LA CIENCIA Y EL MEDIOAMBIENTE. Capítulo 1: El medio ambiente
PRESENTACIÓN
En el año 2000 publiqué “El teatro de la ciencia y el drama ambiental”. Como indicaba en el prefacio de la obra, el título era un homenaje al ecólogo G. Evelyn Hutchinson inspirado en el título de su obra “El teatro ecológico y el drama evolutivo”. Señalaba entonces que si en la obra de Hutchinson el teatro era identificado como el escenario donde transcurre la acción evolutiva, la pretensión de “El teatro de la ciencia y el drama ambiental” era llevar la identificación a la aventura del conocimiento que supone la ciencia y, en particular, a la representación de un drama que interesa sobremanera conocer para paliar: la crisis ambiental. La metáfora, pues, estaba servida, e indagando en ella podíamos seguir la pista de los autores, escenarios, actores, tramoyas y tramas que implica toda obra teatral.
Así, se indicaba, las ciencias ambientales serían el joven autor teatral que propone una nueva obra en la que buscaría representar (léase interpretar, comprender) el medioambiente y la crisis ambiental de la forma más satisfactoria y adecuada que exigen las necesidades actuales. La obra sería, pues, el medio ambiente. El escenario, los sistemas naturales en los que discurre todo, pues también nosotros, las sociedades humanas los habitamos. El protagonista central, nosotros mismos. Las interacciones e intercambios entre humanos y geoecosistemas serían algunos de los elementos destacados de la trama, incluyendo los factores de riesgo que derivan de los procesos naturales, especialmente cuando se ven alterados o interferidos por las acciones humanas. La trama desencadena en la crisis ambiental, el momento de mayor dramatismo de la obra (en el que actualmente estamos inmersos), para la que se prefiguran posibles correcciones urgentes, aunque insuficientes, ya que solo se vislumbra una salida definitiva: el cambio de argumento del núcleo de la obra, una forma nueva de relación entre la humanidad y la naturaleza. Un cambio de guión.
Esa conclusión es, precisamente, la base argumentativa de “La cuarta cultura”, libro que publiqué en 2023 sugiriendo la necesidad de una nueva cultura global, tras las previas, definidas por las formas de vida cazadora-recolectora, agroganadera neolítica e industrial. Una nueva cultura capaz de superar la crisis ambiental global en que nos encontramos y que vendría definida por una forma de relación con el planeta auténticamente sostenible, es decir, mantenible dentro de los límites ambientales e inspirada por un modelo de desarrollo social cualitativo y no de mero crecimiento cuantitativo y desigual.
Tras
escribir “La cuarta cultura”, volví a releer el contenido de “El teatro de la
ciencia y el drama ambiental”, advirtiendo la pertinencia y vigencia de sus
postulados básicos, por lo que decidí revisarlo y actualizarlo para ofrecerlo
en una versión por capítulos y abierta a los aires libres del espacio digital.
Jose Antonio Pascual Trillo
1. Una obra compleja:
EL MEDIO AMBIENTE
Así, el concepto de "medio ambiente" suele
encerrar preferentemente una noción de equilibrio entre los factores, elementos
y conexiones naturales del "medio físico". Por ello, abarca todos los
componentes, estados y dinámicas de la naturaleza, aunque, menos
frecuentemente, hace también referencia al "medio social". Por
"medioambiental" parece entenderse, pues, tácitamente, de modo
principal lo que concierne a los elementos y recursos naturales, su posible
deterioro y su conveniente defensa.
Eduardo Martínez de Pisón
Catedrático
de Geografía Física
Universidad
Autónoma de Madrid
La definición del medio ambiente y su interpretación científica.
Los problemas de la degradación de la
naturaleza, la contaminación o el deterioro del paisaje y de los sistemas
ecológicos, y las consecuencias de todo ello para las condiciones de vida de
los seres humanos han consolidado el uso del término "medio ambiente" en los medios de comunicación, el habla
popular o la ciencia. Convivimos diariamente con él, pero no siempre lo
empleamos con el mismo sentido o con idéntico rigor. De hecho, a menudo puede
resultarnos difícil precisar qué es lo que realmente entendemos o queremos
decir exactamente al utilizarlo.
Medio ambiente es un término compuesto de dos
palabras con similar significado en el idioma castellano; en términos técnicos:
un pleonasmo. Ambas palabras ("medio" y "ambiente") contienen ideas semejantes. De hecho, si hojeamos
el Diccionario de uso del español, de
María Moliner, comprobaremos que la voz "medio" nos remite a la de "ambiente". Etimológicamente, "ambiente" (del latín ambiens
ambientis) quiere decir "circundante", formándose por la
anteposición del prefijo amb (que
quiere indicar "alrededor") al verbo ire ("ir"); es decir: "ir alrededor". Este diccionario nos acaba definiendo "medio ambiente" como el "conjunto de condiciones que influyen en el
desarrollo y actividad de los organismos".
En otras lenguas, sin embargo, el mismo
concepto aparece recogido en una sola palabra. Es el caso del environnement francés, o del environment inglés.
Conceptualmente, la noción científica del
"medio ambiente" ha
evolucionado de una forma relevante. Inicialmente, el término fue empleado con
el fin de expresar un concepto relativo: se buscaba hacer referencia a lo que
rodea e influye a un organismo o a una persona. Se partía, pues, de algo o de alguien
utilizado para referir a su costa el medio ambiente. Hablamos del "medio ambiente de un organismo o persona".
Este enfoque comparte la noción y el significado de otro término paralelo: el "entorno". En muchas ocasiones
utilizamos medio ambiente desde esta
perspectiva relativa. Una definición que recoge bien esta idea es la aportada
ya hace bastante tiempo por el prestigioso geógrafo anglosajón O'Riordan:
"Conjunto de fuerzas e influencias que actúan sobre un organismo y en
relación con las cuales, ese organismo es capaz de reaccionar y en consecuencia
de actuar ([1])"
Partiendo del mismo enfoque, otro geógrafo,
en este caso de la Universidad de Palma de Mallorca, Bartolomé Barceló i Pons, observa
el medio ambiente desde su relación con las colectividades humanas que son, en
este sentido, los elementos referenciales para su definición:
"El concepto de medio ambiente se define en relación con los grupos
humanos que lo perciben, lo ocupan o lo configuran ([2])"
Sin embargo, paulatinamente, el término
"medio ambiente" se ha ido
despegándo de ese primer enfoque que lo entiende como dependiente de algo o de
alguien, para llegar a convertirse en un concepto autónomo, no necesitado de
referentes. Así, hoy es frecuente hablar de "medio ambiente" sin que
sea indispensable establecer previamente el elemento, organismo o factor de
cuyo "medio ambiente" hablamos.
Para el también geógrafo Eduardo Martínez de
Pisón, "la noción -redundante- de
medio ambiente hace referencia al carácter ecológico del espacio"; una
opinión que fue expresada en el marco de una explicación de las relaciones
entre "los entendimientos
geográficos de medio ambiente, territorio y paisaje" ([3]).
Según Martínez de Pisón, hay un momento de inflexión medioambiental en el
pensamiento geográfico, entre los años sesenta y setenta, que estuvo encabezado
por destacados autores, como Manuel de Terán, en España, y Pierre George, Jean Tricart
y George Bertrand, en Francia. Esa inflexión se generalizó y tuvo influencia en
muchas de las ciencias ligadas al medio ambiente. En ello tuvo mucho que ver la
progresiva consolidación de los aspectos más sistémicos de una de las ciencias
sobre las que se asienta gran parte de la aproximación científica al medio
ambiente. Me refiero a la ecología.
También en un principio, la ecología se
definió en función de un organismo. Así se recoge en la "presentación en
sociedad" de esta disciplina propuesta por Haeckel en 1868, quien la
encuadró dentro del campo de la biología como la "ciencia de las relaciones del organismo con el medio" ([4]).
Hoy día, sin embargo, la ecología se define básicamente a través de la noción
de otro concepto: el del ecosistema. La ecología es la "biología de los ecosistemas" en la
propuesta de Ramón Margalef ([5]);
quien añade: "el nivel de
referencia, por tanto, no es ni el conjunto de átomos, ni el de moléculas, ni
el de células, sino el nivel de organización cuyos elementos constitutivos
esenciales son individuos de distintas especies". Los ecólogos modernos
harán de esta disciplina la "ciencia
de los ecosistemas", desligándola algo más de su matriz biológica
inicial.
La independización progresiva de la ecología
de la referencia obligada al individuo o a la especie (la definición de Haeckel
ha quedado reducida a lo que algunos denominan como "autoecología”) ha llevado a los ecólogos a centrarse en ese objeto
de estudio que se conoce como ecosistema. El ecosistema se conforma como
una entidad compleja cuya comprensión y modelización se constituye en objeto de
investigación y estudio, sin que para definirlo o delimitarlo sea obligado
partir de un elemento u organismo (o una especie) concretos, aunque no sea
infrecuente que para su delimitación se conceda mayor peso a unos factores u
organismos que a otros.
Esto mismo es lo que ha ocurrido en la
evolución del concepto de medio ambiente. De sus inicios como concepto relativo
o entorno de "algo", el medio ambiente ha ido adoptando un
significado propio y autónomo, aunque sin perder la capacidad de recuperar ocasionalmente
su primera acepción condicionada ("el medio ambiente" de
"algo"). Así, constituye en la actualidad un término polisémico o dotado
de varios significados, todos ellos ciertamente relacionados.
De este modo, el medio ambiente se ha aproximado en muchos sentidos a la noción de ecosistema, aunque dotado
de una componente mayor de inclusión de todo aquello que tiene que ver con lo
artificial, social, cultural o humano. En la práctica, muchos autores prefieren
el uso del término ecosistema cuando se requiere poner énfasis en los
componentes naturales, mientras que se destina con preferencia el término medio
ambiente para referir cualquier tipo de sistema socionatural, particularmente
si estamos interesados en advertir los efectos de las actividades humanas. En
todo caso, es posible encontrar todo tipo de usos de estos términos por parte
de diferentes autores y textos: ecosistemas naturales o ecosistemas urbanos,
medio ambiente selvático o medio ambiente urbano-industrial, etc.
Es interesante constatar que el término
"medio ambiente" aparece desde
hace tiempo entre los más utilizados tanto por científicos como por
periodistas, a la par que sigue manteniendo una definición poco precisa. No es
necesariamente un motivo de preocupación, ya que su valor reside precisamente en
su propia ambigüedad que lo hace muy versátil y complejo. Coincide esta idea con
la expresada hace bastantes años por
"muy recientemente, sin embargo, se registra un avance positivo, es
precisamente el tema del Medio Ambiente el que constituye una de las más
interesantes áreas interdisciplinares desarrolladas en la actualidad, y ello
está dando lugar a un progreso importante debido a la convergencia de
conceptos, técnicas, métodos y principios procedentes de ámbitos científicos
con frecuencia alejados. En los últimos años parece que se está gestando un
ámbito científico propio donde el Medio Ambiente está siendo abordado de una
manera global, lo que permite una aproximación más racional a nuestro entorno
medioambiental ([6])"
Ese campo del que nos hablaba López Bermúdez
es el que se viene construyendo desde hace tiempo con el afianzamiento de las ciencias
ambientales como campo epistémico interdisciplinar para unos y transdisciplinar
para otros. Un ámbito que busca interpretar, comprender y modelizar ese
concepto amplio y versátil del medio ambiente, así como analizar y enfrentar la
crisis ambiental y los llamados problemas ambientales, prediciendo su evolución
y las características de su devenir ante las actividades humanas, proponiendo
modelos alternativos de desarrollo y de relación entre la humanidad y la
naturaleza, todo ello con el fin de reducir, limitar y controlar las
disfunciones ambientales generadas por las sociedades humanas. Se trata, pues,
de un campo científico que aúna contenidos y procedimientos que provienen de
diversas disciplinas científicas, tanto físico-naturales como sociales, y a las
que se ha ido añadiendo un espacio propio coherente en el que predomina un
enfoque de caracter sistémico. Es, pues, un área del conocimiento que trata de
amparar el saber, la investigación y la actuación relativos al medio ambiente.
El economista Luis Jiménez Herrero lo ha descrito del siguiente modo:
"Y aquí surge con fuerza la noción del ambiente como sistema complejo de
interrelaciones inertes, vivas y socioculturales que nos proporciona una nueva
dimensión científica bajo el concepto de ciencia del ambiente o ciencia
ambiental ([7])"
Tal vez en la evolución de las ciencias
ambientales podamos advertir tanto la dificultad que supone construir
herramientas, significados y un "lenguaje común" para constituir un
nuevo campo epistemológico, como las resistencias e intereses reactivos que las
innovaciones generan en los defensores de las "ortodoxias" asentadas
en algunos de los campos disciplinares relacionados. Algo, por otra parte, que
ha sido una tónica habitual en la historia de las ciencias y en sus "revoluciones", como las llamó
Thomas Kuhn ([8]).
Dada la heterogeneidad de las acepciones del
término "medio ambiente",
con un cierto esfuerzo de síntesis podríamos acordar clasificar las
definiciones de medio ambiente en tres grupos:
-
Un primer tipo de definiciones engloba aquellas que poseen un carácter
amplio y algo indefinido, que en ocasiones recurren a expresarse mediante
sinónimos o metáforas, o, por el contrario, a relatar de forma exhaustiva los
elementos o componentes. Son definiciones como: "marco o entorno vital" o "Conjunto de agentes físicos, químicos biológicos y de los factores
sociales susceptibles de causar un efecto directo o indirecto, inmediato o a
plazos, sobre los seres vivos y las actividades humanas".
-
Un segundo tipo de definiciones son las que parten de un carácter
relativo a algo que les sirve de referencia: "conjunto de fuerzas o condiciones externas que actúan sobre un
organismo, población o comunidad" o "entorno que influye o condiciona a un organismo o conjunto de
organismos".
-
El tercer tipo recoge las
definiciones de tipo sistémico: "sistemas
multidimensionales de interrelaciones complejas en continuo estado de
cambio", "sistema que
influye en el sistema considerado y, a su vez, recibe la influencia de
éste" o "universo de un
sistema abierto".
Claro que siempre es posible encontrar
situaciones híbridas entre las categorías anteriores.
Complejidad y simplicidad
Antes comentamos que el medio ambiente es un
concepto poco definido y algo ambiguo, y que parte del problema tiene que ver
con su carácter complejo. Pero ¿qué entendemos por complejidad?
El estudio de lo complejo inauguró un campo
de investigación apasionante. Jorge Wagensberg, físico de la Universidad de
Barcelona e influyente divulgador científico, decía al respecto de este ámbito
lo siguiente:
"las preocupaciones fundamentales son dos: el cambio y la relación entre
los todos y las partes. La primera se refiere a la estabilidad y la evolución,
la segunda a la estructura y la función. Tales preocupaciones mueven en
realidad mi quehacer diario como físico y, de momento, no siento el menor temor
a quedarme sin estímulos. Pero soy consciente de que todo ser pensante, aunque
no lo sea de oficio, intenta conocer la complejidad y, sobre todo, que existen
otras formas de conocimiento con el mismo lícito y complejo propósito ([9])"
Lo complejo ha sido un atractor intelectual
para muchos físicos, entre ellos el Premio Nobel y co-descubridor de los
quarks, Murray Gell-Mann, quien empleó el término de "complejidad bruta", que entendía como:
"la longitud del mensaje más corto que describe un sistema, con una
resolución dada, dirigido a un interlocutor distante y haciendo uso de un
lenguaje y un conocimiento del mundo que ambas partes comparten (y saben que
comparten) de antemano ([10])"
Gell-Mann trató de cuantificar la complejidad
utilizando la informática. Propuso medirla mediante el tiempo que requiere un
ordenador para resolver un problema determinado. No obstante, reconocía que
"probablemente no existe un único concepto de complejidad que pueda
captar adecuadamente nuestras nociones intuitivas. Puede que se requieran
varias definiciones diferentes, algunas quizá todavía por concebir"
La complejidad es una idea intuitivamente
cómoda e incluso demasiado fácil de utilizar, pero, a la vez, muy difícil de
precisar y acotar. La longitud de su mensaje descriptivo más corto sería,
siguiendo la idea aportada por Gell-Mann, bastante larga.
No osaré tratar aquí de desentrañar los
interiores de la complejidad. Tan sólo advertiré que el medio ambiente y lo
ambiental gozan y sufren de las características propias de lo complejo y que,
por ello, presentan, al igual que ocurre en el caso de su acotamiento
definitorio, una dificultad notoria a la hora de someterse a las formas
habituales de "comprensión" o enfoque que la cultura científica ha
desarrollado con particular éxito. Así, se adapta mal a muchas estrategias de
formalización convencional, es decir, se encuentra poco cómoda frente a
formulaciones cortas y precisas.
Una de las ideas inherentes a lo complejo
reside en que las relaciones entre la totalidad (o las totalidades) y sus
partes no resultan demasiado claras. Lo evidente en este sentido es que la
adición no sirve como única explicación para ir de las partes al todo, es
decir, el todo no es, simplemente, la
suma de las partes. Aplicado al tema concreto del medio ambiente, diremos
que no es posible comprenderlo estudiando “tan sólo” cada una de sus partes
aisladamente. O, dicho de otro modo: las ciencias ambientales no pueden ser
sólo la suma de los conocimientos de cada ciencia particular encargada de
estudiar un aspecto concreto (una parte) de ese medio ambiente que se pretende comprender.
Topamos así con un escollo: cuando nos
enfrentamos con algo complejo (con una "totalidad" no resumible a la suma de sus partes), lo hacemos ante
algo que goza de ciertas características globales propias, dotadas de "propiedades emergentes" que
pertenecen a la totalidad y no se deducen del estudio de las partes. Nos
enfrentamos, pues, a lo que Bertalanffy ([11])
acotó conceptualmente bajo el término de "sistema". En concreto, el medio ambiente entra en la categoría
de los "sistemas complejos".
Los sistemas
Ludwig von Bertalanffy definió el sistema como "conjunto de elementos en interacción". Su definición nos aporta,
además, información sobre los aspectos o características fundamentales de los
sistemas:
1. Los "elementos", que son la
representación simbólica de los constituyentes del sistema.
2. Las "relaciones" o "interacciones", que pueden ser de
diferentes tipos, uniendo o relacionando los elementos entre sí, y
constituyendo redes más o menos arduas.
De estas dos características se deduce una
tercera: la existencia de "límites"
en el sistema. Dado que hay elementos internos al mismo -y se ha de suponer que
otros lo serán externos a él- han de existir unos límites (que pueden ser físicos
o conceptuales) que separan unos de otros, es decir, que delimitan el sistema.
Elementos, relaciones y límites constituyen
las "características estructurales
de los sistemas"([12]).
Se trata de los componentes que arman la "estructura" de los sistemas.
Se ha dicho ([13])
que algo, para ser considerado un sistema, debe reunir dos condiciones. La
primera, que se comporte, al menos en algunos aspectos, como un todo; es decir,
que reúna propiedades propias como tal totalidad. La segunda, que su
comportamiento varíe cuando varía alguno de sus componentes. Totalidad y
comportamiento ligado a esa totalidad serían, pues, las condiciones inherentes
a los sistemas.
Tipos básicos de sistemas: los abiertos y los cerrados
El hecho de existir límites en los sistemas
abre la posibilidad de realizar una clasificación muy básica con ellos. Así,
podemos hablar de sistemas "abiertos"
y de sistemas "cerrados",
en referencia a su entorno. Son abiertos cuando reciben influencias directas
del entorno en el interior del sistema y viceversa; cerrados, en el caso
contrario.
Esta clasificación simple debe ser, sin
embargo, precisada: se trata de una decisión que depende del enfoque con el que
abordemos el estudio del sistema y de nuestros objetivos de conocimiento o
aplicación. En realidad, de forma absoluta, el único sistema verdaderamente
cerrado sería el Universo.
Gráfico 1.1. Flujo de materia y energía en el sistema Sol - Tierra
Atendiendo a la diferencia entre los flujos
de materia y energía, vemos que algunos autores prefieren hablar de sistemas aislados si no hay intercambio de
ninguno de ellos; de cerrados si hay
intercambio de energía, pero no de materia; y de abiertos cuando se intercambian ambos.
Dinámica de sistemas
Muchos sistemas se caracterizan porque sus estructuras determinan su dinamismo, es decir, su funcionalidad, lo que atañe a la posible evolución del sistema. Son los sistemas dinámicos, que incluyen desde las máquinas hasta los organismos vivos. Se suele definir en ellos ciertas "características funcionales" que podemos resumir en unos pocos componentes funcionales básicos. En síntesis, casi todos se pueden reducir a dos tipos ("niveles" y "flujos"), pero una clasificación menos restrictiva sería la siguiente:
- Flujos de materiales
- Flujos de energía
- Flujos de información
- Válvulas de control de los
flujos
- Niveles
- Retardos
Como su nombre indica, estas características
funcionales condicionan la forma de funcionar del sistema, constituyendo,
además, lo que podríamos considerar como "unidades funcionales". Repasamos cada una de ellas:
Los flujos
de materia o de materiales son las redes de movilización posible de los
materiales entre unos compartimentos y otros. En el caso de un ecosistema, por
ejemplo, estaríamos hablando fundamentalmente de los ciclos biogeoquímicos. En
el caso de un sistema urbano, serían la conducción del agua, las vías de
transporte de mercancías, la evacuación de residuos, etc.
Los flujos
de energía son las redes de movilización de la energía. A diferencia de la
materia, la energía se degrada en esa movilización. De hecho, en un ecosistema,
los flujos de energía son típicamente disipativos (lo que quiere decir que la
energía se disipa, es decir, se va gastando), lo que es una consecuencia de las
leyes de la termodinámica. En puridad, no se trata de una disipación absoluta,
sino de una pérdida de las formas "útiles" de la energía, que pasan a
engrosar la entropía o formas degradadas de energía. Una consecuencia de esta
disipación en los flujos de energía es la limitación del número de jerarquías o
niveles que puede haber en una red trófica de cualquier ecosistema (casi nunca
hay más allá de cuatro o cinco niveles jerárquicos: productores, consumidores
1º, consumidores 2º, descomponedores…).
Un tercer flujo
es el de la información. Se trata del
flujo de comunicación más sutil, para el que disponemos de herramientas de
manejo más difíciles, a pesar de que en las últimas décadas se ha avanzado
mucho en la medición de la información gracias al campo de estudio de la
información generado a partir de las propuestas iniciales de Shannon y de otros
autores.
Todos los flujos anteriores discurren a través de redes de comunicación reguladas por
válvulas de control que permiten modular
la intensidad de los flujos. Existen, pues, elementos de regulación y control.
Los niveles
son "territorios" del sistema donde se produce la acumulación de la materia,
energía o información que circula por las redes de comunicación en forma de
flujos que suelen estar regulados por válvulas y, en ocasiones, retardos. Los
niveles son, además, y en general, puntos de información desde los que nacen
canales de comunicación que permiten actuar sobre otras partes del sistema.
En los sistemas pueden exitir también
mecanismos de retardo que influyen de
forma importante en su dinámica y función. Los retardos se producen cuando se
produce un lapso entre la actuación de un controlador y la materialización de
su respuesta, o entre un suceso y la llegada de la información sobre él al
controlador. Un ejemplo fácil es el retardo que se produce entre el mecanismo
medidor de la temperatura y el regulador de la calefacción en un termostato.
Dependiendo de la amplitud del retardo se derivan dinámicas de funcionamiento
muy distintas, con oscilaciones, equilibrios, divergencias, etc.
En la modelización de un sistema dinámico suelen
intervenir también otros componentes como los siguientes:
Las nubes,
que son fuentes o sumideros infinitos (a la escala o nivel
de interés del analista y porque se comportan como tales para los objetivos del
modelo).
Las variables
externas al sistema modelizado, también llamadas exógenas.
Las variables
auxiliares y las constantes.
Todos ellos son componentes que pueden
responder a factores funcionales más complejos, pero que, para el modelo de
sistema dinámico construido, se comportan de forma razonablemente conforme con
unas características que lo asimilan a alguno de los tipos anteriores.
La relación y articulación de los caracteres
funcionales de un sistema determinan las cadenas
de causalidad, círculos de influencia o bucles de retroalimentación ("feedbacks"), que, en cierta manera,
pueden definirse como "unidades funcionales". A través de ellas, los
niveles, flujos, válvulas y retardos componen unidades de comportamiento propio
y definido.
La ciencia que estudia el comportamiento y
modelización funcional de los sistemas (la dinámica de sistemas) ha
desarrollado una simbología propia para cada uno de esos componentes de los
sistemas dinámicos, lo que facilita la construcción de diagramas que reflejen
la estructura funcional del sistema. Esta simbología nació de la mano de Jay W.
Forrester, considerado el "padre" de la dinámica de sistemas por
haber desarrollado toda una metodología que puso al servicio del primer gran
modelo elaborado para simular nada menos que el comportamiento del mundo en la
forma de un gran sistema dinámico. Ese fue punto de partida para el informe que
lideró Donella Meadows por encargo del Club de Roma y que, bajo el nombre de
"Los límites del crecimiento"([15]),
alertó sobre las consecuencias del abuso de los recursos al modelizar
formalmente, por primera vez, la imposibilidad de un crecimiento indefinido en
el uso de los recursos naturales. Posteriormente, el equipo de Meadows ha
presentado nuevas actualizaciones del modelo basado en la dinámica de sistemas
y sus consiguientes informes ([16]),
corrigiendo y actualizando los modelos anteriores. A pesar de la polémica y las
críticas sobre el ciumplimiento de las previsiones, siempre sometidas a nuevos
datos y al mejor afinamiento de los modelos, el impacto e influencia en el
pensamiento ambiental de Los limites del crecimiento son indudables ([17]).
Los símbolos que ideó Forrester para cada uno
de los componentes de los diagramas que llevan su nombre y que explican el
funcionamiento de los sistemas dinámicos se ofrecen en el siguiente gráfico.
Gráfico 1.2. Simbolos de los diagramas de Forrester
El ejemplo más empleado para expresar el
sentido de un sistema dinámico modelizado mediante un diagrama de Forrester es
el que el mismo Forrester denominó como símil
hidrodinámico, una metáfora entre el sistema dinámico y un esquema de
compuertas, canales y estanques de agua. De hecho, la mayoría de los términos empleados
en la dinámica de sistemas ("niveles")
derivan terminológicamente de ese símil.
El símil hidrodinámico parte de una "nube" o surtidor infinito, emisor
de un flujo continuo de agua que discurre por canales o tuberías hacia
diferentes estanques y cuyo caudal es controlado por válvulas que permiten
dirigir el flujo hacia unos u otros estanques. Los niveles de llenado de los
estanques ponen en marcha modos de transmisión de la información a través de
sensores automáticos u operarios que ordenan la apertura o cierre de las válvulas.
Los retardos supondrían desfases de tiempo entre una situación que implica una
decisión a tomar y el cumplimiento o efecto de la acción decidida. Por otra
parte, variables de distinto tipo o constantes diversas sirven para concretar datos
y umbrales de actuación o para influir en la adopción de decisiones que se
trasladasn como flujos de información por canales concretos.
Previamente a establecer un diagrama de
Forrester, que puede ser muy complejo, los analistas de sistemas dinámicos
suelen elaborar diagramas causales que relacionan los diferentes elementos
mediante criterios de causa-efecto. Estos diagramas incluyen sólo elementos y
flechas causales, componiendo una suerte de esqueleto previo al posterior
diagrama de Forrester. En esos diagramas causales puede constatarse la presencia
de unidades causales funcionales en forma de bucles: los llamados bucles de
realimentación, que son la base de la dinámica de sistemas. Veamos en qué
consisten.
Entre dos elementos relacionados puede existir
uno de los dos tipos de relaciones. Las relaciones positivas (+) se dan cuando
los dos elementos varían en el mismo sentido, es decir, ambos crecen o decrecen
a la vez. Se trata de efectos similares a los de una "bola de nieve" que cae por una ladera: cuanto más abajo la
veamos, más volumen tendrá y, consecuentemente, cuanto "menos abajo",
menos volumen. Estas relaciones positivas crean "círculos viciosos".
Las relaciones negativas (-) son cuando la variación se da en sentido contrario,
es decir, si uno crece, el otro decrece; y viceversa. Aparecen, en este caso,
efectos del tipo "círculos virtuosos", lo que constituye un sistema
de autocontrol.
Es interesante comprobar si hay una relación
causal (de causa-efecto) directa entre ambas variaciones o si se trata, mas
bien, de la consecuencia de una tercera variable o un factor que influye en
ambas, aunque, para no complicarnos, no entraremos por ahora en esta cuestión.
En estos diagramas causales es posible trabajar
con valores cuantificados, aunque puede bastar con una relación simplemente
cualitativa, ya que, en muchos casos, el simple signo de la relación es lo
verdaderamente importante para el comportamiento del modelo. Una complejidad
muy interesante en muchos modelos dinámicos es la posibilidad de trabajar con
tipos de relación no lineal.
Los bucles de realimentación, que son cadenas
cerradas de relaciones, implican varios elementos y constituyen unidades de
funcionamiento. El número de elementos implicados en un bucle puede variar a
partir de un mínimo de dos. La condición para que aparezcan como tales es que conformen
una cadena o círculo cerrado de relaciones (positivas y/o negativas).
Si el bucle de realimentación tiene signo
positivo y, por tanto, comportamiento desestabilizador, significa que hay un
número par de relaciones negativas entre todos los elementos implicados
(considerando al 0 como par). El efecto funcional de estos bucles es un
reforzamiento de cualquier variación inicial. Originan una constante amplificación
de esa variación. Eso supone un comportamiento catastrófico o desestabilizador.
Si gobiernan el funcionamiento del sistema, éste continuará creciendo o
decreciendo indefinidamente y, probablemente, de forma acelerada. Esto puede
verse fácilmente con un ejemplo sencillo:
Partamos de la relación existente entre
enfermedad y pobreza en una población humana concreta. En ella, ambos factores
están claramente relacionados, ya que la existencia de pobreza hace que se
produzcan enfermedades (por carencia alimentaria, por ejemplo), mientras que la
existencia de enfermedades provocará una menor capacidad de trabajo de la
población en su conjunto y una consiguiente mayor demanda de los pocos recursos
existentes, es decir, una mayor pobreza.
Estas relaciones causales, expresadas en
forma de esquema, son:
Y, en forma de bucle:
La dinámica funcional de este sistema implica
un incremento de la variación inicial con la que impulsemos el modelo. Por
ejemplo: un incremento de la pobreza supondrá un crecimiento de las
enfermedades, que incrementarán la pobreza y así, hasta un final explosivo o
catastrófico. La inversa también es posible. Si iniciamos el comportamiento del
modelo con una reducción de la pobreza, obtendremos una menor tasa de
enfermedades y, con ellas, una nueva reducción de la pobreza, etc. (estamos
hablando de un modelo hipersimplificado tan solo obernado por este único
blucle). Como puede verse, en los bucles positivos, la pauta o variación
inicial condiciona todo. Dos sistemas con un mismo bucle pueden llegan a
situaciones diametralmente opuestas dependiendo de la situación de variación con
las que inicien su comportamiento.
Una divertida alegoría de las cadenas
causales cerradas, emparentadas con los círculos de retroalimentación positiva,
la encontramos en las ingeniosas letras de los "Círculos viciosos" del cantautor Chicho Sánchez Ferlosio:
"- Quisiera
hacer lo de ayer, pero introduciendo un cambio.
- No metas cambios
Hilario, que anda el jefe por ahí.
- ¿Por qué está de
jefe?
- Porque va a
caballo.
- ¿Por qué va a
caballo?
- Porque no se
baja
- ¿Por qué no se
baja?
- Porque vale
mucho
- ¿Y cómo lo sabe?
- Porque está muy
claro
- ¿Por qué está
tan claro?
- Porque está de
jefe.
- ¡Eso mismo fue
lo que yo le pregunté!
- ¡Yo quiero
bailar un son y no me deja Lucía!
- Yo que tú no
bailaría, porque está triste Ramón.
- ¿Por qué está
tan triste?
- Porque está
malito
- ¿Por qué está
malito?
- Porque tiene
anemia.
- ¿Por qué tiene
anemia?
- Porque está muy
flaco.
- ¿Por qué está
tan flaco?
- Porque come
poco.
- ¿Por qué come
poco?
- Porque está muy
triste.
- ¡Eso mismo fue
lo que yo le pregunté!
Es evidente que la retroalimentación positiva
llevará al pobre Ramón a la tumba y al jefe a ser cada día más jefe, aunque un
pequeño cambio inicial en el círculo vicioso podría romper ese comportamiento y
volverlo del revés.
Los bucles de realimentación negativos, por
el contrario, se producen cuando hay un número impar de relaciones negativas en
su seno. Por ello, tienden hacia la estabilización o el autocontrol del
comportamiento inicial, es decir, a la anulación de las variaciones.
Supongamos dos especies, siendo una presa de
la otra. Si el número de individuos-presa es alto, el predador los encuentra
fácilmente y, por tanto, su población crecerá. Pero, al aumentar los
predadores, el aumento de presión sobre la presa llevará a su reducción
paulatina. Dicha reducción de presas repercutirá en una posterior reducción de
los predadores, lo que conllevará que las presas aumentarán. Por tanto, a mayor
número de presas, mayor número de predadores (y a menor número de presas, menor
número de predadores): aquí está la relación positiva. Sin embargo, a mayor
número de predadores, menor número de presas (o a menor número de predadores,
mayor número de presas): esta es la relación negativa. Es decir:
Y, en el bucle:
Este bucle tenderá, probablemente, a la
estabilidad, ya que las tendencias iniciales se autocorrigen conforme avanza el
tiempo hasta alcanzar un estado de equilibrio en las poblaciones de predador y
presa. No sucede así, sin embargo, si la magnitud de los efectos de corrección
de las variaciones es muy drástica, ya que puede generar una oscilación
creciente y desestabilizadora. Como en el dicho "peor es el remedio que la enfermedad", si las correcciones
superan las divergencias, no habrá estabilización.
Sobre el comportamiento de estos tipos
básicos de bucles existen numerosos condicionantes. Uno de ello es la
existencia posible de retardos, ya mencionados. Si hay retardos (como ocurre en
la naturaleza en el caso de la relación entre predador y presa), entonces puede
no conseguirse el equilibrio o que este se caracterice por una situación de
permanente oscilación. Dependerá de la magnitud del retardo, de la
cuantificación de las relaciones y de la situación inicial.
Utilizando las unidades funcionales
representadas por los bucles, es posible diseñar e implementar modelos
complejos que simulan el comportamiento de sistemas dinámicos reales. Un
ejemplo sencillo, tomado del pionero libro de Javier Aracil sobre este asunto ([18]),
nos permite introducirnos en el uso práctico de los sistemas para modelizar un
caso sencillo de problema ambiental: el diseñado para estudiar la dinámica de
las poblaciones de ballenas sometidas a una presión de capturas humanas. El
diagrama causal del que partir puede ser bastante sencillo:
Gráfico 1.5
Diagrama causal
Gráfico 1.6.
Diagrama de Forrester
El modelo presenta una sola
ecuación diferencial
dP / dt = N - Mn - Mp
es decir, la evolución de la población en el
tiempo depende del número de nacimientos, del número de muertes naturales y del
número de muertes debidas a la actividad pesquera.
La simulación del comportamiento del sistema
dinámico puede emplear diferentes valores para comprobar la evolución de la
población según éstos cambian. Para ello, se puede crear un programa sencillo (hay
lenguajes especificamente creados para la dinámica de sistemas, pero también
pueden usarse lenguajes convencionales de programación) y "hacerlo
correr" con diferentes datos de entrada.
Aunque el anterior es un modelo muy sencillo,
el grado de complejidad de los modelos de dinámica de sistemas puede complicarse
mucho, aunque siempre es fundamental tener claros los objetivos y ámbitos de la
simulación.
El enfoque sistémico
La idea de partir de los sistemas para modelizar
e interpretar el mundo supone apostar por una nueva perspectiva o aproximación
científica denominada enfoque de sistemas
o sistémica. El biólogo Joel de
Rosnay sugirió hace ya tiempo una metáfora representativa de este enfoque al
idear el término macroscopio (Le
macroscope). El macroscopio
sería un artilugio -remedo del enfoque de sistemas- que permitiría observar lo
complejo y global, al igual que el microscopio sirve para lo pequeño y el
detalle. Este artilugio conceptual es, en realidad, una forma de percepción e
interpretación. Nacido de la crítica al reduccionismo analítico como forma única
de elaborar el conocimiento científico, el enfoque de sistemas busca la
aproximación comprensiva de lo complejo a través de la conceptualización de lo
global.
De forma resumida, la idea central del
enfoque sistémico esta expresada en la siguiente frase del biólogo teórico Ludwig
von Bertalanffy:
La frase aristotélica "El todo es más que la suma de las
partes" es, como definición del problema básico de los sistemas, aún
válida" ([19])
Bertalanffy buscó confrontar su propuesta de
una teoría de sistemas con el método
resolutivo de Galileo, expresado en la segunda máxima del Discurso sobre el método, de Descartes:
"Fragmentar
todo problema en tantos elementos simples y separados como sea posible".
Más que una alternativa excluyente, el
enfoque sistémico se presenta como un compromiso entre el reduccionismo y el
holismo ([20]):
"El sistemismo adopta de estos dos puntos de vista lo que tienen
de más interesante. Del reduccionismo adopta su propensión al análisis y del
holismo su tendencia a la síntesis. El método sistémico consiste, por lo tanto,
en una adecuada coordinación de análisis y síntesis del sistema objeto de
estudio".
En el caso concreto del medio ambiente, la
visión sistémica no sólo es una forma novedosa y más global de pretender comprenderlo,
es, además, una propuesta revolucionaria en el sentido que dio el físico e
historiador de la ciencia Thomas S. Kuhn al término revolución científica
([21]),
algo que ya sugirió Ludwig von Bertalanffy al presentar su teoría general de
los sistemas. La idea de un nuevo paradigma surgido de la aplicación de una
visión sistémica fundamenta así la economía ecológica, esa herramienta transdisciplinaria
que busca entender la crisis ambiental. Así lo entendió el economista Herman H.
Daly, para quien la economía debe ser contemplada como un sistema abierto dentro de otro sistema total -el ecosistema Tierra o
Biosfera- que es finito, no creciente y materialmente cerrado.
Las consecuencias de aceptar este punto de
vista frente al tradicional de la economía neoclásica son de gran alcance.
Enfrentar la comprensión e interpretación del
medio ambiente desde un enfoque sistémico implica pretender obtener una visión
global de lo ambiental sin renunciar a las numerosas aportaciones que el
análisis permite. Significa, sobre todo, una llamada de atención ante la incapacidad
de abordar satisfactoriamente la conceptualización (y la consiguiente solución a
los problemas ambientales ([22])
desde el exclusivo y aislado ámbito de las disciplinas clásicas derivadas del
proceso compatimentalizador estanco del saber tradicional. Una nueva y
transgresora forma de enfocar y abordar la cuestión ambiental es la que da un mayor
interés y un particular estatuto esperanzador a las ciencias ambientales
globalizadoras.
[1] T. O'Riordan.
1971. Environment management. Progress in
Geography 3: 173-231
[2] B. Barcelo i
Pons. 1984. Fundamentos conceptuales de
la preocupación geográfica por el medio ambiente. Págs 3-20 en: M. Valenzuela (coord.). 1984. Geografía y medio ambiente. MOPU. Madrid.
[3] En: E. Martínez de Pisón. Paisaje y Medio Ambiente. Universidad de Valladolid, 1998.
[4] Ver “Obras y nombres claves en la construcción de la ecología como
ciencia. La etapa pionera (1750-1900)” publicado en 2025 en mi blog https://lacuartacultura.blogspot.com/
[https://www.researchgate.net/publication/390056068_Obras_y_nombres_claves_en_la_construccion_de_la_ecologia_como_ciencia_La_etapa_pionera_1750_a_1900]
[5] R. Margalef.
1977. Ecología. Omega. Barcelona. (pág. 2).
[6] F. López
Bermúdez. 1984. Geomorfología y medio
ambiente. Págs 71-110, en: M. Valenzuela (coord.). 1984. Geografía y medio ambiente. MOPU. Madrid.
[7] L. Jiménez
Herrero. 1989. Medio ambiente y desarrollo alternativo. Gestión racional de
los recursos para una sociedad perdurable. IEPALA Editorial. Madrid. (pág.
41-42).
[8] Al respecto del campo de las ciencias naturales, ver: J. A. Pascual Trillo.
2004. Revoluciones en las ciencias naturales. Miraguano Ediciones.
Madrid.
[9] J. Wagensberg.
1985. Ideas sobre la complejidad del
mundo. Tusquets Editores. Barcelona.
[10] M. Gell-Mann.
1995. El Quark y el Jaguar. Aventuras en
lo simple y lo complejo. Tusquets Editores. Barcelona.
[11] L. von Bertalanffy.
1976. Teoría General de los Sistemas.
FCE. México.
[12] S. Martínez y A. Requena. 1986. Dinámica de Sistemas. Alianza Editorial.
Madrid.
[13] J. Aracil. 1986. Máquinas, sistemas y modelos. Tecnos. Madrid.
[14] W. Alvarez. 1998. Tyrannosaurus rex y el cráter de la muerte.
Editorial Crítica. Barcelona
[15] D.H. Meadows et al. 1972. Los Límites del crecimiento. Informe al
Club de Roma sobre el predicamento de la humanidad. Fondo de Cultura Económica.
México
[16] En 1992 y 2004.
[17] Para un análisis de mayor detalle, ver: J.A. Pascual Trillo. 2023. La
cuarta cultura. Editorial Popular. Madrid.
[18] J. Aracil. 1978. Introducción a la
dinámica de sistemas. Alianza Editorial. Madrid.
[19] L. Bertalanffy. Historia y situación de la teoría general de sistemas. En el libro
colectivo: Tendencias en la teoría
general de sistemas. Alianza Editorial. 1978.
[20] J. Aracil. Prólogo a: Dinámica de Sistemas, de Silvio Martínez
y Alberto Requena (Op. cit)
[21] T. S. Kuhn. 1975. La estructura de las revoluciones científicas. FCE. México.
[22] J. A. Pascual Trillo. 1998. Los problemas ambientales globales. En: Medio
Ambiente y Sociedad. Fondo Editorial de Enseñanza (FEDE): Págs: 47-79. [https://www.academia.edu/73312032/Los_problemas_ambientales_globales]