Parte Segunda del Curso:Sobre el concepto de Resiliencia

Bayou en la costa de Louisiana (USA) poco después del vertido de petróleo de la plataforma de BP (verano de 2010)

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Definiciones académicas de ‘resiliencia’, I

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1ª C.S. Holling: Primera definición disponible, año 1973“Resilience determines the persistence of relationships within a system and is a measure of the abilityof these systems to absorb change of state variables, driving variables, and parameters, and stillpersist”. Fuente: Holling, C.S. (1973) Resilience and Stability of Ecological Systems. Annual Review of Ecologyand Systematics 4, 1‐23.

2ª Louis Lebel: Incluye una forma de medir la resiliencia“Resilience is the potential of a particular configuration of a system to maintain its structure/functionin the face of disturbance, and the ability of the system to re‐organize following disturbance‐drivenchange andmeasured by size of stability domain”.Fuente: Louis Lebel (2001). Faculty of Social Sciences, Chiang Mai University (Tailandia). 

3ª Carl Folke et al. : Adaptada a sistemas ecológicos y sociales“….resilience for social‐ecological systems is often referred to as related to three differentcharacteristics: (a) the magnitude of shock that the system can absorb and remain in within a givenstate; (b) the degree to which the system is capable of self‐organization, and (c) the degree to whichthe system can build capacity for learning and adaptation. “Fuente: Folke, C., S. Carpenter, T. Elmqvist, L. Gunderson, C.S Holling and B. Walker (2002) Resilienceand Sustainable Development: Building Adaptive Capacity in a World of Transformations. Ambio, 31(5), pp. 437‐ 440.

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Definiciones académicas de ‘resiliencia’, II 4ª D. Godschalk: Una definición enumerativa, prácticaSegún este autor, ante catástrofes naturales (o no) hay que considerar:• redundancy ‐ systems designed with multiple nodes to ensure that failure of one component doesnot cause the entire system to fail• diversity ‐multiple components or nodes versus a central node, to protect against a site specificthreat• efficiency ‐ positive ratio of energy supplied to energy delivered by a dynamic system• autonomy ‐ capability to operate independent of outside control• strength ‐ power to resist a hazard force or attack• interdependence ‐ integrated system components to support each other• adaptability ‐ capacity to learn from experience and the flexibility to change• collaboration ‐multiple opportunities and incentives for broad stakeholder participationFuente: Godschalk, David (2003). Urban Hazard Mitigation: Creating Resilient Cities, Natural HazardsReview 4(3): 136‐143.

5ª B. Walker et al.: Énfasis en la idea de adaptabilidadResilience is defined as “the capacity of a system to absorb disturbance and re‐organize whileundergoing change so as to still retain essentially the same function, structure, identity andfeedbacks”Fuente:Walker, B. H., C. S. Holling, S. Carpenter, and A. Kinzig. 2004. Resilience, adaptability, andtransformability in social‐ecological systems. Ecology and Society 9(2):5.www.ecologyandsociety.org/vol9/iss2/art5

Definiciones institucionales de ‘resiliencia’, I 

1ª Resilience Alliance (es la de C. Folke y otros)La Resilience Alliance (www.resalliance.org ) define así la  resiliencia referida a sistemas mixtos humanos/naturales:a) the amount of disturbance a system can absorb and still remain within the same state ordomain of attraction,b) the degree to which the system is capable of self‐organization (versus lack of organization, ororganization forced by external factors), andc) the degree to which the system can build and increase the capacity for learning and adaptation.Fuente: http://www.resalliance.org/576.php

2ª Naciones Unidas: "International Strategy for Disaster Reduction" (ISDR)“The capacity of a system, community or society potentially exposed to hazards to adapt, by resisting or changing in order to reach and maintain an acceptable level of functioning andstructure. This is determined by the degree to which the social system is capable of organizingitself to increase its capacity for learning from past disasters for better future protection andtoimprove risk reduction measures.”Fuente: http://www.unisdr.org/eng/library/lib‐terminology‐eng%20home.htm

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Definiciones institucionales de ‘resiliencia’, II 3ª Millennium Ecosystem Assessment“The level of disturbance that an ecosystem can undergo without crossing a threshold to asituation with different structure or outputs. Resilience depends on ecological dynamics as well as onthe organizational and institutional capacity to understand, manage, and respond to these dynamics.”Fuente: http://www.millenniumassessment.org/proxy/Document.767.aspx

4ª Intergovernmental Panel on Climate Change (Informe III, IPCC, 2001)“The amount of change a system can undergo without changing state.”Fuente: http://www.ipcc.ch/pub/syrgloss.pdf

5ª International Federation of Red Cross and Red Crescent Societies (IFRC, 2004)“The capacity to survive, adapt and recover from a natural disaster. Resilience relies onunderstanding the nature of possible natural disasters and taking steps to reduce risk before anevent as well as providing for quick recovery when a natural disaster occurs. These activitiesnecessitate institutionalized planning and response networks to minimize diminished productivity, devastating losses and decreased quality of life in the event of a disaster.”Fuente: IFRC 2004. World Disaster Report.

6ª Wikipedia“The ability to recover from (or to resist being affected by) some shock, insult, or disturbance.”Fuente: http://en.wikipedia.org/wiki/Resilience

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Definiciones institucionales de ‘resiliencia’, III 

7ª Consejo Asesor sobre Cuestiones Ambientales, Gobierno de Suecia“Resilience provides the capacity to absorb shocks while maintaining function. When change occurs, resilience provides the components for renewal and reorganization (Gunderson and Holling 2002, Berkes et al. 2002). Vulnerability is the flip side of resilience: when a social or ecological system loses resilience it becomesvulnerable to change that previously could be absorbed (Kasperson and Kasperson 2001). In a resilientsystem, change has the potential to create opportunity for development, novelty and innovation. In a vulnerable system even small changes may be devastating.The concept of resilience shifts policies from those that aspire to control change in systemsassumed to be stable, to managing the capacity of social‐ecological systems to cope with, adapt to, and shape change. Managing for resilience enhances the likelihood of sustaining development in changing environments where the future is unpredictable and surprise is likely.Managing for resilience is therefore not only an issue of sustaining capacity and options fordevelopment, now and in the future, but also an issue of environmental, social and economic security.”Fuente: The Environmental Advisory Council to the Swedish Government (2002) Scientific Background Paper on Resilience . Cumbre Mundial sobre Desarrollo Sostenible..

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Definiciones institucionales de ‘resiliencia’, IV 

Resiliencia “ecológica”

Magnitud de las perturbaciones que el sistema puede absorber antes de que su estructura cambie debido a la 

modificación de las variables y procesos que controlan su comportamiento. 

Resiliencia “ingenieril”

Porcentaje y velocidad de recuperación de las condiciones existentes antes de la perturbación. 

Tabla: Terminología utilizada por la  Resilience Alliance (Holling & Gunderson 2002)

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Riesgos y resiliencia, I

2011 2030 2080 Futuro…

% de población a menos de 100 Kmde la costa

25%

(>1500 millones)

50%

(>3500 millones)

¿? …

Población en riesgo elevado (catástrofes naturales)

>20 millones >30 millones

>70 millones

…

Población en riesgo elevado (mala gestión)

Varios cientos de millones

¿? ¿? …

Los riesgos en las zonas litorales se transforman fácilmente en catástrofessi se deja “erosionar” la resiliencia debido a la presión ambiental y a la actividad humana

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Riesgos y resiliencia, II

Víctimas

mortales

Pérdidas económicas

Comentarios

Huracán “Andrew”, Florida 1992

23 26500 millones

(US$)

Entorno natural, social, 

económico…resiliente

Tifón sobre Bangla Desh, 

1991

>143000 ¿? Entorno natural, social, 

económico…vulnerable

Resiliencia de sistemas litorales: Importancia de lo económico, político y culturalLa resiliencia de sistemas litorales está ligada cada vez más a la  Globalización. Esto es muy evidente en el caso del Turismo y la imparable movilidad de personas, capitales, costumbres y enfermedades asociadas a él . ¿Se podrán reconducir estas características para aumentar la resiliencia de las áreas litorales? 

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Katrina (2005)

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Fuente: The Federal Response to Hurrican Katrina: Lessons Learned (2006)

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Sidr (2007)

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Cyclone Sidr in the Bay of Bengal near peak intensity

Formed November 11, 2007

Dissipated November 16, 2007

Highest winds3-minute sustained:215 km/h (130 mph)1-minute sustained:260 km/h (160 mph)

Lowest pressure 944 mbar (hPa; 27.88 inHg)

Fatalities ~10,000 total

Damage $1.7 billion (2007 USD)

Areas affected Bangladesh and West Bengal, India

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Más todavía sobre el concepto de Resiliencia

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Lo que dicen “los sabios”…, I

Fuente: W. Neil Adger, Terry P. Hughes, Carl Folke, Stephen R. Carpenter, Johan Rockström (2005)Social-Ecological Resilience to Coastal Disasters. Science 309 (5737), 1036-1039.

During periods of gradual or incremental change, many important sources of resilience may be unrecognized or dismissed as inefficient or irrelevant. Typically, therefore, components ofresilience are allowed to decline or are deliberately eliminated because their importance is notappreciated until a crisis occurs. For example, chronic overfishing and declining water qualityaround coral reefs have made them more vulnerable to cyclones and global warming. Instead ofabsorbing recurrent disturbances as they have done for millennia, many overfished and pollutedreefs have recently undergone radical regime shifts, where coral populations fail to rebuild afterexternal shocks and have instead been replaced by fleshy seaweeds. Rebuilding resilience, by improving water quality and maintaining adequate stocks of herbivores, can promote theregenerative capacity of corals after recurrent disturbances. Thus, loss of ecological and social resilience is often cryptic, and resilience can be eroded or bolstered accidentally or deliberatelythrough human action.

Resilient social‐ecological systems incorporate diverse mechanisms for coping with change andcrisis. In ecosystems, biodiversity, functional redundancy, and spatial pattern can all influenceresilience. Biodiversity enhances resilience if species or functional groups respond differently toenvironmental fluctuations, so that declines in one group are compensated by increases in another. Spatial heterogeneity can also confer resilience, as when refuge areas provide sources ofcolonists to repopulate disturbed regions.

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Lo que dicen “los sabios”…, II

Similarly, in social systems, governance and management frameworks can spread risk by diversifying patterns of resource use and by encouraging alternate activities and lifestyles. Suchpractices sustain ecosystem services, analogous to the way that management of a diverseportfolio sustains the growth of investments in financial markets. After catastrophic change, remnants ("memory") of the former system become growth points for renewal and reorganizationof the social‐ecological system. 

Ecological memory is conferred by biological legacies that persist after disturbance, includingmobile species and propagules that colonize and reorganize disturbed sites and refuges thatsupport such legacies and mobile links. Social memory comes from the diversity of individuals andinstitutions that draw on reservoirs of practices, knowledge, values, and worldviews and is crucial for preparing the system for change, building resilience, and for coping with surprises.

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Lo que dicen “los sabios”…, III

Fuente: Walker, B., S. Carpenter, J. Anderies, N. Abel, G. Cumming, M. Janssen, L. Lebel, J. Norberg,G. D. Peterson, and R. Pritchard (2002)Resilience management in social-ecological systems: a workinghypothesis for a participatory approach. Conservation Ecology 6(1): 14.http://www.consecol.org/vol6/iss1/art14

Una propuesta “práctica” en cuatro etapas

Approaches to natural resource management are often based on a presumed ability to predictprobabilistic responses to management and external drivers such as climate. They also tend toassume that the manager is outside the system being managed. However, where the objectivesinclude long‐term sustainability, linked social‐ecological systems (SESs) behave as complex adaptivesystems, with the managers as integral components of the system. Moreover, uncertainties are largeand it may be difficult to reduce them as fast as the system changes.

Sustainability involves maintaining the functionality of a system when it is perturbed, or maintainingelements needed to renew or reorganize if a large perturbation radically alters structure andfunction. The ability to do this is termed "resilience."

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Lo que dicen “los sabios”…, IV

Step 1 begins with a stakeholder‐led development of a conceptual model of the system, including itshistorical profile (how it got to be what it is) and preliminary assessments of the drivers of the supplyof key ecosystem goods and services.

Step 2 deals with identifying the range of unpredictable and uncontrollable drivers, stakeholdervisions for the future, and contrasting possible future policies, weaving these three factors into a limited set of future scenarios.

Step 3 uses the outputs from steps 1 and 2 to explore the SES for resilience in an iterative way. Itgenerally includes the development of simple models of the system's dynamics for exploringattribute that affect resilience.

Step 4 is a stakeholder evaluation of the process and outcomes in terms of policy and managementimplications. 

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Resiliencia 

&

Histéresis

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…y aún más sobre el concepto de resiliencia

Todas las definiciones estudiadas usan la palabra “resiliencia” en relación a la recuperación de alguna propiedad tras un episodio catastrófico, dando por supuesto que lo ocurrido es algo inusitado, inesperado, con consecuencias perturbadoras y de carácter más o menos puntual. En otras palabras, hay dos hipótesis implícitas en lo anterior:

• Que las catástrofes son imposibles de predecir, evitar o mitigar.

• Que la resiliencia es algo intrínseco al sistema, y por tanto, invariante.

Ambas son falsas en general. En efecto, muchas catástrofes (medidas por sus resultados) lo son simplemente por fallos en los mecanismos de previsión: Un mismo fenómeno puede ocasionar graves destrozos o sólo algunas incomodidades, dependiendo del grado de preparación ante eventualidades que posea el sistema afectado. Dicha  preparación modifica la resiliencia del sistema ante las agresiones externas, tanto las catastróficas en el sentido anterior, como las que se dan a escalas más lentas, por evolución de los valores de los parámetros directores. Dicho de otra forma, desde un punto de vista de conservación y sostenibilidad: 

“En todo sistema evolutivo ha de existir un ciclo de retroalimentación para actualizar su resiliencia”

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Resiliencia / histéresis

Al hablar de una catástrofe se considera implícitamente que existen dos estados del sistema que sea: Antes y Después de la misma. 

Una de las características atribuidas a lo catastrófico es que ambos estados presentan estabilidad, en el sentido habitual de poca sensibilidad a pequeñas perturbaciones.

Así aparece de manera natural una relación estrecha entre las ideas de resiliencia y de histéresis. 

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Un ejemplo con Matemáticas, IConsideremos una variable ( ), que representa la densidad de edificación en unadeterminada zona (litoral, por supuesto). Una ley de evolución razonable podríaser:

x t

2

2 2 ' 1dx x xx rx bdt K a x

⎛ ⎞= = − −⎜ ⎟ +⎝ ⎠

En la fórmula, r es la tasa de crecimiento de las construcciones, K es una capacidad de carga (la máxima densidad admisible en las condiciones habituales), y b un parámetro que 

representa las restricciones legales al crecimiento desmedido. 

El primer término del tercer miembro es una logística, y el segundo representa un término de “frenado” que a largo plazo, cuando x es grande,  es prácticamente constante e igual a b. Este término se dice que está escrito en la forma “Holling III”. La elección de esta expresión se hace porque permite la existencia simultánea de (al menos) dos estados estables de la dinámica en un cierto rango de valores de los parámetros

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Un ejemplo con Matemáticas, II

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Un ejemplo con Matemáticas, III2

2 2 ' 1

Con los cambios * y , la ecuación queda adimensional y con sólo dos

parámetros, y :

x xx rx bK a x

ax axb

ar KR Cb a

τ

⎛ ⎞= − −⎜ ⎟ +⎝ ⎠

= =

= =

2

2 ' 11

Vemos que los parámetros que quedan se pueden interpretar con cierta facilidad, lo cualresultará cómodo a la hora de analizar los puntos singulares. Tales puntos son las

so

x xx RxC x

⎛ ⎞= − −⎜ ⎟ +⎝ ⎠

2

2luciones de 1 0. Es inmediato que 0 es uno de ellos (nada de 1

construcciones) y que es inestable (siempre se tiende a construir donde haya

espacio vacío). Los otros son las soluciones

x xRxC x

⎛ ⎞− − =⎜ ⎟ +⎝ ⎠

2

3 2

de 1 0, o bien, de1

1 0. Esta ecuación es difícil de resolver en toda su

generalidad. Sin embargo, si fijamos la capacidad de carga , se puede observar que para un

x xRC x

R Rx Rx x RC C

C

⎛ ⎞− − =⎜ ⎟ +⎝ ⎠⎛ ⎞− + − + + =⎜ ⎟⎝ ⎠

cierto intervalo de valores de existen tres puntos singulares reales.mientras que fuera de él sólo es posible encontrar un punto singular. Por ejemplo,para 40, el intervalo es 0.2< 0.5.

R

C R= <

x

RIntervalo de valores de R,

para el cual hay 3 PS

1 PS

1 PS

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Un ejemplo con Matemáticas, IV: 

x

R

Las flechas azules indican atracción (estabilidad), las rojas, repulsión (inestabilidad), y las violeta, dobles, señalan las cuencas de atracción. Los extremos de las flechas violetas de puntos indican los límites de las cuencas cuando hay tres puntos singulares, y sus longitudes miden la resiliencia de los puntos estables. Cuando ésta se aproxima á 0, se produce histéresis (flechas negras de rayas)

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Un ejemplo con Matemáticas, V: 

Histéresis en el modelo anterior: Con C=40 y R=0.25, la condición inicial determina el destino final del valor de X. Con Xinicial=4, tiende al punto singular “pequeño” cercano a 0, con Xinicial=10, al “grande”, próximo a la capacidad de carga C.

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Algo Sobre Estabilidad y Complejidad (una historia de los años 60)

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Volvamos a la Modelización

1. Algunas ideas filosóficas: 

“Análisis vs Síntesis”

“Simplificar vs Complicar”

“Capacidad Explicativa vs Predecibilidad”

2. La amenaza de la Complejidad, o la necesidad de un Compromiso.

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Análisis vs Síntesis

Por regla general, la ciencia comienza  analizando (del griego “lysis” = “descomposición”), buscando las menores entidades que transmitan información importanteEstas informaciones parciales se procesan después y se ensamblan para construir una imagen general del mundo real. Este proceso se conoce como síntesis (del griego “syn” = “juntos”).La doble vía, análisis+síntesis, es el paradigma más conocido y útil del trabajo científico.

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Simplicidad vs Complejidad

Simplificar significa traducir información a lenguajes más tratables y abstractos sujetos a ciertas leyes lógicas: Las Matemáticas ofrecen varios de esos lenguajes.

Por regla general, se simplifica eliminando información sobre la premisa de algunas hipótesis más o menos razonables.

Por tanto, en una primera aproximación la Complejidadpuede considerarse como la recuperación y reintroducción de información en los modelos.

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Capacidad explicativa vs Predecibilidad

Ambos objetivos están casi siempre en conflicto: Descripciones estáticas (diagnósticos) muy detalladas son un lastre a la hora de intentar una previsión o pro(g)nóstico. Donde lo que interesa son tendencias generales…

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La amenaza de la Complejidad, o la necesidad de un Compromiso, I

La idea de “recuperación de información” es una amenaza para la utilidad real de los modelos:

1. En modelos muy simplificados, orientados sobre todo a la predicción, las nuevas informaciones pueden ser consideradas como ruido, distorsionando así la salida y haciéndola inútil.

2. En modelos detallados, orientados a diagnósticos, puede resultar complicada y de gran consumo de tiempo, a la vez que los pequeños detalles oscurecen la idea general. 

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La amenaza de la Complejidad, o la necesidad de un Compromiso, II

Capacidad,

Precisión Precisión del diagnóstico

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Complejidad Creciente

Capacidad Predictiva

Aumento del gasto

Nivel “de compromiso”en la complejidad

Sobre la Complejidad

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¿Por qué Complejidad?

¿Es inevitable la Complejidad?

¿Está de moda la Complejidad?

Varias definiciones: ¿Cuál elegir y por qué?

¿Es inevitable la Complejidad?

La percepción de lo complejo está profundamente enraizada en la consciencia y en mecanismos psicológicos.

Por ejemplo: La capacidad de contar está limitada a unas 4 ó 5 unidades, a menos que posean alguna pauta espacial. 

La visión espacial puede educarse para ayudar a simplificar las cosas…

¿9 ó 10? 9 ¿no?

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Varias definiciones ¿cuál elegir?

1. Hemos visto antes que la complejidad es la reincoropraciónde información…

2. La complejidad trata de aquellas propiedades que se modifican al aumentar el número de objetos y relaciones entre ellos. 

3. La complejidad estudia objetos y sus relaciones a través de una variedad de escalas temporales y espaciales.

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¿Por qué esta definición?

1. Tiene una dificultad intermedia

2. La idea de cadena trófica se incorpora bien en este marco.

3. Ha sido estudiada por muchos autores.

4. Existe un debate que dura desde los años sesentaacerca de las relaciones entre complejidad y estabilidad.

5. Otros problemas, tales como escalas temporales, no se consideran en esta formulación.

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El conflicto entre estabilidad y complejidad

Dos ejemplos de la vida real a) La estantería de IKEA, o “más complejidad mejora la

estabilidad”b) Detalles de los automóviles, o “más complejidad puede

empeorar la estabilidad”

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Más complejidad >>> Más estabilidad

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Más complejidad >>> Menos estabilidad

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¿Es esta discusión acertada con respecto a la gestión?

1. ¿Es correcta la idea de cadena trófica aplicada a sistemas mixtos ecológico ‐ económicos? Ha sido estudiada por muchos autores.

2. Existe debate acerca de las relaciones entre complejidad y estabilidad.

3. Las escalas temporales ¿son relevantes para estos problemas?

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Fin de la 2ª parte del curso

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