Principios Fundamentales de la Sostenibilidad

Para alcanzar un desarrollo sostenible, es crucial seguir una serie de principios que guíen la gestión de recursos y la interacción con el entorno.

• Principio de recolección o extracción sostenible: Las tasas de extracción de los recursos renovables deben ser iguales o inferiores a las tasas de regeneración de estos recursos.
• Principio de vaciado sostenible: La explotación de recursos no renovables es sostenible cuando su tasa de extracción es igual a la tasa de creación de recursos sustitutivos renovables.
• Principio de emisión sostenible: Las tasas de emisión de residuos deben ser iguales o inferiores a las capacidades de asimilación de los ecosistemas que los reciben. Por ejemplo, en el caso del agua, no debería sobrepasarse su capacidad de autodepuración.
• Principio de emisión cero: Se debe reducir a cero la emisión de contaminantes tóxicos y bioacumulables, como es el caso de los metales pesados como el plomo.
• Principio de integración sostenible: Los asentamientos urbanos no deben sobrepasar la capacidad de carga de un territorio.
• Principio de selección de tecnologías sostenibles: Se deben favorecer aquellas tecnologías que sean más eficientes y respetuosas con el medioambiente.
• Principio de precaución: Es necesario emplear modelos de desarrollo que no sobrepasen los límites de los ecosistemas para así evitar riesgos de catástrofes y desastres.

Recursos Naturales, Reservas y Residuos

Recursos Naturales

Son aquellos bienes materiales y servicios que proporciona la naturaleza y que son valiosos para las sociedades humanas por contribuir a su bienestar y desarrollo, ya sea de manera directa (materias primas, minerales, alimentos) o indirecta (servicios ecológicos indispensables para la continuidad de la vida en el planeta).

Tipos de Recursos Naturales

• No renovables: Existen en cantidades fijas en la corteza terrestre. Se generan mediante procesos geológicos durante espacios de tiempo muy largos, como los combustibles fósiles.
• Renovables: Son aquellos que, por más que se utilicen, no se van a agotar. Por ejemplo, la energía eólica o la solar.
• Potencialmente renovables: Aunque se consuman, son repuestos por los procesos naturales en un periodo de tiempo corto, como los peces, los bosques, etc.

Los recursos son bienes (materias primas, formas de energía) que la humanidad obtiene de la naturaleza para satisfacer sus necesidades físicas básicas o sus apetencias.

Reservas

Las reservas representan el conjunto de recursos realmente disponibles y económicamente viables con la tecnología actual para satisfacer las necesidades humanas o llevar a cabo una actividad.

Residuos

Un residuo es cualquier material resultante de un proceso de fabricación, transformación, utilización, consumo o limpieza, cuando su poseedor o productor lo destina al abandono. Existen tres tipos principales de residuos según el medio al que afectan:

• Emisiones (al aire)
• Vertidos (al agua)
• Residuos sólidos (al suelo)

Causas Frecuentes de los Impactos Ambientales

• Cambios en los usos del suelo: Actividades como la ganadería, la industria y la deforestación alteran los ecosistemas.
• Contaminación: Emisión de sustancias a la atmósfera, vertidos en aguas y cambios térmicos.
• Cambios en la biodiversidad: Introducción de especies exóticas, comercio de especies protegidas y caza abusiva.
• Sobreexplotación: Extracciones masivas de recursos naturales, así como caza y pesca abusivas.
• Abandono de actividades humanas: Al emigrar a la ciudad, los campesinos abandonan sus tierras, que, por falta de cuidado, se deterioran por la erosión.

Fundamentos del Desarrollo Sostenible

La sostenibilidad es el desarrollo que satisface las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las futuras generaciones, garantizando el equilibrio entre el crecimiento económico, el cuidado del medio ambiente y el bienestar social.

Los Pilares de la Sostenibilidad

• Sostenibilidad ecológica: Es el pilar más básico y necesario para mantener la estabilidad de los otros dos. Implica aire y agua limpios, preservación del suelo, conservación de los recursos naturales, de la integridad de los ecosistemas y de la diversidad biológica, así como el análisis de los impactos ambientales.
• Sostenibilidad económica: Implica un crecimiento industrial y económico viable y compatible con el medioambiente. Además, requiere que las actividades laborales sean justamente remuneradas, solidarias y equitativas en el ámbito social.
• Sostenibilidad social: Apoyado por los dos pilares anteriores, de los que depende. Ha de permitir una buena calidad de vida, tener las necesidades sanitarias y familiares cubiertas, ser solidaria, equitativa y respetuosa con los derechos humanos y con las culturas y, a la vez, ser asumible y soportable por el ecosistema que nos mantiene.

El Medioambiente como Sistema

Medioambiente: Es el conjunto de componentes físicos, químicos, biológicos y sociales capaces de causar efectos directos o indirectos, en un plazo corto o largo, sobre los seres vivos y las actividades humanas.

Sistema: Es el conjunto de partes operativamente interrelacionadas; es decir, un conjunto en el que unas partes actúan sobre otras y del que interesa considerar fundamentalmente el comportamiento global.

Tipos de Sistemas (Enfoque de Caja Negra)

En función de los intercambios de materia y energía con el entorno, podemos distinguir tres tipos de modelos:

• Sistemas abiertos: Se producen entradas y salidas de materia y energía. Por ejemplo, en una ciudad entran energía y materiales, y sale energía en forma de calor y materia en forma de desechos y productos manufacturados.
• Sistemas cerrados: No hay intercambio de materia, pero sí de energía. En una charca entra energía solar y sale calor, pero la materia se recicla.
• Sistemas aislados: No existe intercambio de materia ni de energía.

Las Leyes de la Termodinámica en los Sistemas

• Primera ley de la termodinámica (Conservación de la energía): La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma. Por ello, en todo sistema que modelemos, la energía que entre será equivalente a la energía almacenada dentro del sistema, más la que salga de él.
• Segunda ley de la termodinámica (La entropía): Se llama entropía a la magnitud termodinámica que mide la parte no utilizable de la energía contenida en un sistema. Esta ley establece que, en cada transferencia, la energía se transforma y suele pasar de una forma más concentrada y organizada a otra más dispersa y desorganizada.

Pasos para Modelar un Sistema

1. Formación de un modelo mental: Se parte de un objetivo concreto tras la observación minuciosa del comportamiento de un fenómeno en la realidad. Se formulan hipótesis y se eligen variables.
2. Diseño del diagrama causal: Se realiza un diagrama causal con las variables, uniéndolas mediante flechas que representen las relaciones existentes entre ellas y se compara su funcionamiento con la realidad para validarlo.
3. Elaboración de un modelo formal o matemático: Se realiza un diagrama de Forrester a partir del diagrama causal. Este es el modelo matemático y utiliza una serie de símbolos y ecuaciones diferenciales que determinarán todos los posibles comportamientos temporales o trayectorias, que se compararán con la realidad.
4. Simulación de diferentes escenarios: Simular es estudiar el comportamiento futuro de un sistema a partir de unas condiciones iniciales predeterminadas. Un escenario es el conjunto de condiciones, circunstancias o parámetros iniciales de los que se parte en una simulación.

Indicadores Ambientales

El empleo de indicadores ambientales es fundamental. Un indicador es una variable o estimación que aporta información sobre el estado o evolución de un problema ambiental concreto, con el fin de adoptar las medidas más adecuadas para abordarlo.

Objetivos de los Indicadores

• Preservar los ecosistemas naturales (sostenibilidad ecológica).
• Evitar el agotamiento de los recursos naturales (sostenibilidad económica).
• Valorar la salud y el bienestar humano (sostenibilidad social).

Tipos de Indicadores (Modelo Presión-Estado-Respuesta)

• Indicadores de Presión (P): Reflejan la presión directa o indirecta que ejercen las actividades humanas sobre el medioambiente (ej. cantidad de emisiones de CO₂).
• Indicadores de Estado (E): Describen los efectos derivados de la presión concreta sobre la calidad del medio.
• Indicadores de Respuesta (R): Indican el esfuerzo político o social en materia de medioambiente (ej. marcar objetivos y tomar decisiones sobre el estilo de explotación deseado).

La Huella Ecológica

La huella ecológica es la medida del impacto de las actividades humanas sobre la naturaleza, representada por la superficie necesaria para producir los recursos utilizados y para asimilar los residuos producidos por una población definida con un nivel de vida específico, indefinidamente, donde sea que se encuentre dicha superficie. La humanidad, para satisfacer sus necesidades actuales, está consumiendo una cantidad de recursos naturales equivalente a 1.6 planetas. A este ritmo, en 2050 se necesitarán casi 3 planetas.

Evolución de la Relación Humanidad-Naturaleza

1. Sociedad Cazadora-Recolectora

Durante el Paleolítico, la humanidad estableció un sistema de vida en armonía con la naturaleza. Eran nómadas y no producían su propio alimento, por lo que apenas modificaron el entorno. El sistema energético que los mantenía era el alimento que consumían (energía endosomática), aunque también usaron alguna energía externa (energía exosomática) como el fuego.

2. Sociedad Agrícola y Ganadera

Comenzó en el Neolítico y supuso el mayor cambio tecnológico para la humanidad, ya que comenzaron a producir su propio alimento (desarrollaron nuevas tareas agrícolas) y a generar desechos. El consumo de la energía endosomática apenas varió, pero el de la exosomática se elevó considerablemente. Sin embargo, todas las energías empleadas eran renovables y procedentes, directa o indirectamente, del sol. Todo este desarrollo, además del de la metalurgia, también tuvo consecuencias negativas para el medioambiente, ya que dio lugar a notables cambios en los ecosistemas naturales (deforestación, sequía, erosión…). Estos cambios provocaron la emigración hacia nuevas tierras para su explotación.

3. Sociedad Industrial

En esta época, la humanidad comienza a trabajar en fábricas, granjas y campos industrializados. Se comenzó a sustituir la energía hidráulica por la quema de madera y, luego, por carbón mineral. A principios del siglo XX, el carbón es sustituido por el petróleo y sus derivados. La agricultura pasó de ser tradicional a mecanizada (implantación de grandes cultivos, semillas seleccionadas genéticamente, etc.). Como consecuencia, hubo aún más deforestación, erosión, agotamiento del agua y contaminación. En esta época no existía una concienciación sobre el medio natural como la que existe hoy en día.

El Planeta Tierra como Sistema Climático

La Tierra como Sistema: Enfoque de Caja Negra

Utilizando un enfoque de caja negra, podemos considerar a la Tierra como un sistema cerrado: entra y sale energía, aunque no materia. La energía que entra es radiación electromagnética solar. La energía sale como radiación reflejada y como radiación infrarroja (calor), procedente de la superficie terrestre previamente calentada por el sol. La Tierra es un sistema de equilibrio dinámico desde el punto de vista térmico, ya que autorregula su temperatura, manteniéndola a 15 °C de media.

La Tierra como Sistema: Enfoque de Caja Blanca

La máquina climática es el sistema de caja blanca que regula el clima planetario y está formado por la interacción de un conjunto de subsistemas terrestres: atmósfera, hidrosfera, geosfera y biosfera.

El Efecto Invernadero

Se origina en los primeros 12 km de la atmósfera por la presencia de ciertos gases, tales como vapor de H₂O, CO₂, metano y N₂O, principalmente. Estos gases son transparentes a la radiación visible del sol, que los atraviesa, pero no a la radiación infrarroja o calor emitido por la superficie terrestre. Al impedir la salida de gran parte de las radiaciones infrarrojas, las remiten o devuelven a la Tierra, incrementando la temperatura de la atmósfera.

El Albedo

El albedo es el porcentaje de radiación solar reflejada por la Tierra del total de la que incide procedente del sol. Por ejemplo, si el albedo de la Tierra es del 37%, quiere decir que solo entra el 63% del total, mientras que el resto es reflejado hacia el espacio.

Factores que Alteran la Temperatura Global

• Descenso de la temperatura: La inyección en la atmósfera de una gran cantidad de polvo o abundante SO₂ puede causar un enfriamiento. El SO₂ reacciona con el agua atmosférica dando lugar a espesas brumas de H₂SO₄ que actúan como pantalla solar.
• Aumento de la temperatura: Se produce por el incremento del efecto invernadero como consecuencia de las emisiones de CO₂. Este efecto es mucho más duradero que el enfriamiento por aerosoles.

Biomasa

La biomasa es la cantidad de materia orgánica que constituye a los seres vivos. Al estar formada por moléculas constituidas por carbono, es una forma de almacenaje por la que el CO₂ permanece encerrado durante un tiempo, hasta que la materia orgánica se descompone y el CO₂ vuelve de nuevo a la atmósfera.

La Influencia de la Biosfera

• Reducción de los niveles de CO₂ atmosférico: La reducción del efecto invernadero supone un mecanismo de ajuste del sistema Tierra, ya que contribuye a refrescar el planeta a medida que el sol irradia más calor. El CO₂ necesario para el proceso de fotosíntesis es retirado de la atmósfera y transformado en materia orgánica que se acumula en los seres vivos en forma de biomasa.
• Aparición del oxígeno atmosférico: El poder reductor necesario en el proceso de la fotosíntesis se obtiene a partir de la ruptura de la molécula de H₂O por la acción de la luz solar, con lo que se libera el O₂.
• Formación de la capa de ozono: La abundancia de O₂ en la atmósfera permitió la formación de la capa de ozono (O₃), protectora de los rayos ultravioleta del sol. Así, al estar protegidos de los rayos letales, los organismos vivos se expandieron con rapidez sobre los continentes.
• Aumento del nitrógeno atmosférico: Debido a las reacciones metabólicas de los seres vivos realizadas a partir de los óxidos nitrogenados presentes en el medio, fue elevándose progresivamente la cantidad presente en la atmósfera hasta alcanzar el 78% actual.