MODELAMIENTO

Tema 1

Modelos y Medio Ambiente
1.1

Sistemas Ambientales

Uno de los conceptos más ampliamente utilizados en la investigación científica es el de sistema. La definición
más habitual de sistema es la debida a Chorley y Kennedy (1971) que definieron sistema como un conjunto
estructurado de componentes y variables que muestran relaciones entre ellos y operan en conjunto como un
todo complejo deacuerdo con unas pautas observadas.
Un sistema se percibe como algo que posee una entidad que lo distingue de su entorno, aunque mantiene una
interacción con él. Esta identidad permanece a lo largo del tiempo y bajo entornos cambiantes.
En Ciencias de la Tierra y Ambientales se trabaja con diversos conceptos derivados de este como son ecosistema, geosistema, sistema fluvial, etc.

1.2

Naturalezade la experimentación científica

Tradicionalmente se ha considerado que la investigación científica se desarrolla a través de la acumulación
de observaciones del comportamiento de los sistemas estudiados en circunstancias naturales o manipuladas a
través de un experimento. Estas observaciones permiten generar y contrastar hipótesis acerca de la estructura y
función del sistema objeto de estudiopara incrementar los conocimientos acerca del mismo.
Un experimento puede definirse como la obtención de una serie de variables de uno o varios individuos,
previamente seleccionados de una población, con el objeto de comprobar una hipótesis o desarrollar una teoría.
Ello implica un control absoluto de todas las variables y factores vinculadas con el experimento.
En sentido estricto sólo puedehablarse de experimentos en aquellas ciencias como la física o bioquímica, en
las que resulta fácil aislar los elementos que se quieren controlar. Los experimentos en física se dividen en una
serie de pasos:
1. Observación de un efecto
2. Formulación de hipótesis acerca del efecto observado
3. Medición de las variables dependientes e independientes
4. Modificación controlada de los factoresindependientes para producir el efecto deseado
5. Replicación de (3) para permitir la falsificación 1 de (2)
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Falsificación en el sentido dado por K.Popper al término, es decir la posibilidad de demostrar que la hipótesis es falsa. Según este
autor, toda teoría científica debe incluir esta posibilidad para poder considerarse como tal

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TEMA 1. MODELOS Y MEDIO AMBIENTE
6. Derivación de leyes queexpliquen la relación entre las variables
7. Establecimiento del rango de aplicabilidad de estas leyes

1.3

Situación en las Ciencias Ambientales

En el conjunto de las ciencias de la Tierra y medioambientales la observación de efectos y el establecimiento
de hipótesis resulta más difícil debido a todo un conjunto de factores:
• Complejidad del fenómeno estudiado. Los procesos que actúan sobre elterritorio se caracterizan por
su carácter tridimensional, su dependencia del tiempo y complejidad. Esta complejidad incluye comportamientos no lineales, componentes estocásticos, bucles de realimentación a diferentes escalas espaciales
y temporales haciendo muy complejo, o incluso imposible, expresar los procesos mediante un conjunto
de ecuaciones matemáticas. Las causas de esta complejidad sonvariadas:
– Las relaciones no lineales implican que pequeñas causas puedan tener como consecuencia grandes
efectos.
– Discontinuidad y bimodalidad, existencia de diversos estados de equilibrio.
– Histéresis, los procesos no son exactamente reversibles.
– Divergencia, existencia de varios efectos para una misma causa.
– Imbricación de múltiples causas y efectos.
– El flujo de materia o energía nose traslada de un componente a otro sino que puede hacerlo de uno
a varios o viceversa.
– Las relaciones de retroalimentación (los efectos son causas de sus causas) son importantes y hacen
que un sistema sea más complejo y su comportamiento difícil de predecir. Puede existir retroalimentación positiva (homeorhesis) que una vez iniciado el cambio tienden a mantenerlo o incrementarlo, o negativa...