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CAPÍTULO / TEMA

Ecosistemas abiertos

La tundra es un ecosistema abierto que cubre 11.563.300 km2, se caracteriza por presentar dos estaciones: un invierno extenso y un
verano corto.

Los seres vivos y el ambiente
¿QUÉ ES UN SISTEMA?

Un sistema se define como un grupo de unidades interactivas o elementos que tienen un propósito común. Estas unidades o elementos pueden ser engranajes, cables, personas, animales o computadoras, entre otros. Los sistemas generalmente se clasifican como sistemas abiertos y sistemas cerrados, y pueden tomar la forma de sistemas mecánicos, biológicos o sociales.

¿QUÉ SON LOS SISTEMAS ABIERTOS?

Un sistema abierto es aquel en el que una cantidad o serie de cantidades puede entrar o salir del sistema en un grado significativo. Por ejemplo, si se vierte una bebida caliente en una taza en lugar de un termo de vacío, el calor escapará relativamente rápido a su entorno, entonces una taza es sin duda un sistema abierto.

En los sistemas abiertos intervienen seres vivos, los cuales tienen una relación íntima con el ambiente que los rodea, de la misma manera el ambiente interacciona con dichos seres vivos por lo que ambos interactúan mutuamente, se benefician y dependen el uno del otro.

Generalmente, los sistemas a su vez se dividen en subsistemas que forman parte de un sistema mucho mayor, por ejemplo, el medio ambiente puede ser un sistema mayor que a su vez se divide en pequeños sistemas o ecosistemas.

EJEMPLOS DE SISTEMAS ABIERTOS

El cuerpo humano

El cuerpo humano está en constante intercambio de materia y energía. Es un sistema abierto que siempre necesita insumos orgánicos que obtiene del ambiente. Por otro lado, el cuerpo también expulsa sustancias de desecho de vuelta al medio ambiente. Y si alguna de estas dos interacciones falla, el sistema, es decir el cuerpo, deja de funcionar.

Olla de agua hirviendo

La energía que pasa del calor a la olla produce que el agua pase a estado gaseoso y libere esta sustancia de vuelta al ambiente. Si no ocurriera y la olla se tapara, aumentaría la presión hasta que la olla reviente.

Las plantas

Así como el cuerpo humano es considerado un sistema abierto por su constante flujo de energía entre él y el medio, en las plantas ocurre lo mismo. Ellas necesitan la materia (agua y nutrientes) y la energía del Sol para poder realizar sus funciones metabólicas, luego, varios de esos materiales vuelven al ambiente como resultado del metabolismo o la muerte de las plantas.

Ecosistemas

Los ecosistemas son considerados sistemas abiertos ya que necesitan un constante intercambio de energía proveniente del medio exterior para mantener su estructura. Este intercambio permite que el ecosistema continúe su crecimiento, se transforme y evolucione.

Los ecosistemas forman a su vez parte de sistemas
aún más amplios que conforman la Tierra.
Un sistema físico son las partes que trabajan juntas para hacer un trabajo o las partes que están conectadas porque están en contacto.
Teoría de los sistemas

Fue propuesta por el biólogo Ludwig von Bertalanffy en 1950, constó de una investigación interdisciplinaria cuyo propósito era estudiar la aplicabilidad de los sistemas en las distintas ramas de estudio.

Si la olla de agua hirviendo fuera cerrada a presión, pasaría a ser un sistema cerrado debido a que habría intercambio de energía pero
no de materia.

¿Es la Tierra un gran sistema abierto?

Sí, es considerada un sistema material abierto ya que está en constante intercambio con el espacio, recibe micrometeoritos y otros tipos de materia e intercambia moléculas al exterior.

Subsistemas del
planeta Tierra

La atmósfera es una mezcla de varios gases que rodean un objeto celeste que posee un campo gravitatorio suficiente para impedir que escapen.

La biósfera es el conjunto de todos los biomas del planeta o bien la zona de la corteza terrestre en la cual es posible la vida.

La hidrósfera es aquella parte o sistema de la Tierra que incluye toda el agua que se encuentra en
nuestro planeta.

La geósfera es el sistema
sólido del planeta.

¿Sistema aislado?

Son aquellos en los que no existe ningún cambio, ni de materia, ni de energía. Se pueden considerar sistemas aislados los termos o los conservadores de hielo aunque en ellos existen pequeños intercambios.

Un reactor nuclear

Los reactores nucleares tienen la capacidad de generar energía que es conducida al ambiente y se produce por la fisión del uranio, además de producir mucha energía calórica, también genera sustancias de desecho que son pasadas al ambiente.

SUBSISTEMAS DEL PLANETA TIERRA

La Tierra es un gran sistema que posee un alto grado de complejidad en el cual existen muchos tipos de interacciones. En ella se relacionan distintos sistemas llamados subsistemas, como son la geósfera, la biósfera, la atmósfera y la hidrosfera.

¿QUÉ SON LOS SISTEMAS CERRADOS?

Un sistema cerrado es aquel donde una cantidad o serie de cantidades de materia no pueden entrar o salir del sistema. Por ejemplo, un termo de vacío hace un buen trabajo para evitar que la materia salga del sistema y mantiene la bebida caliente, por lo tanto, podría tener sentido tratarlo como un sistema cerrado, pero ningún sistema en el mundo real está perfectamente cerrado, por lo que sólo será una aproximación.

EJEMPLOS DE SISTEMAS CERRADOS

Frasco de vidrio con hielo

Un frasco de vidrio con cubos de hielo en su interior es un ejemplo perfecto de sistema cerrado, ya que, a pesar de que el hielo puede derretirse por la incidencia de energía calórica, la materia no escapa, es decir, no existe ningún intercambio de agua con el ambiente.

Los televisores

A pesar de que funcionan a partir del consumo de energía eléctrica para emitir diversos tipos de luces y sonidos, no requieren de la introducción de materia y su masa no es alterada.

Las ollas de presión

Las ollas de presión actúan como sistemas cerrados que impiden la salida de la materia pero no la de la energía. Los gases que se generan en su interior no escapan, sin embargo, la energía en forma de calor sí escapa y la energía necesaria para iniciar la cocción también proviene del medio exterior. 

Un globo inflado

Aunque necesitan aire para ser inflados, luego no existe ningún tipo de intercambio de materia hacia el medio, a menos que este globo explote o pierda el aire poco a poco.

Un termómetro

Los termómetros están cerrados herméticamente, por lo que el contenido dentro de ellos no varía nunca, aunque reaccione con la entrada de energía en forma de calor, la materia no escapa a ningún lado.

La geósfera

En este artículo encontrará información sobre uno de los subsistemas de la Tierra: la geósfera.


Biósfera

Este artículo trata sobre la biosfera, sus características y divisiones.


La hidrósfera

En este artículo encontrará información sobre la hidrósfera, los distintos tipos de agua y los componentes de este gran sistema.


La atmósfera

Este artículo incluye las características de uno de los subsistemas de la Tierra, la atmósfera.