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MODELO MATEMÁTICO Y PROBLEMA DE APLICACIÓN

Toluca, la capital del Estado de México, enfrenta diversas problemáticas relacionadas con la sustentabilidad y sostenibilidad, que incluyen el cambio climático, la crisis del agua, la deforestación, la crisis alimentaria, el crecimiento poblacional y la contaminación. A continuación, se presenta un análisis de estas problemáticas y sus posibles soluciones.

Problemáticas de Sustentabilidad en Toluca

1. Cambio Climático

Toluca es vulnerable al cambio climático, que afecta su clima y recursos naturales. Las temperaturas han aumentado, y se prevé que continúen en ascenso, lo que afecta la agricultura y la disponibilidad de agua

2. Crisis del Agua

La escasez de agua es un problema crítico en Toluca. El Nevado de Toluca, una fuente importante de agua, está amenazado por el cambio climático y la urbanización desmedida. La gestión ineficiente del agua y la contaminación de cuerpos hídricos agravan esta crisis.

3. Deforestación

La deforestación en áreas cercanas a Toluca ha sido impulsada por el crecimiento urbano y la agricultura. Esto no solo reduce la biodiversidad, sino que también afecta el ciclo del agua y contribuye al cambio climático

4. Crisis Alimentaria

El crecimiento poblacional ha incrementado la demanda de alimentos, lo que presiona a los sistemas agrícolas locales. La falta de prácticas agrícolas sostenibles puede llevar a una crisis alimentaria en el futuro.

5. Crecimiento Poblacional

Toluca ha experimentado un crecimiento poblacional significativo (3.2% anual), lo que intensifica la presión sobre los recursos naturales y los servicios públicos. Este crecimiento desmedido requiere una planificación urbana adecuada para evitar problemas de infraestructura y servicios.

6. Contaminación

La contaminación del aire es un problema grave en Toluca debido a las emisiones industriales y vehiculares. Esto afecta la salud pública y la calidad de vida de los habitantes.

Posibles Soluciones

• Implementación de Políticas Públicas: Se requieren políticas que promuevan prácticas sostenibles en todos los sectores, desde la agricultura hasta el transporte público

• Educación Ambiental: Fomentar una cultura de respeto por el medio ambiente a través de programas educativos puede ayudar a sensibilizar a la población sobre la importancia de conservar los recursos naturales

• Tecnologías Limpias: Adoptar tecnologías limpias en el sector industrial y promover el uso de energías renovables son pasos cruciales para reducir las emisiones contaminantes.

• Conservación de Recursos Hídricos: Implementar sistemas eficientes para la recolección y uso del agua pluvial puede mitigar la crisis del agua

Análisis Cuantitativo: Crisis del Agua

Para cuantificar el problema de la crisis del agua en Toluca, se puede utilizar el Método de la Primera Derivada para analizar los cambios en los niveles de agua disponibles a lo largo del tiempo.

Para analizar la crisis del agua en Toluca utilizando un modelo matemático, se puede establecer una función que represente el nivel de agua disponible a lo largo del tiempo. A continuación, se presenta el modelo matemático y la identificación de máximos y mínimos.

Modelo Matemático

Consideremos la función W(t) que representa el nivel de agua disponible en el tiempo tt. Supongamos que esta función tiene la forma:

Gráfica

Con los valores calculados, se puede graficar la función W(t). La gráfica mostrará un máximo local en (3,8) y un mínimo local en (1,4).

Interpretación de Máximos y Mínimos

Máximo Local: En el punto (3,8) , donde el nivel de agua alcanza su punto más alto antes de comenzar a descender.

Mínimo Local: En el punto (1,4), donde el nivel de agua es más bajo antes de volver a aumentar.

Este análisis permite identificar momentos críticos en la crisis del agua en Toluca y proporciona una base para implementar estrategias adecuadas para manejar y conservar este recurso vital.

Conclusiones

Albarrán Peña Carlos Alexander

La crisis del agua en Toluca, analizada a través del modelo matemático, resalta la importancia de entender cómo las variables afectan el nivel de agua disponible. Este enfoque cuantitativo me ha hecho reflexionar sobre la necesidad de una mayor conciencia ambiental. Como estudiantes, debemos ser proactivos en la conservación del agua y utilizar herramientas matemáticas para visualizar y comunicar estos problemas a nuestra comunidad.

Fonseca Silva Ingrid Renata

El uso del modelo matemático para representar el nivel de agua en función del tiempo muestra cómo podemos aplicar la tecnología para abordar problemas reales. Esto me inspira a explorar más sobre cómo las innovaciones tecnológicas pueden integrarse con modelos matemáticos para optimizar el uso del agua. La combinación de ciencia y tecnología es clave para encontrar soluciones efectivas a la crisis hídrica.

Martínez Gonzáles Estrella Esmeralda

El análisis del crecimiento poblacional en relación con el nivel de agua disponible, utilizando el modelo matemático, subraya la necesidad de planificación urbana sostenible. Al comprender cómo los cambios en la población afectan los recursos hídricos, podemos abogar por un desarrollo que considere el equilibrio entre crecimiento y conservación. Esto es crucial para asegurar un futuro sostenible para Toluca.

Martínez Granados Ricardo

La participación activa en proyectos que utilicen modelos matemáticos para analizar problemas ambientales puede empoderar a los jóvenes. Al involucrarnos en iniciativas que muestren cómo la matemática puede ayudar a resolver la crisis del agua, podemos inspirar a otros a actuar. La educación sobre estos modelos es esencial para fomentar una cultura de responsabilidad y acción comunitaria frente a los desafíos ambientales.

Referencias:

1. El Sol de Toluca. (2024, 24 de enero). Crisis del agua en Toluca; ciudadanos viven en incertidumbre. https://www.elsoldetoluca.com.mx/local/crisis-del-agua-en-toluca-ciudadanos-viven-en-incertidumbre-11332382.html

2. García Padilla, M. A. (2017). La crisis del agua potable en Toluca: Un estudio de caso sobre la prestación del servicio público [Tesis de maestría, Universidad Autónoma del Estado de México]. http://ri.uaemex.mx/bitstream/handle/20.500.11799/111172/TESIS_Miguel%20Angel%20Garcia%20Padilla.pdf?sequence=1

3. Gobierno del Estado de México. (n.d.). Programa: Manejo de aguas residuales, drenaje y alcantarillado. https://transparenciafiscal.edomex.gob.mx/sites/transparenciafiscal.edomex.gob.mx/files/files/02010301.pdf

4. Martínez, J. (2021). Privilegio y exclusión: el abastecimiento de agua en Toluca. Revista Bicentenario. http://revistabicentenario.com.mx/index.php/archivos/privilegio-y-exclusion-el-abastecimiento-de-agua-en-toluca/