Fundamentos de la Teoría de Sistemas: Conceptos, Clasificación y Modelado

1. La Tierra y el Medio Ambiente: Definiciones Fundamentales

Conceptos Básicos

• Sistema: Conjunto de elementos o componentes y las relaciones entre ellos, que consiste en un intercambio de información, materia o energía.
• Límites: Todo sistema o subsistema posee un límite físico; es una frontera que lo separa de su entorno, puede presentar propiedades especiales y constituye la interfaz entre el interior y el exterior del sistema.
• Subsistemas: Los componentes de un sistema están formados por otros más elementales con sus propias relaciones; es decir, un sistema puede dividirse en subsistemas entre los que se producen interacciones.

Tipos de Sistemas

• Sistemas aislados: No intercambian materia ni energía con el entorno. No son reales, solo existen en condiciones artificiales de laboratorio.
• Sistemas cerrados: Son aquellos que no pueden intercambiar materia con su entorno, pero sí energía. Estos sistemas terminan por agotarse.
• Sistemas abiertos: Se caracterizan porque pueden intercambiar materia y energía con su entorno. A esta categoría pertenecen los seres vivos y la Tierra.

Interacción de Sistemas

Se establecen una serie de interacciones que se clasifican en dos tipos:

• Simples: Consisten en la influencia de una variable del sistema sobre otra. Se denomina directa si la desviación es positiva y inversa si es de sentido negativo. Las relaciones encadenadas se producen entre más de dos variables, aunque el resultado final será directo o inverso.
• Complejas: Se producen cuando una variable influye sobre otra, formando una cadena de relaciones causales en círculo; a esto se le denomina bucle.

Estudio de Sistemas y Modelos

Los modelos son representaciones simplificadas del sistema con una escala espacial y temporal asequible, que permiten estudiar y predecir el comportamiento del sistema:

• Modelos analógicos: Consisten en una representación del sistema mediante imágenes o estructuras que guardan una analogía con el objeto de estudio (ejemplos: maquetas y túneles de viento).
• Modelos digitales: Están formados por ecuaciones matemáticas que representan las relaciones entre diversas variables de un sistema para determinar valores desconocidos (ejemplos: previsión de riesgos y sistemas de alerta temprana).