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Se pueden encontrar varios ejemplos, entre ellos el llamado ciclo del fósforo, donde los sistemas sub-globales juegan un rol significativo, sino es que crítico en la resilencia del área, pero también en la escala global donde cada uno de estos sistemas sub-globales juega un importante papel para la definición de los límites planetarios y el mismo umbral de colapso.

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El mismo sistema de los límites planetarios hace una asunción para poder ligar efectivamente los sistemas a diferentes escalas, esta asunción es que las características de las variables de control para la mayoría de los procesos son heterogéneas espacialmente, indicando que son diferentes en varios puntos del proceso con referencia a su lugar.

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Es importante mencionar que no todos los procesos del sistema terrestre tienen un umbral global, pero igualmente es de suma importancia el representar la manera en la que este sistema de límites no solo muestra momentos de peligro; pero también logra unir escalas y dar una idea general de adonde se dirige nuestro planeta y cuanto podemos hacer antes de que este colapso sin remedio alguno debido a la pérdida de resiliencia.

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Un límite planetario es definido originalmente como el punto máximo de las dos cuencas que se forman dentro del umbral bioquímico, este mismo umbral tiene en cuenta grandes factores, incluido lo incierto que puede ser el punto actual donde se encuentra el mismo, permitiendo que la sociedad tenga la posibilidad de reaccionar a el acercamiento del mismo umbral dentro de su categoría específica.

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La regulación de algunos de los impactos humanos en el medio ambiente, por ejemplo la introducción de químicos contaminantes, usualmente está en el contexto de "Límites Seguros".

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Esto ha llevado a la implementación de límites de lo que puede ser emitido hacia o extraído del ambiente (ej. químicos, agua) y cuánto puede ser cambiado este ambiente por el humano.

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A lo largo de la historia, la humanidad ha lidiado con problemas ambientales en niveles locales y regionales. Algunas sociedades afrontan estos problemas de manera más efectiva que otras. No fue hasta la edad industrial que se introdujeron los primeros limitantes para la explotación de los recursos naturales.

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Steffen, W., Richardson, K., Rockström, J., Cornell, S.E., Fetzer, I., Bennet, E.M., Biggs, R., Carpenter, S.R., de Vries, W., de Wit, C.A., Folke, C., Gerten, D., Heinke, J., Mace, G.M., Persson, L.M., Ramanathan, V., Reyers, B., Sörlin, S. (2015). Planetary Boundaries: Guiding human development on a changing planet. 736-747. Recuperado de http://science.sciencemag.org/

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Los límites planetarios (PBs) se encuentran reconocidos como los niveles de perturbación humana, basados en la ciencia, en donde el funcionamiento del sistema terrestre puede ser alterado. Por lo tanto, la transgresión de los límites planetarios, provocan riesgos en donde existe la posibilidad de un desestabilización del estado holoceno del sistema terrestre, en donde las sociedades modernas han evolucionado. El límite planetario no dicta, cómo las sociedades deberían desarrollarse, estas solo se deben a decisiones políticas donde debe de haber un criterio de equidad.

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El cambio climático, integridad de la biosfera, flujos biogeoquímicos y cambio del sistema terrestre, observado en la imagen, se encuentran preocupantemente excedidos del límite planetario propuesto.

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Biosfera: Se encarga de regular los flujos de materiales y energía en el sistema terrestre, la cual va a aumentar su resistencia si se encuentra un cambio abrupto o gradual.

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Sistema climático: manifestación de la cantidad, la distribución y el balance neto de la energía ubicado en la superficie terrestre.

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No es posible identificar un límite planetario para sustancias nuevas, nuevas formas de sustancias existentes, y formas de vida modificadas, pero se encuentran añadidas debido a que provocan un cambio en el estado del sistema terrestre. Es importante observar que existen dos límites planetarios conocidos como centrales, el cambio climático y la integridad de la biosfera.

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Actualmente sólo un límite regional que en este caso es monzón, (un viento estacional producido por el desplazamiento del cinturón ecuatorial, en especial al sur de Asia) un punto en donde puede establecerse para la carga de aerosoles atmosféricos.

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Tres de los límites planetarios (el cambio climático, agotamiento del ozono estratosférico y acidificación de los océanos), permanecen sin cambios, en comparación con las estadísticas anteriores.

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Los años relativamente estables en la tierra fueron en la época holoceno de 11,700 años de duración, en donde se sabe puede ayudar a las sociedades humanas contemporáneas. Muchas de las obras creadas por los humanos, causan consecuencias graves en el sistema de la tierra, causando una amenaza en la resiliencia (capacidad de persistir un estado holoceno ante un aumento de presiones) y del sistema de la tierra. Los límites planetarios, se van a encargar de delimitar un ámbito de actividad seguro para los seres humanos esto con respecto a la resiliencia de la biosfera, se encuentra basado en procesos que son de ayuda para la regulación del sistema tierra. El nivel actual del impacto antropogénico de los ES, y el riesgo de la estabilidad de estos mismos se va a encontrar evaluado en comparación con el límite planetario propuesto, observado en la imagen.

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La gráfica representa los  límites planetarios y su nivel de incertidumbre o inseguridad ante las actividades y perturbaciones humanas, colocando el color rojo como; excede la zona de incertidumbre, el amarillo como; en zona de incertidumbre y el verde como una recuperación segura,
Las variables de control se encuentran normalizadas, para la zona de incertidumbre, por lo tanto en el centro de la figura, no se encuentra representado valores de 0 para las variables de control.

La variable de control para el cambio climático es la concentración de CO2.

Las zonas grises, simbolizan el desconocimiento ante estos umbrales de límites planetarios, como son las cargas atmosféricas de aerosoles, entidades nuevas y el papel funcional de la integridad de la biosfera.Teniendo así que la integridad de la biosfera, y el ciclo biogeoquímico son los más afectados, por lo tanto los que peligran un daño irreversible.

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Fenómenos como son el cambio climático, la pérdida de los ecosistemas, el adelgazamiento de la capa de ozono entre otros, han provocado la indagación de los científicos a estos temas, cuestionando, si pueden existir repercusiones como la desestabilización del sistema planetario y ocasionar consecuencias adversas a la humanidad.

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Existe actualmente una necesidad urgente de una nueva estrategia que pueda integrar el continuo desarrollo de las sociedades humanas y el mantenimiento del sistema tierra, de tal forma que el avance de esta no pueda afectar al sistema tierra.

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El sistema se basa en la precaución de mantenimiento del planeta Tierra y una evaluación como retroalimentación de los cambios impulsados por el ser humano.

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Es necesario la integración de toda la población tanto política como científica y entender que la problemática afecta a los sistema y a los subsistemas; también, es importante que haya cierta evolución para ir atacando los problemas que se presenten.

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Para que todo funcione se necesita de abordar múltiples procesos ambientales que interactúan simultáneamente.

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El objetivo principal del PB es el hecho de implementarlo para las necesidades que más necesita el ser humano al momento o las más próximas; el poder hacer consciencia de lo que le estamos provocando al planeta por el simple hecho de obtener ciertos recursos utilizados en nuestra vida cotidiana. Es importante recalcar que el PB es un contexto social emergente más aún no es una sustentabilidad global.

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La base fundamental de la biosfera es el código genético de la biota pues define el papel funcional de la biosfera y su capacidad para innovar y persistir en el futuro.

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La diversidad en la biosfera brinda resiliencia a los ecosistemas terrestres y marinos.

La biosfera aumenta la capacidad del sistema terrestre para persistir a pesar de que los otros límites cambien.

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La integridad de la biosfera es la totalidad de todos los ecosistemas en la Tierra y su biota.

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El clima actual de la Tierra permite que las tres fases del agua existan simultáneamente.

La distribución de energía por latitud tiene un papel importante en la circulación de los fluidos del océano y la atmósfera.

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El sistema climático es la manifestación de la cantidad, distribución y balance neto de energía en la superficie de la Tierra.

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Ambos operan al nivel de todo el sistema tierra y han coevolucionado por casi 4 mil millones de años. Están regulados por los otros límites, pueden empujar al sistema tierra fuera del estado Holoceno.

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Los límites más integrados y conectados con los otros límites planetarios son el cambio climático y la integridad de la biosfera.

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DISTRIBUCIONES Y ESTATUS DE CONTROL DE VARIABLES HOY EN DIA

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DISTRIBUCIONES Y ESTATUS DE CONTROL DE VARIABLES HOY EN DIA

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Todavía no hay un análisis a nivel global de la contaminación química en el cual se pueda basar una variable de control o un valor límite

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Se propuso tres condiciones que deben cumplirse para que un producto químico represente una amenaza para el sistema tierra:

1)     El producto químico tiene un efecto desconocido en un proceso del sistema tierra vital

2)     Este efecto no ha sido descubierto hasta que es un problema a escala global

3)     El efecto no es reversible inmediatamente

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Las entidades nuevas incluyen químicos y otros nuevos tipos de materiales u organismos de ingeniería no conocidos previamente en el sistema tierra, también elementos naturales movilizados por actividades antropogénicas.

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La introducción de estas entidades es preocupante a nivel global cuando tienen:

1)     Persistencia

2)     Movilidad a través de las escalas

3)     mpactos potenciales en procesos vitales del sistema terrestre o subsistemas.

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Las entidades nuevas son las nuevas sustancias, nuevas formas de sustancias existentes y formas de vida modificadas que tienen el potencial de efectos geofísicos y/o biológicos no deseados.

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Actualmente el promedio anual de la profundidad óptica del aerosol es de aproximadamente 0.3 dentro de la zona de incertidumbre.

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Las emisiones de carbono negro y carbono orgánico provenientes de la cocción y calentamiento con biocombustibles, y del transporte de diesel, y la emisión de sulfatos y nitratos de la combustión de combustibles fósiles pueden aumentar la profundidad óptica del aerosol hasta 0.4 (más durante periodos volcánicos), lo que lleva a una disminución de 10 a 15% de radiación solar incidente en la superficie.

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La profundidad óptica del aerosol de fondo en el sur de Asia es de aproximadamente 0.15 y puede ser tan alta como 0.4 durante eventos volcánicos.

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Los aerosoles tienen efectos graves para la salud humana, provocan alrededor de 7.2 millones de muertes al año.

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DISTRIBUCIONES Y ESTATUS DE CONTROL DE VARIABLES HOY EN DIA

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DISTRIBUCIONES Y ESTATUS DE CONTROL DE VARIABLES HOY EN DIA

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Las zonas de incertidumbre para el límite de agua a escala de cuenca fluvial se fijaron en 25 a 55% de flujo mensual promedio para el régimen de flujo bajo, 40 a 70% para el intermedio y 55 a 85% para el alto.

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El concepto de flujos de agua ambientales define el nivel de los caudales de los ríos para las diferentes características hidrológicas de las cuencas fluviales adecuadas para mantener un estado del ecosistema de regular a bueno.

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El límite planetario puede ser mayor o menor dependiendo de los requisitos de flujo ecológico de los ríos.

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Este límite ha retenido el uso consuntivo de agua azul (de ríos, lagos, embalses y reservas de agua subterráneas renovables) como la variable de control a nivel mundial y 4000 km3 / año como el valor del límite.

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Se estima que los cambios en los bosques templados tienen influencias más débiles en el sistema climático que los cambios en los otros dos biomas.

Estos límites casi se cumplirían si se respetara el límite propuesto de integridad de la biosfera del 90% BII.

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Los bosques tropicales tienen reacciones en el clima a través de cambios en la evapotranspiración cuando se convierten en sistemas no forestales. Los cambios en la distribución de los bosques boreales afectan el albedo de la superficie de la tierra y el intercambio de energía.  El límite para estos dos tipos de bosque se ha establecido en 85% y  para los bosques templados al 50%.

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El límite de la biósfera proporciona una restricción sobre la cantidad y el patrón de cambio del sistema tierra en todos los biomas terrestres.

Se centra en los procesos biogeofísicos que regulan el clima.

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Una redistribución de N podría impulsar la producción mundial de cultivos y reducir la transgresión de los límites del nivel regional.

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Análisis de De Vries: propuso un PB para evitar la eutrofización de ecosistemas acuáticos de 62 Tg. N/ año.

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Las observaciones apuntan a pocas regiones agrícolas de altas tasas de aplicación de P como las principales contribuyentes a la transgresión, y sugieren que una redistribución de P donde está en exceso a donde el suelo es pobre en P puede estimular la producción mundial de cultivos.

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El límite se establece en 11 Tg P /año en los sistemas de agua dulce que van a parar a los océanos para evitar desastres anóxicos en los océanos.

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Análisis de Carpenter y Bennett: Propone un límite P adicional a nivel regional, diseñado para evitar la eutrofización de los sistemas de agua dulce.

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El límite original fue formulado solo para fósforo (P) y nitrógeno (N), sin embargo otros elementos son importantes para el funcionamiento del sistema terrestre.

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No hay evidencia que sugiera que el límite deba ajustarse. Actualmente, Warag es aprox. el 84% del valor preindustrial. Este límite no se transgrediría si se respetara el límite del cambio climático de 350 ppm de CO2.

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Disminuye el estado de saturación de aragonita (Warag) , una forma de carbonato de calcio formado por organismos marinos

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La concentración de iones H + libres en la superficie del océano ha aumentado aprox. un 30% en los últimos 200 años debido al aumento del CO2

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Este límite está relacionado con el CO2.

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Retenemos la variable de concentración de O3 en DU y límite (275 DU). Este límite sólo se transgrede sobre la Antártida, cuando la concentración de O3 cae a alrededor de 200 UD ; esta ha sido constante durante aprox. 15 años y se espera que aumente.

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La capa de ozono estratosférico filtra la radiación ultravioleta del sol. Si esta capa disminuye, cantidades crecientes de radiación ultravioleta alcanzarán el nivel del suelo.

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2. Factores Geográficos, Topográficos, Bioticos y Abioticos

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2. Factores Geográficos, Topográficos, Bioticos y Abioticos

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Conforman a la biosfera, permiten que los organismos se distribuyan e interactúen.
El principal objetivo de este factor es medir la relación entre la pérdida en la biodiversidad con el impacto y los cambios en la biosfera. Por lo que se propone el uso del Biodiversity Intactness Index (BII) cuyo fin es medir el impacto de la humanidad en los cambios la población.

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Son elementos principales que determinan la supervivencia de un organismo a los cambios y sus principales marcos de referencias son las tasas de extinción de especies.

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La diversidad en la biosfera depende de dos factores:

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2. Niveles de radiación emitidos a nivel preindustrial

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2. Niveles de radiación emitidos a nivel preindustrial

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Sus límites han ido aumentando hasta alcanzar más allá de 1-1.5 W m-2, por lo que los puntos de control hacen corte hasta más allá de los 2.3 W m-2

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Sus zonas límites de seguridad se encuentran entre las 350-550 ppm (aunque algunos autores consideran que este límite puede aumentarse hasta 350-450 ppm), a pesar de ello, los niveles actuales hacen corte hasta los 399 ppm.

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Las principales variantes por controlar en este rubro son:

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LÍMITES PLANETARIOS EN UN CONTEXTO SOCIETARIO

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LÍMITES PLANETARIOS EN UN CONTEXTO SOCIETARIO

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VINCULANDO ESCALAS GLOBALES Y REGIONALES

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VINCULANDO ESCALAS GLOBALES Y REGIONALES