Ciencia y Tecnolog铆a: Historia y Ciencias Ambientales Clase 1: Historia ecol贸gica del hombre: Contextualizaci贸n del hombre como especie
El รกrbol de la vida
Ecología
Especialidad de la Biología que se preocupa del estudio de los organismos en el lugar en que viven, y de las relaciones que estos establecen con su ambiente 9 centra el ámbito de su interés en aquellos niveles de integración que superan en complejidad al nivel de organismo.
La ecología considera, consecuentemente, los tres niveles de integración conocidos como: Poblaciones, Comunidades y Ecosistemas.
Ecología
Teóricamente los organismos de una especie tienen un pool génico en común, y al que cada individuo tiene igual probabilidad de contribuir genes (panmixia). La Ecología busca las causas (función) de la distribución y abundancia de los organismos (estructura) en la naturaleza. La población puede definirse "como un grupo de organismos de una misma especie que ocupan un espacio particular en un tiempo determinado".
INTRODUCCION
Organización de la materia
Existen distintos niveles de organización de la materia de acuerdo al tamaño y a la función.
Universo Galaxias Sistemas solares Planetas Tierra Biósfera Ecosistemas Comunidades Poblaciones Organismos Sistemas de órganos Órganos Tejidos Células Protoplásma Moléculas Átomos Partículas subatómicas
Biósfera: Es el conjunto de organismos del planeta. El ecosistema gigante.
Ecosistemas: sistema funcional formado por una comunidad integrada en su medio.
Ámbito de la ECOLOGÍA
Comunidades: grupos de poblaciones de distintas especies que coexisten o cohabitan en tiempo y espacio. . Poblaciones: conjunto de organismos de la misma especie que conviven en tiempo y espacio. Organismo: unidad funcional, con un genotipo distinto que le da propiedades y características distintas.
Atributos poblacionales 1. 2.
Densidad Natalidad y Mortalidad 1.
3.
Crecimiento Poblacional y Tablas de Fertilidad
Curvas de Sobrevivencia
Diversidad
¿cómo se explica la gran diversidad de organismos a estado presente a lo largo de la historia de nuestro planeta?. 9 Evolución, una respuesta
Teoria que fue compartida por la gran mayoría de la comunidad científica 9 Formulada por Charles Darwin (1809- 1882) y Alfred R. Wallace en un escrito que salió a la luz en 1842.
Ambiente intelectual de la época en que vivió Darwin
Aristóteles (384-322 AC.), El creía que todos los seres vivos estaban organizados de acuerdo a "jerarquías“ (Scala Naturae) Carolus Linnaeus (1707-1778), naturalista sueco, creía en la creación divina de las especies. Sistema de Clasificación Biológica. George Louis Leclerc de Buffon (1707-1788), fue el primero en sugerir que las especies cambian en el curso del tiempo. 9 El gran número de especies creadas por Dios en el principio del mundo, en el transcurso del tiempo y debido a procesos degradativos pudo generar nuevas especies. Erasmus Darwin (1731-1802), Sugirió que las especies tienen conexiones históricas entre sí, y que los animales cambian en respuesta a las exigencias de su medio ambiente. 9 Cambios transmitidos a la descendencia (oso polar )
Sistema de Clasificaci贸n
Ambiente intelectual de la época en que vivió Darwin
James Hutton (1726-1797), geólogo que propuso que la Tierra había sido moldeada por procesos lentos y graduales, en vez de los eventos violentos o catastróficos, que era lo que se aceptaba hasta la fecha. William Smith (1769-1839), es el primer geólogo en apreciar y estudiar los fósiles científicamente. Relación fósilesEstratos Georges Cuvier (1769-1832), paleontólogo francés experto además en Zoología y natomía. Es famoso por sus brillantes deducciones acerca de la forma del cuerpo de un animal tinciones totales en el devenir histórico de la Tierra, los que habrían sido seguidos de las respectivas creaciones. Jean Baptiste Lamarck (17441829), biólogo francés que propuso que todas las especies, incluso el Homo sapiens, son descendientes de otras especies. Cada especie deriva de otra e menor complejidad.
Relaci贸n entre organismos
Relaci贸n entre organismos
Correlato estrato-registro f贸sil
El viaje, 1831, 5 años
Charales Darwin (18091882), zoólogo, botánico, medico a medias 9 Darwin tuvo acceso al libro del economista, Thomas Malthus (publicado en 1798), por crecimiento a la humanidad le sería imposible alimentar a toda la población de la tierra. 9 Para Darwin "la disponibilidad de alimento mantiene controlada la población (tamaño) de las especies naturales".
Evidencias 1.
2.
La gran diversidad y n煤mero de especies que existen. Las especies no son tan diferentes como parecen, dificulta la probabilidad de una creaci贸n individual de todas las especies existentes.
HomologĂas y analogĂas
HomologĂas y analogĂas
Evidencias 1.
2.
El hecho de que en ambientes geogrรกficos particulares, existan especies particulares. La presencia de organismos marsupiales en Australia y no en otras partes del mundo. Los pinzones y tortugas de las islas Galรกpagos. En general la fauna y flora que existe en las islas (Juan Fernรกndez e Isla de Pascua, por ejemplo).
Evidencias 1.
2.
3.
4.
El registro fósil que indica que durante la historia de la Tierra han existido especies que se diferencian significativamente Homologías o similaridades entre semejantes Las adaptaciones, la evidencia de que existen cambios graduales en las poblaciones, en respuesta al cambio ambiental. La adaptación experimentada por un individuo durante su vida (en tiempo generacional) recibe el nombre de adaptación fisiológica, mientras que el cambio (adaptativo) gradual que se manifiesta en la población
Evidencias de adaptaciones
Los Padres
De los estudios de Mendel‌Cambios de frecuencias
Factores que alteran las frecuencias génicas
Flujo génico 9 Efecto fundador 9 Cuello de botella
Selección sexual Mutaciones
Selecci贸n natural
Patrones de Evolución en el registro fósil (Coevolución, cambio filético y cladogénesis, extinción y fósiles vivientes)
El hombre
Lemur, Loris y Tarsius
Platyrrhinii y Catarrhinii
Pongo, Pan y Gorila
Similitudes anat贸micas
Hallazgos en el registro fósil Cronolog ía (cron) cron)
Distribució Distribución
Altura de adulto (m)
Peso de adulto (kg) kg)
Volumen craneal (cm (cm³³)
Registro fó fósil
Descubierto / nombre de la publicació publicación
2.5– 2.5–1.4
África del este
1.0– 1.0–1.5
30– 30–55
600
varios
1960/1964
H. rudolfensis
1.9
Kenia
1 craneo
1972/1986
H. georgicus
1.8– 1.8–1.6
Georgia
600
Escasos
1999/2002
H. ergaster
1.9– 1.9–1.25
Este y Sur de África
1.9
700– 700–850
varios
1975
2–0.3
África, Eurasia (Java, China, Vietnam, Caucaso) Caucaso)
1.8
900– 900–1100
varios
1891/1892
H. cepranensis
0.8
Italia
1 copa craneal
1994/2003
H. antecessor
0.8– 0.8–0.35
Españ España, Inglaterra
1.75
90
1000
tres sitios
1994/1997
H. heidelbergensis
0.6– 0.6–0.25
Europa, África
1.8
60
1100– 1100–1400
varios
1907/1908
Homo rhodesiensis
0.3– 0.3–0.12
Zambia
1300
Muy pocos
1921
0.23– 0.23– 0.024
Europa, Asia Occidental
1.6
55– 55–70 (complexió (complexión fuerte)
1200– 1200–1700
varios
1829/1864
0.25– 0.25– presente
Mundial
1.4– 1.4–1.9
55– 55–80
1000– 1000–1850
todaví todavía vive
—/1758
H. sapiens idaltu
0.16
Etiopí Etiopía
1450
3 crá cráneos
1997/2003
H. floresiensis
0.10– 0.10– 0.012
Indonesia
400
7 individuos
2003/2004
Species H. habilis
H. erectus
Homo neanderthalensis Homo sapiens
1.0
60
25
Coexistencia
Paradigma, Homo floresiensis
Migraciones
Migraci贸n del hombre
Grupos humanos actuales
多Hacia donde vamos?
Historia Ecol贸gica del Hombre
Ecología
La especie humana, como cualquier otra especie animal, ha estado sometida, a lo largo de su historia, a todas las fuerzas de la naturaleza a través de las cuales se expresa el fenómeno evolutivo. Inicio hace 2.5 Millones de Años: Aparición Homo habilis con características humanas El hombre primitivo, de hace unos 2 millones de años, que dependía para su sobrevivencia de la caza, la pesca y la recolección de frutos, raíces y otros componentes vegetales, necesitaba tener un conocimiento acabado de donde y cuándo encontrar estas plantas y animales, así como también para evitar el encuentro con sus depredadores y enemigos naturales Etapas: 9 9 9 9
Recolectores-Cazadores Tempranos Cazadores-Recolectores Tardíos Pastores Agricultores Era Industrial
Recolectores-Cazadores Tempranos
Esta etapa corresponde a los primeros homínidos, los australopitecines (se discute la incorporación en este grupo de Homo habilis), y tiene una extensión de aproximadamente 2,5 a 1,8 millones de años. El principal problema que habrían enfrentado estos humanos, era la supervivencia en una naturaleza hostil y para la cual se habrían encontrado muy desadaptados: carentes de colmillos y garras y sólo capaces de desplazarse a baja velocidad. Las presiones selectivas deben haber estado orientadas a la adquisición de un acabado conocimiento ecológico de su ambiente, que les permitiera reconocer a las diversas especies de plantas y de animales que formaban parte de su dieta alimenticia y a aquellas que eran sus enemigos naturales y depredadores. Debían ser capaces de anticipar la localización de estas especies de acuerdo a las características de los hábitats en que solían vivir o visitar. Esto con la finalidad de capturarlas o de evadirlas. 9 9
Hervíboros Carroñeros
Cazadores-Recolectores Tardíos
Esta etapa se identifica con los homínidos asignados a las diversas formas de la especie Homo erectus (Pithecantropus erectus y Sinanthropus pekungensis) a los Homo neanderthalensis y a los primeros Homo sapiens . Se extiende desde hace 800 a 500 mil años hasta hace 30 a 20 mil años 9
9 9 9
La creación y fabricación de herramientas y armas de mayor elaboración (instrumentos variados, hachas y lanzas en que los elementos cortantes eran fabricados de piedra, con la posterior aparición de elementos fabricados en hueso, madera o marfil). El descubrimiento y uso creciente y cada vez más refinado y controlado del fuego. El desarrollo de lenguaje. El desarrollo de una conducta de cooperación y trabajo grupal cada vez más eficiente y compleja.
Cazadores-Recolectores Tardíos Una mayor sofisticación en la elaboración de herramientas y armas. II. Una mayor sofisticación en el uso del fuego. III. Un aumento de la cooperación al interior del grupo. IV. Un aumento en el tamaño del grupo. El Impacto ambiental de las conductas individuales y sociales de estos grupos, se manifiesta en:
9
9
Exterminio local de especies vegetales y animales debido a sobre explotación o por incendios provocados y descontrolados. Alteración del paisaje a "escala reducida" por la aplicación local de fuego, con la eliminación de bosques y el incremento en la extensión de parques, savanas y praderas.
Pastores Agricultores
Sólo el 6% de todos los hombres que han existido, han formado parte de esta etapa. Por el contrario, el 90% de todos los hombres han sido recolectorescazadores. El resto, ha vivido en la cuarta etapa, la etapa industrial, que abarca sólo los últimos 200 años Esta etapa se caracteriza por los siguientes avances culturales: 9 9 9 9 9
La domesticación de animales salvajes. Por el cultivo programado e intensional de ciertas especies de plantas. Por la invención de nuevas herramientas y armas. Por el uso más refinado del fuego. Por la aplicación de la fuerza y energía animal a los intereses productivos y de recreación del Hombre.
Pastoreo Horticultura Agricultura
Pastores Agricultores
Un notable incremento de la población debido a la casi ilimitada disponibilidad de alimento. Un notable incremento de la superficie de suelo utilizado, con la consecuente modificación importante del paisaje y la intensificación de los fenómenos de desertificación. El inicio de la urbanización, con la formación de villas, pueblos y eventualmente ciudades. Grandes civilizaciones de la historia basaron su poderío y relevancia en elgran desarrollo alcanzado por sus prácticas agrícolas (Samaria, Babilonia, Fenicia, Egipto, Grecia y Roma, por ejemplo).
9 La creación de los "derechos sobre las aguas de regadío" y sus consecuentes conflictos. 9 La formación de cuerpos armados (ejércitos) para "solucionar" estos conflictos. 9 La especialización de los trabajos, con lo que aparecen los oficios. 9 La aparición de las actividades de servicio. 9 La creación de grupos con fuertes lazos de unidad y lealtad al grupo (patriotismo), las 9 naciones. 9 Aparecen las jerarquías y clases sociales (los campesinos, por ejemplo) y junto a ellos los grupos de poder, la explotación social y la esclavitud. 9 Aumentan las horas de trabajo.
Pastores Agricultores
Los efectos del Impacto de las actividades del Hombre en esta etapa se pueden resumir en: 9
9
9
9 9 9 9
Modificación "a gran escala" del paisaje, producto de la aparición de extensos campos de cultivo, y la consecuente desaparición de bosques y praderas naturales, además, se generan grandes extensiones de desiertos. Se crean ciudades, que eventualmente se transforman en mega ciudades de concreto y asfalto. Extinción de especies, por la reducción de sus biomas naturales, bosques y praderas, y por sobre explotación. Incremento de los procesos erosivos. Contaminación de lagos, ríos y sectores costeros. Aparición de pestes y plagas. Concentración en la grandes ciudades de parásitos y sus agentes o vectores y enfermedades.
El Hombre Industrial
Esta etapa abarca aproximadamente los últimos 200 a 150 años y se inicia con el descubrimiento de la energía fósil del carbón y del petróleo. Sólo el 1% del total de hombres que ha existido, pertenece a esta etapa. Se caracteriza por el notable y vertiginoso progreso de la ciencia que ha generado un tremendo incremento en la tecnología, en el número de industrias y en los avances de la Medicina. Durante este período la población se ha multiplicado varias veces, lo que ha generado un tremendo y descontrolado impacto sobre la Naturaleza.
El Hombre Industrial
Los impacto sobre el ambiente (la Naturaleza) que ha generado esta descontrolada actividad del hombre se pueden resumir en lo siguiente: 9 9 9 9
9
9
9
Contaminación de aire, suelo, agua y acústica. Explotación irrestricta de minerales. Extinción de especies con la consecuente reducción de la biodiversidad. Liberación y acumulación de desechos radioactivos en el suelo la fauna y flora y en la atmósfera. Liberación y acumulación de desechos tóxicos (productos químicos, pesticidas y herbicidas) en el suelo y en la atmósfera. Aparición de nuevas enfermedades: mentales (estrés, depresión, angustias), Sida, cáncer, nutricionales, coronarias. Sobreexplotación de los recursos naturales, lo que eventualmente puede llevar la extinción de especies.
Origen antropol贸gico de la contaminaci贸n 9Recursos Naturales 9Contaminaci贸n ambiental
Recursos naturales
Elementos y fuerzas de la naturaleza que el hombre puede utilizar y aprovechar 9
Fuentes de riqueza para la explotación económica.
Los Recursos Naturales son de dos tipos: a. b.
Renovables No renovables
La mejor manera de utilizar un recurso natural depende del conocimiento que el hombre tenga al respecto, y de las leyes que rigen la conservación de aquel.
Definición de Medioambiente
El medio ambiente 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. 9 (Definición de la Conferencia de las Naciones Unidas sobre Medio Ambiente en Estocolmo 1972). LEY Nº 19.300 LEY DE BASES DEL MEDIO AMBIENTE El derecho a vivir en un medio ambiente libre de contaminación la protección del medio ambiente, la preservación de la naturaleza y la conservación del patrimonio ambiental se regularán por las disposiciones de esta ley, sin perjuicio de lo que otras normas legales establezcan sobre la materia.
Medio Ambiente: el sistema global constituido por elementos naturales y artificiales de naturaleza física, química o biológica, socioculturales y sus interacciones, en permanente modificación por la acción humana o natural y que rige y condiciona la existencia y desarrollo de la vida en sus múltiples manifestaciones; Recursos Naturales: los componentes del medio ambiente susceptibles de ser utilizados por el ser humano para la satisfacción de sus necesidades o intereses espirituales, culturales, sociales y económicos;
LEY Nº 19.300 LEY DE BASES DEL MEDIO AMBIENTE
Biodiversidad o Diversidad Biológica: la variabilidad de los organismos vivos, que forman parte de todos los ecosistemas terrestres y acuáticos. Incluye la diversidad dentro de una misma especie, entre especies y entre ecosistemas; Contaminación: la presencia en el ambiente de sustancias, elementos energía o combinación de ellos, en concentraciones o concentraciones y permanencia superiores o inferiores, según corresponda, a las establecidas en la legislación vigente; Contaminante: todo elemento, compuesto, sustancia, derivado químico o biológico, energía, radiación, vibración, ruido, o una combinación de ellos, cuya presencia en el ambiente, en ciertos niveles, concentraciones o períodos de tiempo, pueda constituir un riesgo a la salud de las personas, a la calidad de vida de la población, a la preservación de la naturaleza o a la conservación del patrimonio ambiental;
Clasificación de los Agentes de Riesgo
Químicos • Corrosivos • Reactivos • Explosivos • Tóxicos (incl. mutágenos y carcinógenos) • Inflamables Físicos 9 material particulado en suspensión, aguas de inundación, polvo de cemento, etc. Biológicos 9 organismos bio-genéticos, virus y bacterias naturales Energéticos 9 calor, presión, radiación electromagnética, radiación UV, radioactividad
LEY Nº 19.300 LEY DE BASES DEL MEDIO AMBIENTE
Dañ Daño Ambiental: Ambiental: toda pé pérdida, disminució disminución, detrimento o menoscabo significativo inferido al medio ambiente o a uno o má más de sus componentes; Desarrollo Sustentable: Sustentable: el proceso de mejoramiento sostenido y equitativo de la calidad de vida de las personas, fundado en medidas apropiadas de conservació conservación y protecció protección del medio ambiente, de manera de no comprometer las expectativas de las generaciones futuras; Educació Educación Ambiental: Ambiental: proceso permanente de cará carácter interdisciplinario, destinado a la formació formación de una ciudadaní ciudadanía que reconozca valores, aclare conceptos y desarrolle las habilidades y las actitudes necesarias para una convivencia armó armónica entre seres humanos, su cultura y su medio biobiofísico circundante;
Estudio de Impacto Ambiental: Ambiental: el documento que describe pormenorizadamente las caracterí características de un proyecto o actividad que se pretenda llevar a cabo o su modificació modificación. Debe proporcionar antecedentes fundados para la predicció predicción, identificació identificación e interpretació interpretación de su impacto ambiental y describir la o las acciones que ejecutará ejecutará para impedir o minimizar sus efectos significativamente adversos; Evaluació Evaluación de Impacto Ambiental: Ambiental: el procedimiento, a cargo de la Comisió Comisión Nacional del Medio Ambiente o de la Comisió Comisión Regional respectiva, en su caso, que, en base a un Estudio o Declaració Declaración de Impacto Ambiental, determina si el impacto ambiental de una actividad o proyecto se ajusta a las normas vigentes Declaració Declaración de Impacto Ambiental: Ambiental: el documento descriptivo de una actividad o proyecto que se pretende realizar, o de las modificaciones que se le introducirá introducirán, otorgado bajo juramento por el respectivo titular, cuyo contenido permite al organismo competente evaluar si su impacto ambiental se ajusta a las normas ambientales vigentes
LEY Nº 19.300 LEY DE BASES DEL MEDIO AMBIENTE
Medio Ambiente Libre de Contaminación: aquél en el que los contaminantes se encuentran en concentraciones y períodos inferiores a aquéllos susceptibles de constituir un riesgo a la salud de las personas, a la calidad de vida de la población, a la preservación de la naturaleza o a la conservación del patrimonio ambiental: Línea de Base: la descripción detallada del área de influencia de un proyecto o actividad, en forma previa a su ejecución; Reparación: la acción de reponer el medio ambiente o uno o más de sus componentes a una calidad similar a la que tenían con anterioridad al daño causado o, en caso de no ser ello posible, restablecer sus propiedades básicas;
Zona Latente: aquélla en que la medición de la concentración de contaminantes en el aire, agua o suelo se sitúa entre el 80% y el 100% del valor de la respectiva norma de calidad ambiental, y Zona Saturada: aquélla en que una o más normas de calidad ambiental se encuentran sobrepasadas.
Contaminaci贸n
Tipolog铆a
Algunas definiciones…
Contaminación: 9 (R.A.E.)Alteración nociva de las condiciones normales de cualquier medio por la presencia de agentes físicos, químicos o biológicos, ajenos al mismo. 9 (ONG TERRAM) La presencia en el ambiente de uno o más contaminantes o de cualquier combinación de ellos que cause desequilibrio ecológico y provoque daños a la salud. 9 (Ley) La presencia en el ambiente de sustancias, elementos, energía o combinación de ellos, en concentraciones o concentraciones y permanencia superiores o inferiores, según corresponda, a las establecidas en la legislación vigente.
Contaminante: 9 todo elemento, compuesto, sustancia, derivado químico o biológico, energía, radiación, vibración, ruido o una combinación de ellos, cuya presencia en el ambiente, en ciertos niveles, concentraciones o períodos de tiempo, pueda constituir un riesgo a la salud de las personas, a la calidad de vida de la población, a la preservación de la naturaleza o a la conservación del patrimonio ambiental.
Uffff!! Cuesta definir… Para nosotros lo relevante es: Podemos reconocer dos tipos de contaminantes: a) Naturales b) Antropogénicos
1. Con frecuencia los contaminantes naturales ocurren en cantidades mayores que los productos de las actividades humanas. 2. Los contaminantes antropogénicos, sin embargo, presentan la amenaza más significativa a largo plazo para la biósfera.
Contaminantes naturales Fuente
Contaminantes
Volcanes
Oxidos de azufre, partí partículas
Fuegos forestales
Monó Monóxido de carbono, dió dióxido de carbono, óxidos de nitró nitrógeno, partí partículas
Vendavales
Polvo
Plantas (vivas)
Hidrocarburos, polen
Plantas (en descomposició descomposición)
Metano, sulfuro de hidró hidrógeno
Suelo
Virus, polvo
Mar
Partí Partículas de sal
Recursos naturales: La atmósfera
Recurso renovable. 9 9 9 9
Su capacidad de renovación es limitada y depende de la actividad fotosintética de las plantas Reservorio de vapor de agua El ozono absorbe la mayor parte de la radiación ultravioleta de onda corta CO2 presente atrapa la radiación infrarroja
Cambio climático
Sin ella, la temperatura media en la superficie de la Tierra sería de alrededor de -18ºC, en vez que la actual de +17ºC. 9 9
La contaminación del aire está asociada con enfermedades de tipo respiratorio, incluyendo bronquitis crónica, asma bronquial, etc. El aire contaminado corroe los metales, las telas se debilitan y se destiñen, el cuero se hace más débil y más brillante, la pintura se decolora, las piezas de mármol y otras piedras se ennegrecen y se hacen más frágiles.
Recursos naturales: El agua
En nuestro planeta las aguas ocupan una alta proporción en relación con las tierras emergida: 9 Mares y océanos: (71% de la superficie terrestre) 9 Aguas superficiales 9 Aguas del subterráneas
Asentamientos humanos e industrias se ubican a la orilla de las corrientes de agua, para utilizar dicho líquido y verter los residuos del proceso industrial y de la actividad humana. 9 Contaminación de las fuentes de agua 9 Pérdida de grandes volúmenes de este recurso.
Recursos naturales: El Suelo
Es uno de los principales recursos En él crecen y se desarrollan la fauna y la flora 9 9
Silvestres Cultivos alimenticios.
La formación de los suelos depende de un largo y complejo proceso de descomposición 9 9 9
Factores físicos Factores químicos Factores y biológicos.
El Principio Precautorio
Surge en 1984 en la Conferencia del Mar del Norte....se oficializa en 1987 9 9 9
“Los reguladores deben actuar antes de la existencia de evidencia cientifica para prevenir daño a los seres humanos y al ambiente”. 9 9 9
Protocolo de Montreal 1987 Convención sobre Biodiversidad 1992 Unión Europea 1992
Es una respuesta a la dificultad para establecer cientificamente relaciones causa-efecto. Es fácil demostrar el efecto. Es difícil y caro establecer la causa.
No hay normas para usarlo 9
Adoptado por:
las
Australia 1992 Nueva Zelandia 1992 Reino Unido 1994 Canada 1993
Se adopta estándar en ausencia de NOAEL o LOAEL......se utilizan altos Factores de Incertidumbre
Impacto 2ario,1.1-a
Acción 1 Acción i
Factor 1 Impacto directo
Factor k
Acción n
Emisión de SO2 de chimeneas caseras
Emisión de SO2 de generadora termoeléctrica
Impacto 2ario,1.1-c
Factor m Acidificación del agua
Emisión de SO2 de vehículos
Impacto 2ario,1.1-b
Acidificación del suelo Irritación de membranas mucosas
Contaminación de la atmósfera con SO2
Otros Necrosis de las hojas
Irritación de los ojos Irritación de garganta Interacción con otros componentes de la atmósfera Corrosión
Acciones que modifican el Medio Ambiente
Acciones que modifican el Uso del Suelo 9 9
Acciones que implican emision de contaminantes 9 9 9 9
Materias primas Consumos energeticos Consumos de agua
Acciones que dan lugar al deterioro del paisaje 9 9 9
Dentro del nucleo de actividad Transporte Vertederos Almacenes especiales
Acciones que implican sobreexplotacion de recursos 9 9 9
a la atmosfera a las aguas al suelo en forma de residuos solidos
Acciones derivadas del almacenamiento de residuos 9 9 9 9
Por nuevas ocupaciones Por desplazamientos de poblacion
Topografia y suelo Vegetacion Agua
Acciones que repercuten sobre las infraestructuras Acciones que modifican el entorno social, economico, cultural Acciones derivadas del incumplimiento de la normativa medioambiental vigente
Tipos de Impacto
Positivo/Negativo Positivo/Negativo Minimo, , Medio, Minimo Minimo, Medio,Alto Alto Extension: : puntual, parcial, Extension Extension: puntual, parcial, extremo, total, de ubicació ón critica ubicaci extremo, total, de ubicación critica Por el Momento en que se Por el Momento en que se manifiesta: manifiesta:
Por la relacion causa efecto: 9 9
9 latente (se manifiesta al cabo de 9 cierto latente (se manifiesta al cabo de tiempo) cierto tiempo) 9 inmediato 9 inmediato 9 de momento critico (ruido en la 9 proximidad de momento (ruido en la decritico un hospital proximidad de un hospital (inmediato y critico -- aparicion de (inmediato y critico --deaparicion de plaga en el momento brotacion plaga en el momento de brotacion primaveral primaveral
Por la interrelacion de acciones y/o efectos: 9 9 9
Por Porsu suPersistencia: Persistencia: 9 temporal 9 temporal 9 Permanente 9 Permanente
9 irrecuperable (imposible de reparar) 9 irrecuperable (imposible de reparar) 9 irreversible (imposible de retornar a 9 lairreversible (imposible retornar a situacion anterior por de medios la situacion anterior por medios naturales) naturales) 9 reversible (desmontes para 9 carreteras reversiblese (desmontes para recubren despues de carreteras se recubren despues de algunos anos algunos anos 9 mitigable 9 mitigable 9 recuperable 9 recuperable 9 fugaz (recuperacion inmediata tras 9 elfugaz tras cese (recuperacion de la actividadinmediata y no precisa el cesecorrectora. de la actividad y no precisa accion accion correctora.
9
simple (se manifiesta sobre un solo componente ambiental) acumulativo (aumenta su gravedad con el tiempo) sinergico (debido al efecto de varios contaminantes se genera un impacto mayor que la suma de los efectos de los contaminantes por separado)
Por su periodicidad 9 9 9
Por : recuperacion Porsu sucapacidad capacidadde derecuperacion: recuperacion:
directo (tala de arboles en zona boscosa) indirecto o secundario (degradacion de la vegetacion como consecuencia de la lluvia acida)
continuo discontinuo periodico (intermitente - continua con el tiempo) aparicion irregular
Por la necesidad de medidas correctoras 9 9 9
critico (superior al umbral aceptado) severo (exige medidas correctoras) moderado (no requiere practicas correctoras)
Marco conceptual bajo el anรกlisis de riesgo
Percepci贸n del Individuo: Marco de Trabajo
Identificación del peligro Causa efectos adversos el agente?
Evaluación dosis-respuesta Cual es la relación entre dosis (o exposición) y efectos en humanos?
Caracterización del Riesgo Cual es la incidencia esperada del efecto en una cierta población? En el individuo más expuesto?
Caracterización de la exposición Cuales son las dosis (exposiciones) actuales, y cuales se esperan en el futuro?
National Research Council (1993). Issues in Risk Assessment. Washington, DC, National Academy of Sciences.
Clasificación de los Agentes de Riesgo
Químicos • Corrosivos • Reactivos • Explosivos • Tóxicos (incl. mutágenos y carcinógenos) • Inflamables Físicos 9 material particulado en suspensión, aguas de inundación, polvo de cemento, etc. Biológicos 9 organismos bio-genéticos, virus y bacterias naturales Energéticos 9 calor, presión, radiación electromagnética, radiación UV, radioactividad
Identificaci贸n del Riesgo
Identificaci贸n del Riesgo
Identificación del peligro Causa efectos adversos el agente?
Evaluación dosis-respuesta Cual es la relación entre dosis (o exposición) y efectos en humanos?
Caracterización del Riesgo Cual es la incidencia esperada del efecto en una cierta población? En el individuo más expuesto?
Caracterización de la exposición Cuales son las dosis (exposiciones) actuales, y cuales se esperan en el futuro?
National Research Council (1993). Issues in Risk Assessment. Washington, DC, National Academy of Sciences.
Riesgo (probabilidad de cáncer)
Relación Dosis-Respuesta - Carcinógenos
dosis-respuesta lineal, sin umbral
dosis-respuesta no lineal, sin umbral
0
dosis (mg/kg-día)
Relació Relación de evaluació evaluación dosisdosis-respuesta para un quí químico carcinó carcinógeno asumiendo una relació relación lineal sin umbral. En algunos casos se han propuesto relaciones relaciones no lineales.
¿Como obtener las relaciones Dosis-respuesta?
Estudios Epidemiológicos Ensayos Toxicológicos Estudios Clínicos
Estudio de Cohorte: Fumadores y Cáncer al Pulmón
Grupo que es seguido a travé través del tiempo, observando la incidencia del efecto en estudio en el grupo. Los individuos se separan en grupos segú según los factores de riesgo considerados: edad, consumo de cigarrillos, cigarrillos, sexo, etc.. matriz edadedad-exposició exposición: los elementos de la matriz represen tan la incidencia del efecto. efecto.
Age (years) 35-44
45-54
55-64
65-74
75+
Deaths Person-years (Rate per 10E5) Deaths Person-years (Rate per 10E5) Deaths Person-years (Rate per 10E5) Deaths Person-years (Rate per 10E5) Deaths Person-years (Rate per 10E5)
Nonsmokers Occasional 0 0 35164 3657 0 0 0 0 15134 1283 0 0 25 6 213858 14624 11.69 41.03 49 10 171211 10053 28.62 99.47 4 1 8489 512 47.12 195.31
1-9 0 8063 0 0 3129 0 31 45217 68.56 44 37130 118.50 5 1923 260.01
Cigarettes per day 10-20 21-39 2 4 59965 40643 3.34 9.84 2 10 16392 12839 12.20 77.89 183 245 151664 103020 120.66 237.82 239 194 101731 50045 234.93 387.65 15 7 3867 1273 387.90 549.88
Estudio de Veteranos: Fumadores y mortalidad por cáncer al pulmón Fuente: Layard and Silvers(1989)
40+ 0 3992 0.00 2 1928 103.73 63 19649 320.63 50 8937 559.47 3 232 1293.10
Estudios de Epidemiología Ecológica
La unidad de análisis no es el individuo, sino la población Tienen más problemas en la caracterización de la dosis: generalmente se usan indicadores uniformes para toda la población Sin embargo, tienen la ventaja de que pueden detectar efectos muy débiles, que requieren de una población de estudio muy grande
99
Ejemplo: contaminación atmosférica y mortalidad Lave and Seskin 1977
Análisis transversal de mortalidad vs. variables ambientales, entre ellas contaminación atmosférica Unidad de análisis: zonas metropolitanas variable dependiente: mortalidad ajustada [muertes anuales/ 100.000 habitantes] variables explicatorias Xi: (factores de riesgo) variables ambientales - concentración de partículas suspendidas (TSP) [ug/m3] - concentración de sulfato (SO4) [ug/m3] variables socio-económicas - porcentaje de familias bajo nivel de pobreza - porcentaje de no-blancos - densidad poblacional - porcentaje de población mayor de 65 años - consumo de cigarrillos
Estudios Clinicos „
Se somete a individuos a condiciones artificiales y se estudia su respuesta. Estos estudios estĂĄn limitados a efectos leves, con consecuencias no permanentes. Generalmente se realizan en individuos sanos. 1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
Kulle et al. (1985) McDonnell et al. (1983)
0.0 0.0
0.1 0.2 0.3 Ozone Concentration (ppm)
0.4
Proportion of heavily exercising individuals predicted to experience mild cough following a 2-h ozone exposure
Estudio clinico – bloqueador solar
Estudios Toxicologicos Paradigma de toxicología
Cada quí químico o agente tiene un síndrome de toxicidad asociado con la exposició exposición a ese agente La respuesta al agente sigue una relació relación de dósissis-respuesta monó monótona nono-decreciente (la respuesta aumenta con la dósis) sis) La respuesta de los animales de laboratorio predice la respuesta en humanos La suposició suposición subyacente en la relació relación dósis respuesta es que los receptores son ocupados progresivamente, y la ocupació ocupación de dichos receptores produce una respuesta tó tóxica. Mientras má más receptores son usados, má más grande es la respuesta hasta que se alcanza un nivel má máximo
Propósito: caracterizar los potenciales efectos adversos en humanos a través de ensayos en animales o 'in vitro' Tres conceptos básicos: 1. la magnitud de la respuesta biológica depende de la concentración del agente y del sitio de acción 2. la concentración en el sitio de acción esta relacionada con la dósis administrada 3. La dosis y la respuesta están relacionadas causalmente
Tipos de ensayos • Agudos • Subcrónicos • Crónicos
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Ensayos de toxicidad aguda
Objetivos: • definir la toxicidad intrínseca del químico •
identificar las especies susceptibles
•
identificar los órganos afectados
•
proveer información para el análisis de riesgo de exposiciones agudas
•
proveer información para el diseño de ensayos más prolongados
Procedimiento Tratamiento de 24 horas Periodo de superviviencia de 7 dias
Resultados posibles: LD50: dosis que mata al 50% de los animales ( LC50, concentración que ….)
NOEL nono-observedobserved-effect level: level: dosis del quí químico al cual no se observa un incremento estadí estadística o bioló biológicamente significativo en la frecuencia o severidad de efectos, efectos, entre el grupo expuesto y el grupo de control NOAEL nono-observedobserved-adverseadverseeffect level: level: dosis del quí químico al cual no se observa un incremento estadí estadística o bioló biológicamente significativo en la frecuencia o severidad de efectos adversos entre el grupo expuesto y el grupo de control. Se pueden observar otros efectos, pero que no son considerados adversos LOAEL LowestLowest-ObservedObserved-AdverseAdverseEffect Level: Level: dosis del quí químico al cual existe un incremento estadí estadística o bioló biológicamente significativo en la frecuencia o severidad de efectos adversos entre el grupo expuesto y el grupo de control. Todos se miden en unidades de dosis: [mg [mg//kg peso/dí peso/día]
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Riesgo (probabilidad de un efecto adverso)
Relación Dosis-Respuesta Relación dosisrespuesta estimada
Nivel de efectos adversos no observables (NOAEL)
Nivel más bajo de efectos adversos observados (LOAEL)
0
dosis (mg/kg-día) Relación de evaluación dosis-respuesta para un químico no carcinógeno.
Estudio de animales, Sao Paulo, 2003
Efectos
Rata criada en el campo
Fuente: Paulo Saldiva
Rata criada en centro de Sao Paulo
Comparacion de Estudios Toxicologicos vs. Epidemiologicos Variable Caracterización de la dósis
Toxicología
Epidemiología
Precisa
Aproximada
Efectos de confusión
Controlados por diseño (grupo de control, distribución aleatoria)
No controlados en diseño, controlados por análisis estadístico
Validez de respuesta a dósis bajas
Problematica. Generalmente, altas dósis
Más cercana a exposiciónes normales
Validez de especies
Mala cuando se usan animales
Buena. Basado en datos humanos
Rango de aplicación
Grande Animales pueden ser usados para dosis fatales
Pequeña Debe existir un grupo expuesto. Problemas éticos.
Causalidad
Buena: Puede descubrir relaciones causales
Mala: solo puede mostrar asociaciones
Identificación del peligro Causa efectos adversos el agente?
Evaluación dosis-respuesta Cual es la relación entre dosis (o exposición) y efectos en humanos?
Caracterización del Riesgo Cual es la incidencia esperada del efecto en una cierta población? En el individuo más expuesto?
Caracterización de la exposición Cuales son las dosis (exposiciones) actuales, y cuales se esperan en el futuro?
National Research Council (1993). Issues in Risk Assessment. Washington, DC, National Academy of Sciences.
Caracterización de la Exposición Objetivo: determinar la exposición (contacto) de los sujetos de interés (personas, ecosistemas) con las agentes de riesgo, caracterizando su naturaleza, frecuencia, y duración . Se deben evaluar (por lo menos en una primera aproximación) todos los medios (aire, agua, sólidos) y rutas de exposición (inhalación, ingestión, contacto dermal, etc.) Se pueden distinguir 4 pasos: 1. 2. 3.
4.
Determinación de las concentraciones ambientales (depende del medio) Estimación de la magnitud, frecuencia, y duración de la exposición humana, para las poblaciones representativas Estimación de la dosis recibida: - efectos agudos, subcrónicos : DMD (dosis máxima diaria) - efectos crónicos y cáncer: dosis media diaria de por vida DMDV (LADD) Caracterización de las poblaciones expuestas: identificación de las poblaciones más sensitivas por sexo, edad, raza, etc.
Exposici贸n
Rutas de Exposici贸n
Figura 2 Travis 1988 p 84
Dosis vs. Exposici贸n:
Exposición vs. Dosis Concentración Ambiental
Factores de Dosimetría
Dosis Aplicada
Metabolismo
Dosis biológicamente efectiva
Concentración de contaminante en el ambiente
Hábitos de consumo, peso, etc.
La dosis que penetra el organismo, expresada como masa por unidad de peso corporal
El proceso que el organismo hace del tóxico
La dosis biológicamente efectiva a nivel del órgano afectado
Identificación del peligro Causa efectos adversos el agente?
Evaluación dosis-respuesta Cual es la relación entre dosis (o exposición) y efectos en humanos?
Caracterización del Riesgo Cual es la incidencia esperada del efecto en una cierta población? En el individuo más expuesto?
Caracterización de la exposición Cuales son las dosis (exposiciones) actuales, y cuales se esperan en el futuro?
National Research Council (1993). Issues in Risk Assessment. Washington, DC, National Academy of Sciences.
Caracterización del Riesgo Integración de la caracterización de las emisiones, exposición y evaluación de consecuencias, para producir medidas cuantitativas de riesgo. 9 Derivación de estimadores puntuales para la magnitud y la probabilidad (riesgo individual) 9 Derivación de estimadores puntuales para el riesgo de la sociedad Determinación y propagación de la incertidumbre de cada una de las etapas. Estimación de la incertidumbre asociada a los estimadores puntuales. Agregación de los estimadores puntuales del riesgo (y de la incertidumbre) a través de las rutas de exposición y los agentes de riesgo para cada una de las poblaciones de interés. Se calculan dos índices de riesgo: Riesgo Individual 9 Riesgo de por vida 9 Riesgo anual 9 Riesgo individual máximo (Individuo de máxima exposición) Riesgo Social 9 Número esperado de casos (generalmente por año)
Cálculo del Riesgo: No Carcinógenos:
En este caso se acepta la existencia de un umbral El riesgo se define como la razón entre la dosis actual y una dosis de referencia Esta dosis de referencia se calcula en base al NOAEL y a factores de incertidumbre y modificación
Efectos
Dosis RfD actual
NOAEL
Dosis