2.2.SISTEMAS INFORMÁTICOS DE SIMULACIÓN Son programas informáticos que permiten el análisis y la elaboración de modelos predictivos en los estudios ambientales. Constituyen el medio más eficaz para probar distintas hipótesis acerca de procesos ambientales mediante la utilización de modelos de los sistemas ambientales. Uno de los programas de simulación ambiental más conocidos es el WORD que fue presentado por el Club de Roma en 1970. Su finalidad era determinar el comportamiento del mundo utilizando cinco variables: población, recursos (no renovables), alimentos producidos, contaminación y capital invertido. Se simuló con ayuda del ordenador la evolución de la Tierra desde el año 1900 hasta el 2100. Las conclusiones se expusieron en el libro “Los límites del crecimiento” en donde se determinaba que no se puede mantener el actual ritmo de crecimiento, tanto de la población como de la economía. El programa sufrió numerosas críticas por la sencillez del modelo y fue mejorado con las versiones WORD 2 y 3. Los programas de simulación se aplican a estudios de calidad del aire, el estado de los bosques, clima, aguas subterráneas, gestión de recursos, etc.
- 14. 2.3. PROGRAMAS DE COOPERACIÓN INTERNACIONAL EN LA INVESTIGACIÓN AMBIENTAL Son sistemas telemáticos que se basan en la interconexión entre muchos ordenadores mediante una red de intercambio de información, con un objetivo común. Los datos se toman a través de sensores o con instrumentos de medida convencionales, se digitaliza la información y se manda almacena y transmite a través de la red. Entre los programas de colaboración internacional más importantes para nosotros se encuentran los SIG y el GLOBE. 2.3.1. Sistemas de información geográfica. SIG Es un programa de ordenador que contiene datos de la misma porción de un territorio organizados de forma geográfica. (Figura) Características: - Los datos proceden de imágenes desde aviones o satélites (teledetección) o de fuentes convencionales (mapas geográficos, litológicos, …) - Se representan en capas superpuestas en las que se describen la hidrología, la litología, la pendiente, infraestructuras, etc. de la zona de estudio. También se incorporan datos cualitativos no representables en mapas (catastrales, censales,…) - La información se distribuye dividiendo el espacio en celdillas determinadas por coordenadas geográficas. Cada celdilla contiene la información correspondiente de los datos anteriores. Utilidad: - Se utilizan para estudios ambientales de: prevención de riesgos, ordenación del territorio, gestión de recursos, detección de impactos, etc. - Sirven, además, para realizar simulaciones si se quiere llevar a cabo alguna modificación en el territorio. Ejemplos: SIG de riesgos y el CORINE que está dirigido por la Agencia Europea de Medio Ambiente (AEMA). Este programa incluye otros como el CORINE-land cover o el CORINE- aire.
- 15. 2.3.2 El programa GLOBE En castellano son las iniciales de Aprendizaje y Observaciones Globales en Beneficio del Medio Ambiente. - Es un programa de colaboración entre científicos (NASA y otros Centros y universidades americanos) y escuelas de primaria y secundaria de todo el planeta, que comenzó en 1995. - Su objetivo es registrar datos desde las escuelas de todo el mundo relativos a parámetros ambientales (hidrología, atmósfera, suelo y vegetación) según protocolos establecidos por los científicos. - Los datos se toman en el entorno del centro educativo y su posición se localiza con el GPS. Estos datos se introducen en la página www.globe.org tras ser sometidos a un filtro de veracidad. Con ellos se construye una base de datos ambientales mundial, y se elaboran mapas, gráficos, etc. que pueden ser utilizados por todos los participantes en el programa. - El programa también pretende aumentar el grado de conciencia de los estudiantes sobre los problemas ambientales, familiarizarles con las nuevas tecnologías, mejorar el aprendizaje en las materias científicas e incrementar el conocimiento de la Tierra. Belén Reyes Gutiérrez 2ºA Bach.