2 Revision Dinamica Sistemas

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dinamica de sistemas

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  • Dinmica de Sistemas: Repaso de

    conceptos bsicos

    Charles Nicholson

    Universidad Estatal de Pensilvania

    Universidad de Cornell

  • Dinmica de sistemas

    Un mtodo dinmico de simulacin Aplicable a un amplio rango de sistemas biolgicos y

    sociales

    El comportamiento del sistema est determinado por su estructura Enfoque: factores internos del sistema

    No necesariamente los choques externos

    Especificar la estructura para comprender el comportamiento (las respuestas)

    Se observa un comportamiento pasado

    Se pronostica un comportamiento futuro

    Lecturas: Aracil y Gordillo, pginas 21-23, Schaffernicht mbitos, J. M. Garca, pginas 19-25

  • El Proceso para la Modelacin usando

    Dinmica de Sistemas Articular el problema

    Comportamiento del modo de referencia

    Formular una hiptesis dinmica

    Estructura reserva-flujo-retroalimentacin para

    explicar el comportamiento

    Formular el modelo de simulacin

    Probar el modelo de simulacin

    Examinar polticas y prcticas alternativas

    Lecturas: Schaffernicht, Un mtodo riguroso Aracil y Gordillo, captulo 5, pginas 107-109

  • El modo de referencia

    Conjunto de grficas que demuestra la

    formulacin del problema

    Podra incluir otros datos

    Definir variables de inters claves

    Definir un horizonte de planificacin

    apropiado

    Relevante para comprender el problema

  • Ejemplo: Poblacin de Colombia

    0

    10.000

    20.000

    30.000

    40.000

    50.000

    60.0001

    95

    0

    19

    55

    19

    60

    19

    65

    19

    70

    19

    75

    19

    80

    19

    85

    19

    90

    19

    95

    20

    00

    20

    05

    20

    10

    20

    15

    20

    20

    20

    25

    20

    30

    20

    35

    20

    40

    20

    45

    20

    50

    000 p

    ers

    on

    as

    Poblacin Poblacin Proyectada

  • Ejemplo: Produccin de caf

    0

    2000

    4000

    6000

    8000

    10000

    12000

    14000

    16000

    18000

    20000

    1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006 2011

  • Modos de comportamiento

    fundamental

  • Filosofa de la Dinmica de Sistemas

    El enfoque es en la complejidad dinmica

    Una accin tiene efectos diferentes a corto y largo plazo

    No intenta hacer una seleccin ptima entre un nmero grande de opciones (ej., programacin lineal)

    Reservas, flujos y retroalimentacin son los componentes estructurales claves del sistema

    Crear comportamientos endgenos

    Lectura: Aracil y Gordillo, 15-17, 19

  • Filosofa de la Dinmica de Sistemas

    Otra manera para decir esto es

    La estructura causa el comportamiento!

    El comportamiento surge slo de la estructura

    Sin embargo, el comportamiento podra ser catico o

    inpronosticable

    Hay un nmero limitado de comportamientos

    que describen muchos sistemas

    Si observamos un comportamiento, podemos

    hacer inferencias respecto a la estructura del

    sistema

  • Pregunta de repaso

    Cuales son los comportamientosfundamentales?

  • Comportamientos fundamentales:

    introduccin

    Ahora consideremos unos comportamientos

    fundamentales, tales como:

    Crecimiento exponencial

    Bsqueda de la meta (goal seeking)

    Oscilacin

    Estasis (p. e., homeostasis)

    Examinar las estructuras que los crean

    Lecturas: Aracil y Gordillo, 29-45; J.M. Garca, 31-34

  • Crecimiento exponencial

    Surge de retroalimentacin positiva (auto-

    refuerzos)

    Por regla general habr otras

    retroalimentaciones negativas, o redondeles

    de balanceo, pero podran resultar

    insuficientes para contrarrestar el total de

    retroalimentacin positiva

  • Ejemplo: Poblacin de Mxico

    0

    20,000

    40,000

    60,000

    80,000

    100,000

    120,000

    1800 1850 1900 1950 2000

    mil

    es d

    e p

    erso

    nas

    lo observado

  • Crecimiento exponencial

    La estructura es:

    Estado delsistema

    Tasa neta decrecimiento

    +

    +

    R

  • Crecimiento exponencial de forraje

    ForrajeTasa neta decrecimiento forraje

    +

    +

    R

    La estructura:

    Comportamiento:

    Cantidad de forraje

    6,000

    4,500

    3,000

    1,500

    0

    0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

    Time (Month)

    Forraje : synth Forage

  • Bsqueda de la meta (goal-seeking)

    La retroalimentacin negativa jala al sistema

    hacia la meta o estado deseado

    La estructura es:Estado del

    sistema

    Accin o influenciacorrectiva

    Estado deseadoo lmite

    Diferenciadeseado actual

    -

    +

    +

    +

    B

  • Bsqueda de la meta en el crecimiento de

    forraje

    La estructura:

    Comportamiento:Cantidad de forraje

    400

    325

    250

    175

    100

    0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

    Time (Month)

    Forraje : FH Limite Forage

    Forraje

    Lmite biomasaforraje

    Tasa neta decrecimiento forraje

    Diferencia lmiteactual

    -

    +

    -

    +

    B

  • Oscilacin

    Causado por redondeles negativos de

    retroalimentacin

    La meta del sistema existe y se toman

    acciones para corregir las diferencias entre la

    meta y el valor actual

    Sin embargo, el retraso en la percepcin del

    estado actual o la respuesta causa que el

    sistema sobrepase o no alcance el nivel

    deseado

  • Oscilacin

    La estructura:

    Estado delsistema

    Accin o influenciacorrectiva

    Diferenciadeseado actual

    Estado deseadoo lmite

    +

    -

    +

    +B

    Retraso accin

    Retraso

    percepcinRetraso

    decisin

  • Oscilacin en un modelo de forraje

    La estructura:

    Comporta-

    miento:

    Herbvoros

    Forraje

    Tasa neta denacimientosherbvoros

    +

    +

    B

    -

    Retraso

    Sin meta(s)

    explcitas,

    sino

    implcitas

    Oscilacin

    en las dos

    variables

    Forraje y Herbvoros

    100 Herbivore

    300 Forage

    75 Herbivore

    250 Forage

    50 Herbivore

    200 Forage

    25 Herbivore

    150 Forage

    0 Herbivore

    100 Forage

    0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

    Time (Month)

    Herbvoros : FH H=50 Herbivore

    Forraje : FH H=50 Forage

  • Comportamientos fundamentales: estasis

    Estasis quiere decir sin cambio en tiempo

    Cmo podra pasar? Dos posibilidades:

    Redondeles de retroalimentacin negativa

    mantienen el sistema en balance

    Equilbrio dinmico en un modelo forraje-

    herbvoro

    El cambio es tan lento que no se nota

    Ejemplo: condicion inicial del modelo

    forraje-herbvoro

  • Estasis en un modelo forraje-herbivoro

    La estructura:

    Comportamiento:

    ForrajeTasa decrecimiento

    forraje

    Tasa dedescomposicin

    +

    + +

    -

    R B

    Tasas Forraje

    40

    30

    20

    10

    0

    0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

    Time (Month)

    Tasa de crecimiento forraje : FH Base Forage/Month

    Tasa de descomposicin forraje : FH Base Forage/Month

    Tasa de consumo forraje : FH Base Forage/Month

  • Resumen

    La estructura causa el comportamiento

    Hay pocos comportamientos dinmicos

    fundamentales

    Al observar un comportamiento, podemos

    inferir respecto a la estructura dominante que

    lo genera

    Dominante quiere decir el efecto que predomina en el comportamiento

    Esto puede cambiar en tiempo!

  • Redondel o ciclo de retroalimentacin

    El tamao de la poblacin determina la tasa de nacimientos (de muertes)

    La tasa (nacimientos, muertes) determina el tamao de la poblacin

    Existe una causalidad de doble-va a travs del tiempo

    Esto se llama retroalimentacin (feedback) Los modelos de DS son estructuras con reservas,

    flujos y redondeles o ciclos de retroalimentacin

    La retroalimentacin es vital para la comprensin del comporamiento del sistema

    Tambin se usa bucle de realimentacin p.e. Aracil y Gordillo

  • Representacin grfica

    Este sistema simple tiene dos redondeles.

    Estos operan conjuntamente para producir el comportamiento del

    sistema.

    PoblacinTasa de

    muertesTasa de

    nacimientos + +

    -+

    Nacimientos Muertes

  • Representacin grfica

    La poblacin incrementa la tasa de nacimientos, lo cual incrementa

    la poblacin.

    La poblacin incrementa la tasa de muertes, lo cual disminuye la

    poblacin.

    PoblacinTasa de

    muertesTasa de

    nacimientos + +

    -+

    Nacimientos Muertes

  • En un modelo completo, hay muchos!

    Con ms redondeles es ms

    difcil que nuestra intuicin

    sea correcta.

    ForrajeCrecimiento deforraje

    Tasa dedescomposicin

    Tasa fraccional decrecimiento

    Consumo deforraje

    Consumo de forrajepor herbvoro

    Herbvoros

    Tasa denacimientos

    Tasa demuertes

    Tasa fraccional denacimientos

    Longevidadpromedio

    Retraso biomasade forraje

    +

    + +

    -+

    -

    +

    +

    -

    +

    +

    + ++

    ++

    -

    +

    -

    R B

    B

    B

    BR

    B

    B

  • Diagramas de ciclos causales (DCC)

  • Los DCC: una herramienta de mapeo

    Es una manera de representar la estructura de

    retroalimentacin del sistema

    Puede facilitar la especificacin de una hiptesis

    dinmica del sistema

    Puede facilitar comunicacin respecto a las

    retroalimentaciones que se creen importantes

    causas de los comportamientos observados

    Sirve como una herramienta grfica para captar

    modelos mentales con grupos interesados en el problema

    Lecturas: Aracil y Gordillo, 14-15, 29-38; J.M. Garca, 26-30; Gary; Richardson

  • Representacin grfica

    Este sistema simple tiene dos redondeles.

    Estos operan conjuntamente para producir el comportamiento del

    sistema.

    PoblacinTasa de

    muertesTasa de

    nacimientos + +

    -+

    Nacimientos Muertes

  • Ciclos: de causa, no correlacin

    Eslabones en un DCC deben representar la

    estructura causativa, no solamente las

    correlaciones en los datos

    Causalidad quiere decir: Sequencial en tiempo (A occure antes de B)

    Incluye explicacin (A influye B porque)

    Causalidad = estructura (lo cual causa un

    comportamiento)

    Correlacin = comportamiento

  • Polaridad de la relacin

    Para una relacin especfica entre elementos de la

    estructura

    Es la relacin positiva o negativa?

    Si A aumenta, qu pasa con B?

    Si incrementa B, la polaridad es positiva

    Si B disminuye, la polaridad es negativa

    Se pueden calificar las polaridades individuales?

    Si aumenta la poplacin, se incrementa la tasa de

    nacimientos

    Polaridad positiva

  • Polaridad de la relacin

    Polaridad positiva

    Caso de flujo o variable auxiliar

    Caso de acumulacin

    Polaridad negativa

    Caso de flujo o variable auxiliar

    Caso de acumulacin

    B

    A>0

    B = ( A + ...)ds + A0

    t 0

    t

    B

    A

  • Representacin grfica

    La poblacin incrementa la tasa de nacimientos, lo cual incrementa

    la poblacin.

    La poblacin incrementa la tasa de muertes, lo cual disminuye la

    poblacin.

    PoblacinTasa de

    muertesTasa de

    nacimientos + +

    -+

    Nacimientos Muertes

  • Polaridad del redondel

    Considerar todas las relaciones (de

    retroalimentacin) en un redondel

    Un aumento en cualquier variable produce

    un incremento adicional despus de contar

    con todas las relaciones en el redondel?

    Si es afirmativo, esto constituye un redondel

    positivo o redondel de refuerzo

    Si no, es un redondel negativo o redondel de

    balanceo

  • Polaridad del redondel (mtematica)146

    FIGURE 5-6 Calculating the

    gain of a loop

    Part Tools for Systems Thinking

    Break the point loop

    and trace the effect

    of a change around

    the loop.

    Polarity

    Since the sign of a product is the product of the signs, loop polarity is also

    given by:

    * * * . . *

    Using the right method to determine loop polarity by tracing the effect of a

    small change around a loop is equivalent to calculating equation (5-3). Equation

    (5-3) also explains why the fast method works: Since the product of two negative signs is a positive sign, negative open loop polarity requires an odd number of neg-

    ative links in the loop.

    All Links Should Have Unambiguous Polarities

    Sometimes people say a link can be either positive or negative, depending on other

    parameters or on where the system is operating. For example, people often draw

    the diagram on the left side of Figure 5-7 relating a firm's revenue to the price of

    its product and then argue that the link between price and company revenue can be

    either positive or negative, depending on the elasticity of demand. If demand is

    highly elastic, a higher price means less revenue because a 1% increase in price causes demand to fall more than 1 %. The link would have negative polarity. I f de- mand is inelastic, then a l % increase in price causes demand to drop less than l %,

    so revenues rise. The link would be positive. It appears no single polarity can be

    assigned.

    When you have trouble assigning a clear and unambiguous polarity to a link it usually means there is more than one causal pathway connecting the two variables.

    You should make these different pathways explicit in your diagram. In the exam- ple, price has at least two effects on revenue: (1) it determines how much revenue

    is generated per unit sold and (2) it affects the number of units sold. That is, Reve-

    nue = Price * Sales, and (Unit) Sales depend on Price (presumably the demand curve is downward sloping: Higher prices reduce sales). The proper diagram is

    Sterman, pgina 145-146

    Depende del signo positivo o negativo de una serie de derivadas parciales

  • Poblacin y el redondel de nacimientos

    Incrementar la poblacin aumenta los nacimientos, lo cul aumenta

    la poblacin.

    Esto constituye un redondel positivo, lo cul causara crecimiento en

    la poblacin.

    PoblacinTasa de

    nacimientos +

    +

    Nacimientos

  • Redondel de poblacin y muertes?

    PoblacinTasa de

    muertes+

    -

    Muertes

  • Redondel de poblacin y muertes?

    La poblacin incrementa la tasa de muertes, lo cul DISMINUYE la

    poblacin.

    Esto es un redondel NEGATIVO o de BALANCEO

    PoblacinTasa de

    muertes+

    -

    Muertes

  • Resumen de ciclos

    Ciclos positivos

    Incrementar una variable causa un aumento adicional

    Causa el crecimiento (exponencial)

    Redondel de refuerzo

    Ciclos negativos

    Incrementar una variable causa una disminucin contrarestante en la variable

    Causa deterioro (disminucin)

    Redondel de balanceo

  • Prctica en ciclos

    Hambre

    Consumo de

    alimentos

    ??

    ?

  • Prctica en ciclos: balanceo

    Hambre

    Consumo de

    alimentos

    -+

    B

  • Prctica en ciclos

    Ahorros

    Inters

    ? ??

  • Prctica en ciclos: de refuerzo

    Ahorros

    Inters

    + +R

  • Modelos de DS son constituidos por una

    combinacin de ciclos

    Este modelo contiene un numero de ciclos negativosesto frena el crecimiento exponencial, pero crea las oscilaciones

    ForrajeCrecimiento deforraje

    Tasa dedescomposicin

    Tasa fraccional decrecimiento

    Consumo deforraje

    Consumo de forrajepor herbvoro

    Herbvoros

    Tasa denacimientos

    Tasa demuertes

    Tasa fraccional denacimientos

    Longevidadpromedio

    Retraso biomasade forraje

    +

    + +

    -+

    -

    +

    +

    -

    +

    +

    + ++

    ++

    -

    +

    -

    R B

    B

    B

    BR

    B

    B

  • Ojo! Limitaciones de DCC

    DCC no puede utilizarse para predecir el

    comportamiento del sistema

    En la mayoria de los casos

    Se necesita un modelo de simulacin

    Richardson sirve como precaucon contra el uso superficial de una tcnica de la que se

    abusa facilmente

    PERO: Si se observa un comportamiento, a

    veces se puede inferir por lo menos unos

    componentes de la estructura del sistema

    Richardson Problemas con los diagramas de ciclos causales

  • Los DCC: una herramienta de mapeo

    Es una manera de representar la estructura de

    retroalimentacin del sistema

    Puede facilitar la especificacin de una hiptesis

    dinmica del sistema

    Puede facilitar comunicacin respecto a las

    retroalimentaciones que se creen importantes

    causas de los comportamientos observados

    Sirve como una herramienta grfica para captar

    modelos mentales con grupos interesados en el problema

    Lecturas: Aracil y Gordillo, 14-15, 29-38; J.M. Garca, 26-30; Gary; Richardson

  • Reservas y flujos

  • Estructura del sistema: reservas

    Las reservas son acumulaciones

    Pueden ser contadas en un momento dado

    Ejemplo: nmero de personas en este saln

    Tambin llamado estados o niveles

    Slo cambian a travs de los flujos

    Los flujos constituyen el nico factor directo que

    afecta las reservas

    Muchas variables pueden afectar los flujos

    Lecturas: Aracil y Gordillo, 55-66; J. M. Garca, 59-60

  • Estructura del sistema: flujos

    Los flujos se expresan como cantidades

    durante un intervalo de tiempo

    Ejemplo: Nmero de personas que entraron el

    saln en los ltimos 5 minutos

    No pueden ser medidos en forma instantnea

    Tienen que ser medidos a travs de algn

    intervalo de tiempo

    Tamben llamados tasas

  • Notacin de diagramacin estndar

    ReservaEgresoIngreso

    "Fuente" de material (no se

    incluye explicitamente en el

    modelo)

    Vlvula (regulador

    del flujo)

    OJO! Puede haber ms de un ingreso o egreso

    Ejemplo:Forraje

    Consumo deforraje

    Crecimientoforraje

    Descomposicinforraje

  • Cuatro representaciones equivalentes

    de estructuras de reservas y flujos

    Metfora hidrulica

    Diagrama de reserva y flujo

    Ecuacin integral

    Ecuacin diferencial

    Todos quieren decir lo mismo. Cul usar depende de la audiencia.

    ReservaEgresoIngreso

    t

    t

    tRdssEsItR

    0

    )()()()( 0

    )()( tEtIdt

    dR

    grifo

    baera

    desage

  • La matemtica de modelos DS

    Un sistema de ecuaciones diferenciales

    Se resuelve por integracin numrica

    Rt = (Ingreso-Egreso) ds + R0

    Ingreso = f(R, otras variables)

    Egreso = f(R, otras variables)

  • Contribucin de reservas a la dinmica

    Caracterizar el estado del sistema

    Informar los tomadores de decisiones dnde se encuentran

    Proveer un sistema con inercia y memoria

    Reservas acumulan efectos de eventos pasados

    Reservas solo pueden cambiar con ingresos o egresos

    Ejemplo: acumular compuestos txicos en peces

    Reservas son fuentes de retrasos

    Todos los retrasos involucran reservas

    Retraso = proceso donde el rendimiento demora despus

    de ingresar los insumos

  • Contribucin de reservas a la dinmica

    Reservas desencadenan ingresos y egresos Permite una dinmica de desequilibrio Donde ingresos no equivalen a los egesos

    Ejemplo: la biomasa de forraje

    Ingreso = crecimiento de forraje = f(biomasa, lluvias)

    Egreso = consumo de forraje = f(animales)

    Ingresos y egresos pueden diferir porque los variables que afectan las tasas tambin pueden serdiferentes

    No es frecuente que los sistemas se encuentren en equilibrio! No se ve con frecuencia el comportamiento estasis

  • Cmo determinar una reserva?

    Usar la prueba snapshot

    Imaginar que se podra parar el tiempo por

    un momento

    Reservas son aquellos que pueden ser

    contados o medidos

    Cantidad fsica (animales, forraje disponible)

    Estado psicolgico (felicidad en este momento)

    Valores esperados de estados futuros

  • Conservacin de material en reservas y

    flujos

    Los contenidos de una red de reservas-flujos

    son conservados

    La cantidad que ingresa a una reserva se queda

    all hasta su salida (egreso)

    El material fluye de una reserva a otra

    Se incrementa una reserva en la misma cantidad

    que la otra disminuye

  • Flujos

    Por definicin tiene un valor instantneo

    La tasa de flujo en el instante

    En trminos de clculo, una derivada

    En la prctica, no se observa (no se puede)

    En cambio, observamos la tasa de flujo

    durante un intervalo de tiempo

    El velocmetro de un coche reporta la velocidad

    promedio

  • Flujos

    Muchos valores de flujo son cuantizados Colecciones de elementos individuales que no pueden ser

    divididos en unidades arbitrariamente pequeas

    La cantidad de reserva es todava la acumulacin

    de ingresos y egresos

    An cuantizado o divisible con base continua

    Con muchos modelos, es apropriado aproximar el

    flujo como si fuera una corriente continua

    La biomasa de forraje, nmeros de animales (en el hato)

  • Prueba: Reserva o flujo?

    Cantidad UnidadReserva o

    flujo?

    Corderos en un

    rebao

    Consumo de MS

    Venta de

    animales

    Mortalidad

    Tamao de finca

  • Prueba: Reserva o flujo?

    Cantidad UnidadReserva o

    flujo?

    Corderos en un

    rebaonmero reserva

    Consumo de MS

    Venta de

    animales

    Mortalidad

    Tamao de finca

    (terreno)

  • Prueba: Reserva o flujo?

    Cantidad UnidadReserva o

    flujo?

    Corderos en un

    rebaonmero reserva

    Consumo de MS kg/da flujo

    Venta de

    animales

    Mortalidad

    Tamao de finca

    (terreno)

  • Prueba: Reserva o flujo?

    Cantidad UnidadReserva o

    flujo?

    Corderos en un

    rebaonmero reserva

    Consumo de MS kg/da flujo

    Venta de

    animalesnmero/mes flujo

    Mortalidad

    Tamao de finca

    (terreno)

  • Prueba: Reserva o flujo?

    Cantidad UnidadReserva o

    flujo?

    Corderos en un

    rebaonmero reserva

    Consumo de MS kg/da flujo

    Venta de

    animalesnmero/mes flujo

    Mortalidad nmero/mes flujo

    Tamao de finca

    (terreno)

  • Prueba: Reserva o flujo?

    Cantidad UnidadReserva o

    flujo?

    Corderos en un

    rebaonmero reserva

    Consumo de MS kg/da flujo

    Venta de

    animalesnmero/mes flujo

    Mortalidad nmero/mes flujo

    Tamao de finca

    (terreno)ha reserva

  • Desafiando las nubes

    Mapear la estructura de un sistema con un diagrama reserva-flujo involucra decisiones importantes sobre la frontera del modelo

    En realidad, los flujos de material, gente y dinero (o valor econmico) hacia una reserva tienen que tener una fuente

    Hay que simplificar la estructura del modelo para hacerlo til

    Esto es dnde se originan las nubes de un diagrama reserva-flujo

  • ForrajeTasa de

    crecimiento

    Tasa de

    consumo

    Reserva/NivelFlujo Flujo

    Tasa de

    descomposicin

    Flujo

    Tasa fraccional decrecimiento

    Longevidadpromedio forraje

    Ejemplo: Biomasa de forraje

    Tres nubes. Por suposicin no importa su origen ni su destino.

    Fuente Hoyo

    Hoyo

  • Fuentes y Sifones (sinks)

    Fuentes: reservas proveedoras de material

    al sistema (siendo modelado)

    Sifones: reservas de material que absorben

    material del sistema (siendo modelado)

    Se ignoran muchas reservas, flujos y

    retroalimentaciones

    No se consideran posibles interacciones

    Se asume que tienen una capacidad infinita

    No pueden limitar el comportamiento del sistema

  • Ejemplo: dinmica de nutrientes

    Si el propsito del modelo es evaluar el

    comportamiento de nutrientes en un sistema

    pastoril con ganado bovino, esta estructura es

    adecuada?

    ForrajeTasa de

    crecimiento

    Tasa de

    consumo

    Reserva/NivelFlujo Flujo

    Tasa de

    descomposicin

    Flujo

    Tasa fraccional decrecimiento

    Longevidadpromedio forraje

  • Ejemplo: dinmica de nutrientes

    Si el propsito del modelo es evaluar el

    comportamiento de nutrientes en un sistema

    pastoril con ganado bovino, es probable que

    esta estructura sea inadecuada

    ForrajeTasa de

    crecimiento

    Tasa de

    consumo

    Reserva/NivelFlujo Flujo

    Tasa de

    descomposicin

    Flujo

    Tasa fraccional decrecimiento

    Longevidadpromedio forraje

  • Ejemplo: dinmica de nutrientes

    La disponibilidad de nutrientes limitar el

    crecimiento en plantas y animales

    Esto no est representado en forma explcita en

    el modelo

    Vas de flujos de nutrientes ms completas

    por plantas y animales deben ser definidos

    Esto es necesario para identificar y

    comprender en trminos cuantitativos los

    flujos importantes

  • Formular una hiptesis dinmica (HD)

    Desarrollar un modelo conceptual inicial en trminos de reservas-flujos-retroalimentaciones para explicar el origendel comportamiento (o problema)

    Enfocar en las causas internas (endgenas)

    No (solamente) los choques externos

    Usar herramientas de mapeo, como

    Diagramas de ciclos causales (DCC)

    Diagramas de reserva-flujo (DRF)

    Los vamos a practicar en este curso

  • La HD es un modelo conceptual (DCC)

    Con reservas, flujos y retroalimentacin

    ForrajeCrecimiento deforraje

    Tasa dedescomposicin

    Tasa fraccional decrecimiento

    Consumo deforraje

    Consumo de forrajepor herbvoro

    Herbvoros

    Tasa denacimientos

    Tasa demuertes

    Tasa fraccional denacimientos

    Longevidadpromedio

    Retraso biomasade forraje

    +

    + +

    -+

    -

    +

    +

    -

    +

    +

    + ++

    ++

    -

    +

    -

    R B

    B

    B

    BR

    B

    B

  • La HD es un modelo conceptual (DRF)

    Con reservas, flujos y retroalimentacin

    Forraje

    Herbvoros

    Tasa decrecimiento

    forraje

    Tasa deconsumoforraje

    Tasa de muertes

    herbvoros

    Tasa de nacimientos

    herbvoros

    Retrasoforraje

    +

    ++

    + Longevidad promedio

    herbvoros

    -

    +

    Consumo de forraje

    por herbvoro

    ++

    +

    Tasa de crecimiento

    forraje de referencia

    +

    TNH de

    referencia

    +

    Longevidad promedio

    de referencia+

    Tasa de

    descomposicin

    Longevidad

    promedio forraje-

    + -

  • La matemtica de modelos DS

    Un sistema de ecuaciones diferenciales

    Se resuelve por integracin numrica

    Rt = (ingreso-egreso) ds + R0

    Ingreso = f(R, otras variables)

    Egreso = f(R, otras variables)

    Muchos programas (software) disponibles

    Vensim es bueno para propsitos de

    investigacin

  • Retroalimentacin

    Suponer que alguin se encuentra con dos tipos de problemas que

    se ilustran mediante losas. Solucin obvia? Empujar una de las

    losas?

  • a veces causa resultados inesperados

    La causalidad circular implcita en este proceso con

    retroalimentacin demuestra que ciertas solucionesresultan en deterioros importantes. (Aracil y Gordillo, p. 15)