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I.E.S. “LA JARA”-Vva. de Córdoba CIENCIAS DE LA TIERRA DTO. BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA Y DEL MEDIO AMBIENTE

TEMA 10: EL SUELO. RECURSOS DE LA GEOSFERA Y SUS RESERVAS. Página 1 de 28

TEMA 10. EL SUELO. RECURSOS DE LA GEOSFERA Y SUS RESERVAS.

Concepto y características generales El suelo se puede definir de forma geológica como la capa superficial disgregada y de espesor variable que recubre la corteza terrestre procedente de la meteorización física y química de la roca preexistente. Desde un punto de vista ecológico, el suelo es una interfase, pues está constituido por componentes de todas las capas terrestres, atmósfera, hidrosfera, litosfera y biosfera. Además, el suelo sirve de asiento a la vegetación, de la que depende la agricultura, que es la base de la subsistencia humana, y de la existencia de vida en la Tierra, ya que hace posible el reciclado de la materia en los demás ecosistemas terrestres.

Composición

En el suelo se distinguen: La materia sólida: está constituida por materia inorgánica o mineral y materia orgánica.

La materia inorgánica o mineral representa el 45% de la composición del suelo y está formada por fragmentos de rocas sin alterar, minerales sin alterar (cuarzo, muy resistente a la meteorización física y química), y por la fracción fina del suelo constituida por minerales alterados (sobre todo arcillas, óxidos de hierro y aluminio, y calcita).

La materia orgánica formada por restos de seres vivos que dan lugar al humus de un característico color oscuro. Se distinguen dos tipos de humus:

Humus bruto o joven: formado por restos orgánicos muy poco o nada descompuestos y aún identificables, como hojarasca, restos animales, musgos,...

Humus elaborado: resulta de la descomposición total del humus joven en la que intervienen gran cantidad de microorganismos del suelo. Es de color oscuro con cierto carácter ácido por contener ácidos húmicos. Las arcillas se combinan con este humus dando un complejo húmico-arcilloso de gran importancia para la fertilidad del suelo ya que es capaz de retener agua a iones que, posteriormente, cede a las plantas, evitando así su disolución y arrastre por las aguas.

Organismos: la cantidad y variedad de organismos que hay en el suelo es enorme. Son imprescindibles para el correcto funcionamiento del suelo tanto para su formación y evolución como para proporcionarle la fertilidad y estructura adecuadas. Los principales son: bacterias, hongos, algas cianofíceas, protozoos, invertebrados

Fracción líquida: es una disolución acuosa de diferentes iones (Na+, Ca2+, HCO3- …) que ocupa

fundamentalmente los poros más pequeños del suelo. La cantidad de agua en el suelo es función de las condiciones propias del suelo, como la textura y la estructura, así como de la lluvia, el riego o la evapotranspiración.

Fracción gaseosa: es el aire del suelo. Su composición es parecida a la del aire atmosférico pero con una menor proporción de oxígeno y mucho mayor de dióxido de carbono debido a la gran actividad metabólica de los organismos del suelo y a la descomposición de sus restos. Esta fase ocupa únicamente los poros más grandes del suelo.

Características generales del suelo Las principales características de un suelo son la textura y la estructura.

La textura: es la proporción de los distintos tipos de partículas inorgánicas que constituyen el suelo. En los suelos se encuentran mezclados limos, arenas y arcillas. Según la fracción que predomine, los suelos tienen tres tipos de textura principales:



Textura arenosa: predominan las arenas. Suelos bien aireados pero pobres en nutrientes, fáciles de labrar, con baja retención de agua y muy permeables.

Textura limosa: predominan los limos. Suelos apelmazados, impermeables, con mala aireación, carecen de propiedades coloidales y apenas forman agregados.

Textura arcillosa: predominan las arcillas. Ricos en nutrientes, pero mal aireados e impermeables, difíciles de labrar.

Los suelos francos que tienen una proporción equilibrada de los tres componentes son suelos ideales para el cultivo.

La caliza o carbonato cálcico (CaCO3), suele presentarse en forma de arenas, limos o unidas a las arcillas margosas. Tienen la capacidad de disolverse en el agua, las cuales arrastran en forma de bicarbonato cálcico; a su vez, los ácidos nítrico y fosfórico originan nitratos y fosfatos cálcicos. Todos estos elementos pueden ser absorbidos por las plantas, aunque un exceso de cal sólo es soportado por las plantas calcícolas. La estructura: la estructura de un suelo consiste en la forma de aglomerarse que poseen las

partículas. Depende de la textura del suelo y de la cantidad de sustancias coloidales que posea el suelo, éstas son la arcilla y el humus, principalmente. Estas sustancias coloidales son las que se encargan de unir las partículas. Las estructuras que se diferencian son: grumosa, compacta y suelta, siendo la primera la que tiene una porosidad y permeabilidad adecuadas, necesarias para la fertilidad del suelo.

La porosidad viene determinada por la textura y estructura del suelo. Esta propiedad depende

del espacio poroso que quede entre los grumos que forman las partículas del suelo, que puede ser ocupado por aire o por agua. Se expresa en tanto por ciento del volumen total. La porosidad favorece la aireación y el agua útil del suelo. Un buen suelo agrícola tiene aproximadamente un 50% de poros, la mitad ocupados por aire y la otra mitad por agua. La textura y estructura también determinan la permeabilidad, que es la velocidad a la que se infiltra el agua a través del suelo.

Capacidad de intercambio iónico: el humus y la arcilla forman el complejo húmico-arcilloso debido a sus características coloidales. Este complejo aglomera partículas de limo y de arena produciendo la estructura granular, y al mismo tiempo, también adsorbe cationes en su superficie puesto que tanto la arcilla como el humus poseen cargas negativas. Todo ello contribuye a dotar al suelo de fertilidad. El complejo húmico-arcilloso intercambia estos iones con la fase líquida del suelo, estableciéndose un equilibrio entre ambas. Los cationes que se encuentran asociados a las arcillas con más frecuencia son el hidrógeno (H+), el aluminio (Al3+), el sodio (Na+), el potasio (K+), el calcio (Ca2+) y el magnesio (Mg2+). En ocasiones, unos cationes reemplazan a otros, en un proceso conocido como intercambio de cationes. El catión aluminio, por ejemplo, es capaz de desplazar a cualquier otro catión que esté asociado a las arcillas. La retención de iones en los coloides del suelo ayuda a evitar la lixiviación por la acción de las aguas de las precipitaciones.



El pH del suelo: los cationes del suelo se clasifican en cationes básicos (calcio, magnesio, potasio y sodio), que proporcionan al suelo características básicas, y cationes ácidos (aluminio, hidrógeno), que le confieren características ácidas. La importancia del pH del suelo estriba en que dependiendo del mismo se movilizan más o menos los nutrientes adheridos al complejo húmico-arcilloso (siendo más ácido se movilizan los aniones y más básico los cationes), lo cual influye en la fertilidad. Además, junto con otros factores, influye en el tipo de vegetación que puede crecer, y ello es importante para la agricultura y silvicultura. En suelos ácidos, donde la concentración de protones es alta, éstos desplazan a los cationes que desaparecerán por lixiviación, perdiendo el suelo los nutrientes esenciales. De ahí la importancia de que el suelo tenga un pH próximo a la neutralidad. No obstante, el suelo tiene un gran poder amortiguador del pH, debido a que si se eliminan H+ de la solución del suelo, se liberan otros tantos H+ adsorbidos a los coloides.

Procesos edáficos

Al proceso de formación y desarrollo de los suelos se le denomina edafogénesis. Los factores que intervienen en este proceso son: el clima, el relieve, la actividad biológica, la composición litológica y el tiempo de actuación de todos ellos.

Podemos resumirla en 3 fases:

a) El suelo se inicia a partir de la roca que forma la superficie, llamada por ello, roca madre. Por la meteorización física y química esa roca es disgregada, y los fragmentos se desmenuzan liberando minerales y elementos químicos. Los huecos que quedan entre los fragmentos y los minerales se rellenan con agua y aire.

b) La capa de roca disgregada empieza a a ser colonizada por los seres vivos. En primer lugar, líquenes y las plantas más primitivas (musgos), que aportan la primera materia orgánica y, poco a poco, se van incorporando microorganismos, plantas mayores y algunos invertebrados (lombrices, larvas, insectos, etc.) que mezclan los componentes del suelo y lo airean.

c) Los restos de todos estos animales y plantas sirven de alimento a microorganismos (bacterias, hongos) que los descomponen en sustancias más sencillas, formando una capa de materia orgánica llamada humus o mantillo. Este mantillo, además de proporcionar nutrientes a plantas y animales, retiene el agua y actúa como aislante, evitando las variaciones bruscas de temperatura. El suelo que se forme variará según sea la clase de roca madre a partir de la que se forme, el clima, el relieve, la cubierta vegetal y la presencia de animales.



Factores y procesos que intervienen en la formación y evolución de los suelos Al proceso de formación y desarrollo de los suelos se le denomina edafogénesis. Los factores que intervienen en este proceso son: el clima, el relieve, la actividad biológica, la composición litológica y el tiempo de actuación de todos ellos.

El clima: es el más importante de ellos, ya que determina el volumen de precipitaciones y la temperatura a la que tienen lugar las alteraciones químicas necesarias.

El balance hídrico o equilibrio existente entre las precipitaciones (entradas) y la evaporación (salidas), pues si predomina la precipitación, se incrementa el lixiviado de iones y su arrastre hacia los horizontes inferiores del suelo. Por el contrario, si predomina la evaporación, aumenta el ascenso capilar de sales hacia horizontes superiores, pudiendo éstas llegar a aflorar y formar costras superficiales denominadas caliches.

La roca madre constituye el aporte de elementos minerales cuando se produce su disgregación y descomposición. La composición litológica de la roca madre determina cuáles serán los productos de alteración originados por la meteorización; por tanto, influye en el grado de acidez del suelo resultante.

El relieve facilita o dificulta, según el grado de inclinación de la superficie, la infiltración del agua en el terreno; cuanto mayor sea ésta, más activo será el proceso edafogenético; el relieve también determina el grado de erosión.

La orientación con respecto al sol; las zonas dirigidas al sur sufren una mayor evaporación y sus suelos son menos potentes.

La actividad biológica favorece la disgregación física de la roca madre (consistente en rocas sedimentarias y/o morrenas glaciales), fundamentalmente mediante la acción de las raíces de los vegetales, pero también interviene de forma notable en la meteorización química por medio de los ácidos húmicos, procedentes de la descomposición de restos orgánicos.

El tiempo: con el transcurso del tiempo y la acción conjunta del clima y vegetación, se produce la mezcla de los elementos entre sí y con el aire y agua. El espesor de los horizontes, y del perfil del suelo varía según la antigüedad, el clima, la vegetación y el tipo de roca madre, y varía desde pocos centímetros hasta varios metros (en climas cálidos y húmedos). Si un suelo lleva poco tiempo formándose (en un proceso que puede durar siglos) no suelen tener los horizontes diferenciados y suelen ser poco profundos (desde la superficie hasta la roca madre sin alterar), y se les llama suelos brutos. Si, por el contrario, el suelo ha tenido tiempo de desarrollarse, se les llama suelos maduros y suelen ser profundos y con los horizontes bien desarrollados.



Perfil del suelo: principales horizontes

El suelo está estructurado desde la superficie hasta la roca madre en una serie de estratos más o menos horizontales llamados horizontes, que se diferencian entre sí por su estructura, composición y propiedades. El conjunto de horizontes de un suelo se denomina perfil edáfico. Un perfil completo consta de dos tipos de horizontes: los superficiales son de eluviación o arrastre (A), y bajo ellos se encuentran los de iluviación o acumulación (B), que descansan sobre el material rocoso original mezclado con material disgregado (C) que procede de la roca madre ( R ).

• Horizonte A: es un horizonte mineral donde se acumula la materia orgánica y en el que parte de sus componentes minerales son lavados o arrastrados (eluviación) hacia horizontes más profundos. Es una capa muy importante porque proporciona al suelo los elementos nutritivos en forma asimilable para las plantas, y en los suelos agrícolas suele constituir lo que se llama capa arable.

o Subhorizonte A0: también llamado mantillo. Está formado por la acumulación de materia orgánica (restos vegetales, hojarasca y restos animales sin descomponer).

o Subhorizonte A1: zona generalmente rica en humus y formada por arcilla y arena teñidas de oscuro por el mantillo que contiene (formado gracias a la acción de las bacterias sobre la materia vegetal procedente de niveles superiores)

o Subhorizonte A2: debido al arrastre de la arcilla, materia orgánica, óxidos de hierro y aluminio hacia el horizonte B, es muy pobre en estos compuestos y, por tanto, presenta una coloración mucho más clara que el A.

• Horizonte B: es un horizonte de acumulación de materia mineral enriquecido por los elementos que provienen del horizonte superior. También se llama horizonte de precipitación o acumulación. Se caracteriza por tener más cantidad de arcilla y un color más claro por la ausencia de humus y presencia de óxidos de hierro. En climas secos el carbonato cálcico precipita formando costrones que reciben el nombre de caliches.

• Horizonte C: formado por fragmentos de la roca madre mezclados con arenas o arcillas pero que apenas han sido afectados por los procesos edáficos. A veces se llama horizonte de transición porque procede de la roca compacta situada por debajo de él.

• Roca madre: es el último horizonte y está formado por la roca madre sin alterar.

Importancia de los suelos

El suelo es un recurso natural de primer orden puesto que sostiene las actividades que nos proporcionan el alimento: agricultura y ganadería, y otras como la silvicultura y la construcción que nos permiten habitar y desplazarnos.

Los suelos destinados a la agricultura han de poseer una serie de características tales como la fertilidad y disponibilidad de agua que, a su vez, dependen en gran medida de la textura y estructura de un suelo. La fertilidad de un suelo depende de la disponibilidad de nutrientes que pueda donar a las plantas y de la presencia de agua y aire en los microporos. El agua, además de ser un nutriente esencial, es el medio donde se disuelven los iones minerales que va a absorber la planta. La disponibilidad de nutrientes depende también del complejo húmico-arcilloso que retiene los cationes y los va cediendo progresivamente a la solución del suelo. Entre los aniones que proporcionan la fertilidad a un suelo se encuentran: fosfatos, nitratos y sulfatos, y como cationes cabe señalar: calcio, magnesio y potasio, principalmente.

El suelo también se utiliza como sustrato para edificaciones (suelo urbanizable e industrial) e infraestructuras: carreteras, ferrocarriles, autopistas, aeropuertos, embalses, canteras, minas a cielo abierto, campos militares, etc. Así mismo, también se utiliza para hacer escombreras y vertederos, fosas sépticas y cementerios.



Degradación y contaminación de los suelos

Como resultado de la sobreexplotación del suelo por actividades agrícolas, ganaderas y forestales, y de la ocupación del suelo se producen una serie de impactos ambientales: erosión, contaminación, desertificación.

Degradación

La degradación del suelo es un proceso que disminuye su fertilidad. Este fenómeno puede retroalimentarse y llegar, incluso, a la desaparición del suelo. Al disminuir la fertilidad del suelo, disminuye la vegetación por o que aumentan los procesos erosivos. En la degradación del suelo intervienen diferentes procesos:

Degradación física: supone una pérdida de estructura por compactación de los horizontes superiores del suelo, por empleo de maquinaria pesada y pisoteo.

Degradación biológica: siendo el suelo un ecosistema, la pérdida de la edafoflora y edafofauna contribuye a la pérdida de la estructura, y a que los procesos de humificación y mineralización se empobrezcan alterando los ciclos de la materia y la fertilidad del suelo.

Degradación química por contaminación. Contaminación

Para compensar la pérdida de fertilidad de los suelos y erradicar especies competidoras de todo tipo, la agricultura moderna utiliza fertilizantes inorgánicos (nitratos, fosfatos) y herbicidas y pesticidas, respectivamente.

Los vehículos, gasolineras o minas vierten metales pesados, presentes en los combustibles, a los suelos. De esta manera los suelos sufren un proceso de toxificación continua que envenena ríos y lagos y se introduce en las cadenas alimentarias produciendo efectos impredecibles.

Por otra parte, la lluvia ácida resultado de contaminantes como los óxidos de azufre y de nitrógeno expulsados por centrales térmicas y calefacciones, deteriora gravemente la vegetación incrementando la erosión, y la acidez del suelo.

La salinización: en los climas secos, el riego excesivo, incrementa a corto plazo, la producción, pero a largo plazo conlleva la salinización de los suelos. El agua de riego utilizada posee cierta proporción de sales que se incrementa al infiltrarse y llegar hasta el horizonte B de acumulación e incluso a capas de rocas ricas en sales. Mediante la evapotranspiración de las plantas y el calor en superficie el agua asciende por capilaridad y se evapora al llegar a la superficie dejando un depósito de sal. Si esto se repite durante muchos años el suelo se va salinizando y se vuele infértil, lo que impide el crecimiento de la mayoría de las plantas y cultivos, hecho que favorece la erosión.

La erosión de los suelos: la desertización

Cuando el suelo pierde la cubierta vegetal que lo protege y le aporta materia orgánica, queda al descubierto y se vuelve muy vulnerable a la acción de los agentes geológicos externos, lo que produce la pérdida de materia orgánica y de partículas muy finas. La degradación del suelo resulta especialmente alarmante si tenemos en cuenta que su regeneración natural es extremadamente lenta. Cada decenio la Tierra está perdiendo un 7% de su superficie total del suelo cultivable. Factores que intervienen en la erosión del suelo a) Factores naturales:

Climatología: en parte influyen la distribución de temperaturas a lo largo del año y la intensidad y régimen de los vientos dominantes. Pero, el factor climatológico fundamental es el de las precipitaciones. No sólo la precipitación total en el conjunto del año, sino, sobre todo, su



distribución temporal, siendo mucho más dañinas las lluvias torrenciales y esporádicas, como ocurre en la zona mediterránea, siendo el caso extremo el de la llamada gota fría.

Topografía: el aumento de la pendiente facilita la erosión, de modo que en las pendientes con inclinación superior al 15% los suelos corren el riesgo de ser eliminados.

Naturaleza del terreno: los suelos se erosionan más o menos dependiendo de su textura, estructura y composición mineralógica, permeabilidad y contenido en materia orgánica.

Cubierta vegetal: el tapiz vegetal amortigua el impacto de las gotas de lluvia y frena el deslizamiento del agua por las laderas, de modo que la densidad y la naturaleza de la vegetación que cubre un determinado territorio es determinante a la hora de evaluar el riesgo de erosión.

b) Factores antrópicos:

Sobrepastoreo: el exceso de ganado en una región termina agotando las praderas naturales, compactando el suelo, dejando al descubierto la tierra y acelerando la erosión.

Prácticas agrícolas inadecuadas: la erosión se incrementa notablemente al arar (sobre todo si no se hace siguiendo las curvas de nivel) y remover el terreno para introducir monocultivos, muy productivos a corto plazo, pero inestables y con menor desarrollo radicular que la vegetación natural. La agricultura intensiva que empobrece la fertilidad del suelo al destruir el complejo húmico-arcilloso por insuficiencia de abonado orgánico; al propio tiempo, hay un exceso de abonado inorgánico que, junto con la maquinaria agrícola, va destruyendo la estructura del suelo haciéndolo más compacto y propicio para la acción de las aguas salvajes o de escorrentía superficial. La mayor presión poblacional ha hecho que se cultiven tierras marginales con pendientes elevadas, lo que ha favorecido también la acción de estas aguas.

Minería a cielo abierto y obras públicas: los desmontes para abrir canteras, minas a cielo abierto, autopistas, embalses y otras obras de ingeniería, conllevan un aumento de la erosión.

Expansión de las áreas metropolitanas: los primitivos núcleos de población se asentaban en general en zonas próximas a valles y tierras fértiles. Con el aumento actual de la población urbana, las necesidades de vivienda, las segundas residencias y la red de transporte, gran parte de los mejores suelos que rodeaban los iniciales asentamientos humanos han desaparecido para siempre.

La deforestación y reforestación inadecuadas, y los incendios forestales han potenciado también los procesos erosivos.

La desertización es un proceso natural de avance del desierto. Tiene lugar por cambios en la climatología que producen un incremento de la aridez y que desencadenan un bucle de realimentación positiva entre procesos erosivos y pérdida de vegetación.

Formas de erosión del suelo

La erosión es un proceso natural que degrada los suelos. Las dos causas naturales más importantes son debidas a la acción del agua y el viento.

Erosión hídrica: está provocada por el golpeteo del agua de lluvia sobre las partículas del suelo, pero sobre todo por las aguas salvajes que como consecuencia de lluvias torrenciales o de deshielos discurren por la superficie del terreno arrastrando principalmente los materiales más finos: arenas, limos y arcillas, causando, además de una pérdida de suelo, el empobrecimiento en minerales del mismo.



Las señales que produce la erosión causada por las aguas salvajes sobre el suelo son: pérdida de una lámina de suelo cuando el agua discurre suavemente por una superficie, o bien, una serie de regueros o surcos que con el paso del tiempo van profundizándose hasta convertirse en cárcavas y barrancos cuando la escorrentía es fuerte, dando lugar a los bad-lands.

Erosión eólica: posee dos facetas, el levantamiento y transporte de partículas del suelo por el viento, y el efecto abrasivo que dichas partículas producen sobre rocas o edificios al chocar contra ellos.

Los factores que influyen en la erosión además de la climatología son: Topografía del terreno, cubierta vegetal, naturaleza del propio suelo.

Métodos de evaluación de la erosión del suelo

La pérdida de suelo se puede medir de forma directa y de forma indirecta. Métodos directos

Cualitativos: observando la cantidad y profundidad de los surcos, cárcavas y barrancos, así como el grado de cobertura vegetal del suelo y visualización de raíces.

Cuantitativos: varillas graduadas que se clavan en un suelo para apreciar la pérdida del mismo. Métodos indirectos

Se basan en la construcción de modelos formales (matemáticos) con los cuales se estima la vulnerabilidad de un suelo a la erosión. El principal de todos ellos es la Ecuación universal de pérdida de suelo (USLE). Este modelo utiliza variables que se pueden cuantificar y que están relacionadas con los factores que influyen en la erosión. Se utilizan parcelas patrón (de 22,1 m de longitud y 9% de pendiente, dejadas en barbecho) para a partir de ellas estimar cuantitativamente la erosión de distintos terrenos. Consiste en cuantificar las variables que influyen en la pérdida de suelo con el fin de determinar, uno por uno, la influencia de los distintos factores: precipitación, resistencia del suelo, pendiente, vegetación, prácticas agrícolas.

La pérdida de suelo se evalúa en función de varios factores, la erosividad, o capacidad de la precipitación para erosionar, la erosionabilidad, que es el resultado de varios factores: edafológicos (características del suelo: de la roca madre, textura, estructura, etc.), la topografía (tanto de la inclinación como de la longitud de la pendiente), y la vegetación y tipo de uso.

A, pérdida media anual de suelo, expresada en Tm/Ha/año.

R, es la erosividad, expresada en función del índice de erosión pluvial.

K, es la erosionabilidad, según el índice de protección de la cubierta vegetal y el índice de resistencia litológica.

L es la longitud de la pendiente, distancia en metros desde la zona donde se inicia la escorrentía hasta donde aparecen los depósitos sedimentarios.

S, es la inclinación de la pendiente.

C, factor de ordenación de cultivos, cociente entre las pérdidas de suelo de un cultivo determinado respecto a las que se originarían en ese terreno en barbecho. Expresa la influencia del cultivo en la erosión

P, es el factor de conservación, entendiéndose como tal las medidas tomadas para corregir la erosión en zonas de pendiente (revegetación, bancales, arado siguiendo las curvas de nivel).

A = R · K · L · S · C · P



La erosión, la desertización y sus riesgos

Para diferenciar el proceso natural de avance de los desiertos de este mismo proceso pero favorecido por las actividades antrópicas, algunos autores utilizan el término desertización, para el primero, y desertificación para el segundo. La distinción es clara pero en la práctica es muy difícil saber si hay o no contribución humana al proceso, sobre todo si tenemos en cuenta la posibilidad de un cambio climático influido por el hombre.

De cualquier manera definiremos desertificación como la degradación de las tierras en las zonas áridas, semiáridas y subhúmedas secas, provocada por diversos factores, entre ellos las actividades humanas. Tal degradación se traduce en una pérdida de productividad progresiva.

Los procesos provocados por las actividades humanas que pueden favorecer la desertificación son:

Incremento de la aridez por el posible cambio climático.

Erosión hídrica y eólica implican un arrastre de nutrientes.

Degradación química: a la salinización y toxificación anteriormente reseñadas hay que añadir la pérdida de fertilidad por acidificación del suelo (lluvia ácida, aguas residuales).

Degradación física: supone una pérdida de estructura por compactación de los horizontes superiores del suelo, por empleo de maquinaria pesada y pisoteo.

Degradación biológica: siendo el suelo un ecosistema, la pérdida de la edafoflora y edafofauna contribuye a la pérdida de la estructura, y a que los procesos de humificación y mineralización se empobrezcan alterando los ciclos de la materia y la fertilidad del suelo.

Deforestación y sobrepastoreo disminuyen la vegetación.

Una desafortunada política forestal que ha sustituido demasiadas veces la vegetación autóctona por los más productivos cultivos de pinos y eucaliptos, fácil presas de incendios de cada verano.

Prácticas agrícolas, a menudo, inadecuadas.

Se considera que la erosión y la desertificación constituyen problemas globales ya que se calcula que el 30% de la superficie continental, especialmente en el norte de África y en Asia occidental, y en menor medida en el oeste de América, sufren estos problemas ambientales. Las pérdidas económicas por el proceso de desertificación se elevan a 42.000 millones de dólares todos los años, afectando a cerca de 1.000 millones de personas.

En España la pérdida de suelo por erosión hídrica es más de 1.000 millones de toneladas por año, considerándose que el 53% del territorio sufre procesos erosivos que se pueden calificar de importantes o alarmantes. Las Comunidades autónomas más afectadas son las del sur de la Península: Murcia, Andalucía, Madrid. Oficialmente se ha estimado que las pérdidas económicas anuales rondan los 30.000 millones de pesetas.

España ha sido calificada por el Plan de Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) como la región de Europa con un mayor riesgo de desertificación por causa de la erosión de sus suelos. La pérdida de suelo en cantidad y fertilidad constituye un hecho irreversible y quizá el problema ambiental más importante al que se enfrenta España por cuanto, junto con el agua, es el sustento de la vida y de toda sociedad. Los factores que agravan este proceso son:

La existencia de muchas regiones de acusado relieve y fuertes pendientes.

Una climatología (clima mediterráneo) caracterizada por las precipitaciones escasas y torrenciales.

Presencia de tierras arcillosas de difícil drenaje, que lo hacen especialmente vulnerable a la erosión y desertización.

Además de los factores antrópicos señalados anteriormente.



Consecuencias de la erosión del suelo

La colmatación de embalses y bahías, reduciendo en una caso el período de aprovechamiento y en el otro inhabilitando puertos marinos.

El agravamiento de las inundaciones puesto que el aumento de materiales sólidos produce mayor escorrentía.

La acumulación de arenas y gravas en vegas fluviales fértiles.

La pérdida de suelo cultivable y de su fertilidad contribuyendo ello a la desertificación.

Deterioro de ecosistemas fluviales y costeros por deposición de sedimentos sobre algas y arrecifes.

Medidas correctoras de la erosión del suelo: forestales, agrícolas e hídricas

Las medidas concretas que se pueden adoptar son: a) Medidas de carácter forestal

Repoblaciones forestales: a pesar de que todo el mundo está de acuerdo en la validez de la reforestación para detener los procesos erosivos, hay un debate entre quienes son partidarios de hacerlo con especies productivas (especies alóctonas como el eucalipto y algunas especies de pinos), de las que se obtenga una rentabilidad económica, y entre quienes abogan por criterios conservacionistas (especies autóctonas: encina, roble, haya, etc.). En plantaciones y bosques fácilmente incendiables han de hacerse cortafuegos.

Mejora del matorral: en lugares donde sea inadecuado la revegetación con árboles se puede utilizar especies de matorral autóctonas.

Cortafuegos que impidan la propagación de los incendios.

Tratamientos silvícolas: consisten en realizar diversas labores para la conservación de los bosques, tales como, la limpieza del sotobosque de maleza, que pueden favorecer los incendios, las podas y el control de plagas.

Obras de hidrotecnia: consisten en obras que detienen la capacidad erosiva del agua y regulan el caudal de los ríos. Destacan sobre todo las pequeñas presas.

b) Medidas de carácter agrícola

Labranza conservacionista: se trata de evitar el uso de maquinaria muy pesada y de realizar una labranza menos agresiva del suelo mediante máquinas especiales que inyectan semillas, fertilizantes y herbicidas en hendiduras hechas en el suelo sin arar. Este método disminuye la erosión, la pérdida de agua y reduce los costos en combustible y labores, mientras que la producción agrícola es igual o superior a la labranza ordinaria. Pero no es la panacea, tiene el inconveniente de que crecen más malezas y requiere un mayor uso de herbicidas.

Labranza en contornos: en zonas de pendiente siguiendo las curvas de nivel. Así cada surco actuará disminuyendo la velocidad de las aguas de escorrentía.

Aterrazamiento de laderas: si el terreno cultivado presenta una fuerte pendiente, un método muy eficaz es el establecimiento de terrazas o bancales, sujetos generalmente por paredes de piedra. En España se utiliza sobre todo para el cultivo de árboles frutales como el cerezo, el olivo o el almendro.

La agricultura biológica: la agricultura biológica trabaja en dos frentes, en la recuperación de la fertilidad y en evitar la contaminación de los suelos. Para recuperar los nutrientes perdidos y mantener el complejo húmico-arcilloso del suelo se recurre a fertilizantes orgánicos, tales como el estiércol y el compost (abono natural obtenido de desechos orgánicos) y el abono verde



(vegetación fresca y verde en crecimiento que es introducida en el suelo al arar). Así mismo, se practica la rotación de cultivos, técnica que consiste en plantar cada tres o cuatro años un cultivo de leguminosas (alfalfa, garbanzos, lentejas, alubias, etc.) que, como es sabido, enriquecen el suelo en nitrógeno. También es recomendable dejar cada cierto número de años el terreno en barbecho. El otro frente de la agricultura biológica consiste en evitar la contaminación de los suelos. Se restringe o no se utilizan los pesticidas. Como sustitución del control químico se emplea un control biológico de plagas; se cultivan diversas especies y se asume que cierto porcentaje de la PPN es para la red trófica de organismos que autocontrolan las plagas. Por otra parte no se utilizan o al mínimo los abonos inorgánicos. Así mismo, en países secos, se emplea la técnica de riego por goteo, de modo que no solamente se produce el ahorro de un recurso escaso sino que se evita la salinización. Cuando en estas zonas caen chaparrones es necesario construir drenajes para evitar el encharcamiento y la salinización.

c) Medidas en zonas erosionadas

Evitar el retroceso de barrancos mediante la construcción de diques en las cárcavas y plantación de arbustos o árboles.

Prohibir el cultivo en zonas de fuerte pendiente, transformándolas en pastizales o reforestándolas.

Aplicación de medidas contra la erosión eólica instalando barreras cortavientos mediante la repoblación de taludes y lindes y revegetando los terrenos.

Recursos de la geosfera y sus reservas

Relación entre recurso y reserva Recursos de la geosfera son la cantidad total de materiales existentes en la Tierra, que obtenemos directamente de la geosfera y que pueden ser útiles, son todos los metales, minerales, rocas e hidrocarburos que pueden ser utilizados por la especie humana, incluyendo los que no podrán ser explotados por su baja concentración o ley. La palabra recurso se refiere más bien a un concepto geológico o medioambiental.

Reservas son aquellos recursos que pueden ser explotados con la tecnología actual y que son minerales económicamente rentables Los recursos se diferencian de las reservas en que éstas son explotables en el momento actual y los recursos pueden no serlo en la actualidad pero sí en el futuro. Vemos, por tanto, que la palabra reserva es un concepto económico.

Yacimientos minerales son concentraciones de minerales que se encuentran en la corteza terrestre, económicamente explotable o que puede llegar a serlo si varían las condiciones tecnológicas o de mercado.

Mena es un término que se refiere a minerales que pueden ser usados para la extracción de metales (Calcopirita Cu, galena Pb, Cinabrio Hg). También se designa como mena la parte económicamente útil del mineral extraído.

Ganga comprende a los minerales que acompañan a la mena, pero que no presentan interés minero en el momento de la explotación. Conviene resaltar que la diferencia entre ambos es puramente económica, si cambian las condiciones del mercado o las técnicas de extracción, un mineral considerado como ganga puede convertirse en mena.



Mineral industrial: son minerales no metálicos o energéticos de interés económico que se usan en industria por sus propiedades físicas o químicas. ( Caolín, sepiolita, talco, yeso, feldespatos ). Arena y grava (áridos): empleadas como materiales de construcción y pavimentación, como mortero y hormigón armado, suelos asfálticos, invernaderos y pistas de asiento de calzadas,… Las fuentes se hallan en depósitos fluviales (graveras) así como en playas y dunas. Entre las aplicaciones especializadas de ciertas arenas destacan: las arenas de vaciado, para la fundición de metales, la arena de sílice, para la fabricación de vidrio y la arena filtrante, para la filtración de suministros de agua.

Impacto de la minería sobre el medio físico, biológico y social

El peor de todo lo producen las explotaciones a cielo abierto: o Fuerte impacto paisajístico (cambios de coloración, socavones, escombreras).

o Contaminación sonora: los ruidos y vibraciones son otro efecto negativo en seres humanos y fauna.

o Contaminación atmosférica (emisiones de polvo y humos).

o Contaminación del suelo y el agua por vertidos procedentes de los lavados y tratamientos, el agua de lluvia procedente de las escombreras.

o Hundimientos, accidentes por desprendimientos o inhalaciones y explosiones de gas (minas de carbón, explosiones de gas grisú (metano)) y enfermedades respiratorias (silicosis) y visuales Minas de azufre).

o Sobre la flora y la fauna los impactos más importantes son debidos a la eliminación o alteración del hábitat de muchas especies, la ruptura de las cadenas tróficas, así como la introducción de sustancias nocivas en la biosfera. Otros efectos son consecuencia de la eliminación del suelo o de la eliminación de la cubierta vegetal y de la fauna.

o Sobre el ambiente sociocultural el desarrollo de la actividad minera provoca un flujo de trabajadores con sus familias hacia áreas que, a menudo, estaban escasamente pobladas. Esto es seguido por el desarrollo de empresas e instalaciones auxiliares que generan un aumento en la actividad económica y demanda de todos los recursos. Esto con frecuencia es considerado como algo positivo. Algunos de los impactos potencialmente negativos más comunes son:

Aumento de tránsito por caminos locales, congestión, accidentes,...

Inflación respecto de costos de bienes, trabajo, propiedad e impuestos.

Incremento en los costos del agua.

Impactos potencialmente negativos sobre el turismo.

Medidas preventivas y correctoras

Según la normativa española, se deben realizar estudios y evaluaciones del impacto ambiental y proyectos de restauración de las zonas afectadas.

El impacto paisajístico se reduce: plantando árboles que sirvan de pantalla, regenerando la vegetación natural gradualmente, prohibiendo las explotaciones en zonas de alto impacto paisajístico, ocultando desmontes y movimiento de tierras en rutas turísticas.

La contaminación del aire y el agua: inversiones necesarias para reducir las emisiones, balsas y diques de almacenamiento adecuados, (Ejemplo: Aznalcollar), utilizar tratamientos químicos antes de emitir los residuos.

Replantar las zonas afectadas: aunque no siempre es fácil.



Repoblar de organismos: iguales o similares a los que fueron desplazados Rehabilitación de los terrenos: integración paisajística, estabilización de los terrenos, relleno de huecos con estériles procedentes de las escombreras, estabilización de taludes, protección de los recursos hidráulicos, reducción y control de la erosión.

Como medidas preventivas: Aprovechamiento de las materias primas. Uso de residuos para otras actividades. Reciclaje de

los desechos. Explotación racional y sostenible de los recursos no agotándolos. Uso de energía de bajo consumo. ( La mayor parte de los problemas agrícolas, mineros etc...se

acrecientan por el uso de combustibles fósiles que contaminan y agotan a su vez este recurso). Sustitución del uso de materiales cuya extracción supone un mayor gasto energético

El carbón

Se origina por la transformación anaerobia de restos vegetales acumulados en el fondo de zonas pantanosas, lagunas o deltas. Estos microorganismos provocan la descomposición de la lignina y la celulosa, que se enriquecen progresivamente en carbono (carbonización) y en otros subproductos como metano, azufre y dióxido de carbono. Para que este proceso sea posible los restos deben enterrase rápidamente, evitando la putrefacción. Habitualmente quedan enterrados por arcillas que impermeabilizan el terreno, transformándose posteriormente en pizarras. Posteriormente se produce una compactación por presión en capas sucesivas que, junto con el aumento de temperatura, culmina en la carbonización. Por este motivo, los estratos de carbón aparecen intercalados entre capas de otra naturaleza (conglomerados, arcillas, areniscas o pizarras y calizas) formando ciclotemas que se repiten periódicamente. Se forma en prácticamente todos los continentes y eras geológicas, pero la época más adecuada fue el periodo carbonífero, hace 347 a 280 millones de años (m.a.). En función de su antigüedad y concentración de carbono se distinguen diferentes tipos de carbón: La turba: realmente no es un carbón, sino una

fase en la primera etapa de la formación de carbón. Tiene un bajo contenido de carbono (45 a 50%) y un alto índice de humedad.

El lignito:, el carbón de peor calidad, tiene un contenido de carbono del 60-70% y poco valor energético.

La hulla: tiene sobre un 80-90% de carbono. Es el carbón más abundante y el más utilizado.

La antracita es el carbón de más calidad por su alto valor energético y mayor contenido en carbono (90-95%).



Tipos de explotación

Explotaciones a cielo abierto: son económicas, pero su impacto ambiental y paisajístico es mayor, afectando a grandes extensiones de terreno.

Explotaciones subterráneas: se perforan minas, lo que aumenta los costes económicos y sociales ya que se incrementan los riesgos (colapso de galerías, explosiones de gas grisú…) y provocan además muchas enfermedades como la silicosis. Por otro lado, las minas subterráneas generan grandes escombreras formadas por estériles que ocupan mucho terreno. Los estériles producen un gran impacto paisajístico, contaminación del aire por la producción de grandes nubes de polvo y contaminación de las aguas superficiales y subterráneas por lixiviados.

Aprovechamiento del carbón

El carbón tiene varias ventajas: alto poder calorífico y muy abundante (reservas de más de 200 años al ritmo actual de explotación)

En cuanto a los inconvenientes: es muy contaminante. Elevado contenido en Azufre, que forma al quemarse, SO2, principal causante de la lluvia ácida. Antes de usarlo hay que limpiarlo y separarlo de impurezas.

Muy usado en otras épocas, hoy en desuso debido a su dificultad de extracción y transporte y a la contaminación Hoy en día, el principal uso del carbón es su combustión en las centrales térmicas para producir electricidad

El carbón no escasea en España, sin embargo una gran parte del mismo no es rentable económicamente por lo que nos vemos obligados a importar un 58% del que utilizamos. • Centrales térmicas: El calor resultante de dicha combustión se utiliza para obtener vapor de agua que hará girar unas turbinas, las cuales moverán unos alternadores que transformarán la energía cinética en eléctrica.

Actualmente es imposible eliminar las centrales térmicas, pero se están realizando esfuerzos para minimizar sus múltiples impactos. Por una parte, se preprocesa el combustible, machacándolo y lavándolo para eliminar la mayor parte del azufre. Con este fin existen diseños de centrales térmicas más eficientes, que eliminan los componentes sulfurado antes de emitir los gases de la combustión. • Destilación: se aplica principalmente a las hullas, de las que se obtiene hidrocarburos, amoniaco, aceites de alquitrán, brea y un residuo sólido, el coque, que en realidad es un carbón muy puro, de gran poder calorífico, que arde sin emitir llama ni humo, por lo que es el combustible idóneo para las plantas siderúrgicas.

El petróleo

El petróleo es una mezcla de hidrocarburos gaseosos (gas natural), líquidos (petróleo crudo) y semisólidos (asfalto). Se formó por la muerte masiva del plancton marino debido a cambios bruscos de temperatura o salinidad del agua, en un proceso con tres etapas fundamentales:

a) Acumulación: el fitoplancton se deposita junto a cienos y arenas y se transforman en barros sapropélicos.



b) Enterramiento: cuando en el fondo nos encontramos unas condiciones anaerobias que dificultan la putrefacción de la materia orgánica. La fermentación anaerobia transforma la materia orgánica en una mezcla de hidrocarburos, mientras que los barros y cienos se transforman en rocas sedimentarias (margas y areniscas) que forman la roca madre, que queda impregnada de hidrocarburos.

c) Maduración: al irse enterrando los restos orgánicos aumenta la temperatura 40 A 60 º C y la profundidad.

A 1 a 2 Km comienza la maduración. En la primera etapa que puede durar tan solo 1 millón de años se forman betunes y asfaltos. Estos materiales impregnan los sedimentos dan lugar a arenas asfálticas y pizarras bituminosas. A más profundidad, se forma el petróleo. A una mayor profundidad 6-7 Km y temperaturas de 200 y 250 º C se forma el gas natural, que puede ser el único presente en el yacimiento.

Se forma en diferentes eras geológicas, pero la mejor fue el Jurásico y Cretácico. (65- 100 millones de años). Migración primaria del petróleo: durante el enterramiento, la presión tiende a exprimir la roca madre, lo que provoca la expulsión de parte del petróleo, que abandona la roca en un movimiento muy lento denominado migración primaria. Si en las proximidades de la roca madre existe alguna roca almacén, el petróleo expulsado de aquélla se acabará acumulando en ésta. La roca almacén es una roca sedimentaria (arenisca, calizas fracturadas) cuyos poros amplios e interconectados permiten una fácil circulación de los fluidos.

Migración secundaria del petróleo: debido a su baja densidad, inferior a la del agua, el petróleo presente en la roca almacén tiende a desplazarse por su interior en un movimiento ascendente que recibe el nombre de migración secundaria. Si consigue llegar a la superficie, el petróleo se oxida y se volatiliza, dejando como residuo una masa de asfalto (arenas asfálticas y pizarras bituminosas).

Trampa petrolífera: en determinadas situaciones geológicas, el petróleo presente en la roca almacén no puede continuar su migración secundaria porque se encuentra una capa impermeable (arcillas, margas, evaporitas). Entonces, el petróleo se acumula impregnando las rocas inferiores, que se convierten así en una trampa petrolífera. Las trampas poseen una morfología convexa y recoge, en una superficie relativamente pequeña, el volumen de petróleo generado en una superficie mucho mayor, lo que hace posible su explotación.

Existen diversos tipos de trampas petrolíferas, las más típicas son las de anticlinal y de falla, muchas veces combinadas. En la forma clásica de yacimiento en anticlinal, el petróleo se localiza en las charnelas (zonas de mínima presión) de las rocas almacén. El petróleo suele encontrarse asociado con gas y agua salada, que emigraron con él, y estos fluidos se disponen por orden de densidad: en la parte superior de las rocas almacén se encuentra el gas, inmediatamente debajo está el petróleo y en al inferior el agua salada.



Cuando una prospección perfora una roca trampa, el petróleo y gas se mueven desde la roca almacén buscando la superficie.

Los yacimientos conocidos más productivos del mundo se encuentran en Oriente Medio, Estados Unidos y Rusia, que producen más del 70% del crudo que se consume en el planeta. De ellos, tan solo los países pertenecientes a Oriente Medio son exportadores y forman parte de la OPEP (Organización de Países Exportadores de Petróleo).

Ventajas del petróleo: alta capacidad energética, coste relativamente reducido, gran variedad de usos y facilidad de transporte para su uso.

Inconvenientes: recurso no renovable, el petróleo estará agotado a finales del siglo XXI. Graves impactos en la extracción y el transporte. Su uso incrementa en la atmósfera os niveles de CO2, NOx, SO2 y partículas en suspensión. Tenemos una fuerte dependencia económica de este combustible, aunque exportamos sus productos refinados. Usos del petróleo

Gases licuados de uso en industria, calefacción, uso doméstico, calderas. Gasolina y gasóleos.(vehículos y calefacción) Nafta y queroseno: industria química y combustible de aviones. Fuel: en centrales térmicas para generar electricidad y como combustible industrial. Fertilizantes, pesticidas, plásticos, fibras sintéticas, pinturas, medicamentos.

En cuanto a las pizarras bituminosas y arenas asfálticas: son rocas impregnadas en hidrocarburos en forma sólida o líquida. Para su obtención se extraen las rocas y posteriormente se calientan separando los hidrocarburos por destilación. Aunque en la actualidad no son rentables y crean impactos ambientales paisajísticos pueden ser una solución ante el agotamiento del petróleo si no se encuentra otra fuente alternativa.

En España la extracción de crudo es insignificante, solo producimos un 0,5% del que usamos. Hay pozos en la plataforma de Tarragona y en Burgos. Sin embargo contamos con una gran cantidad de refinerías, lo que nos hace exportadores de productos derivados. El gas natural Procede de la fermentación de la materia orgánica en los yacimientos de carbón y petróleo. Está compuesto por una mezcla de metano, butano, propano y otros gases en proporciones variables por CO2, SH2, Helio y Argón). Su origen es el mismo que el del petróleo pero en condiciones de presión y temperatura más elevadas. Su explotación es muy sencilla y económica, pues debido a la presión a la que se encuentra, el gas fluye por sí solo al perforar un pozo. Su transporte terrestre se realiza mediante gasoductos y para conducirlo de un país a otro se licua, sometiéndolo a muy bajas temperaturas (-160 ºC). Una vez licuado, el gas se introduce en barcos y se lleva al país importador. Este medio de transporte es muy



peligroso pues existe la posibilidad de accidentes que tendrían terribles consecuencias debido a la explosión de la nube de gas que incrementaría la temperatura y consumiría todo el oxígeno de la zona. En el país de destino se regasifica y distribuye por gasoductos que, aunque requieren una fuerte inversión, son muy sencillos y de bajo riesgo.

En las llamadas centrales de gas de ciclo combinado se obtiene mayor rendimiento energético, ya que estas instalaciones poseen dos tipos e turbinas: una movida por el propio gas en combustión y otra alimentada por los gases de salida de la turbina anterior. Además, la emisión de CO2 se reduce en un 15% con respecto a las centrales térmicas de gas convencionales.

La cogeneración es la producción de energía eléctrica y de energía térmica a partir de una misma fuente de energía. Se trata de utilizar el calor del vapor empleado para producir electricidad una vez que ha pasado por el turbogenerador.

Como materia prima, el gas natural es el más adecuado para la fabricación de amoniaco (producto base de la industria de abonos nitrogenados) y metanol (utilizado en la fabricación de plásticos, pinturas, barnices…). Además, del gas se obtienen etileno, butadieno y propileno, materias primas imprescindibles en la industria petroquímica.



Energía nuclear: origen, tipos y explotación

La radiactividad es un fenómeno físico natural, por el cual algunos elementos químicos llamados radiactivos, emiten radiaciones que tienen la propiedad de impresionar placas fotográficas, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria, etc. Debido a esa capacidad se les suele denominar radiaciones ionizantes (en contraste con las no ionizantes). Las radiaciones emitidas pueden ser electromagnéticas (rayos X o rayos gamma), o bien partículas, como pueden ser núcleos de Helio, electrones o positrones, protones u otras. En resumen, es un fenómeno que ocurre en los núcleos de ciertos elementos, que son capaces de transformarse en núcleos de elementos de otros átomos. La radiactividad es una propiedad de los isótopos que son "inestables". Es decir que se mantienen en un estado excitado, con lo que para alcanzar su estado fundamental deben perder energía. Lo hacen en emisiones electromagnéticas o en emisiones de partículas con una determinada energía cinética.

Radiactividad natural: Gran cantidad de elementos de la naturaleza y de productos que utilizamos cotidianamente emiten radiactividad. Podemos hablar de una radiación que nos llega del espacio en forma de Rayos Cósmicos. La tierra tiene radiactividad natural, y puesto que gran cantidad de los productos y materiales que utilizamos en nuestra vida cotidiana procede de ella, también aquellos emiten rayos gamma, en el exterior y en el interior de los edificios. EL gas radón procede del uranio que se encuentra en la tierra de forma natural. Se recibe principalmente en el interior de los edificios, ya que se concentra más que en el exterior, donde se dispersa con mayor facilidad. Nuestros alimentos e, incluso, nuestro cuerpo, tienen radiactividad natural. El potasio 40 en concreto es la fuente principal de radiación interna (debida al material radiactivo introducido en nuestro cuerpo a través, fundamentalmente, de los alimentos). El marisco es el alimento que más radiación natural concentra.

Radiactividad artificial: sus principales fuentes son radioterapia, radiodiagnóstico, medicina nuclear, explosiones militares, producción de electricidad de origen nuclear, usos industriales (aparatos de TV, pantallas de ordenador, radiografía industrial, esterilización de alimentos…)

Es una energía no renovable ya que el combustible usado es un mineral que tarda millones de años en formarse en la naturaleza. Los enormes costes de construcción y mantenimiento de las centrales nucleares, los frecuentes fallos y paradas de los reactores, la sobreestimación de la demanda eléctrica, una mala gestión, los accidentes y los residuos radiactivos la han convertido en una fuente de energía controvertida.

Los dos procesos nucleares utilizados para liberar esta energía son las reacciones de fisión y de fusión nuclear.

Fisión nuclear

Al bombardear con neutrones un núcleo pesado (uranio-235), éste se divide en dos, liberando una gran cantidad de energía (200 MeV). Además, se emiten neutrones que, a su vez, pueden ocasionar más fisiones al interaccionar con nuevos núcleos, que generan más neutrones, originando así una reacción en cadena.

Para controlar la velocidad de reacción, se introduce un moderador entre el combustible nuclear, que absorberá los neutrones emitidos, enfriando así la reacción. En la naturaleza solo un 0,7% del Uranio es 235, por lo que antes de ser usado tiene que ser "enriquecido" por un proceso de centrifugación que lo separa del Uranio 238 ( que no es fisionable.



Centrales nucleares: los componentes de una central nuclear son los siguientes:

El combustible: Barras de Uranio

El moderador: Disminuye la velocidad de los neutrones rápidos, transformándolos en lentos o térmicos (sólo en centrales lentas). Son el Agua, Grafito y agua pesada.

El Refrigerante: Extrae el calor generado en el reactor. Agua, Agua pesada, Anhídrido carbónico, Helio. Por seguridad se utilizan circuitos independientes entre sí, de forma que disminuyan las posibilidades de que la radiactividad salga fuera del reactor.

° Circuito primario: en contacto con el material radiactivo, confinado dentro de la vasija principal del reactor. El agua de este circuito nunca abandona el mismo, reciclándose constantemente.

° Circuito secundario: enfría al primario, originando vapor que impulsa unas turbinas. Éstas , a su vez, moverán unas dinamos que producirán energía eléctrica. ° Existe un tercer circuito destinado a licuar el vapor producido en el secundario, en el que el agua entra y sale de un depósito, un río o el mar.

El Reflector: Reduce el escape de neutrones, devolviéndolos al ciclo. Agua, Agua pesada.

Elementos de control, son barras de que absorben los neutrones para controlarlos.

Blindaje: Para evitar que escapen las radiaciones: Hormigón, agua, plomo.



Los elementos combustibles gastados se extraen del reactor y con ellos se puede proceder de dos modos: • Ciclo abierto: el combustible gastado se acumula en piscinas de almacenamiento situadas en las instalaciones de la propia central, en espera de su confinamiento en una formación geológica profunda, una vez que las barras de combustible se agrupen de forma compacta, se introduzcan en cápsulas de aceros especiales y se rellenen sus huecos con cobre fundido. • Ciclo cerrado: el combustible gastado se reelabora, ya que contiene U235 y Pu239 sin transformar, aprovechables como fuente de energía una vez separados del resto. Se trata de una tecnología compleja y de elevado coste. En la actualidad hay en España varias centrales nucleares en funcionamiento (Almaraz I y II, Ascó I y II, Cofrentes, Vandellos II y Trillo) y otra que ya ha sido desmantelada ( Vandellós I). En el año 2000 un 35 % de la electricidad consumida procedía de centrales nucleares. Desde el año 1988 no se ha puesto en funcionamiento ninguna nueva central y varios proyectos, algunos de ellos en avanzado estado de construcción fueron paralizados. Otros usos: los isótopos radiactivos se emplean también en pruebas de radiodiagnóstico e Medicina (TAC, radiografías, mamografías, radioterapia). Asimismo, se emplean en datación, agricultura, restauración, obtención de plásticos, conservación de los alimentos, esterilización. Ventajas de la energía nuclear: alto poder energético (1 kg de Uranio produce un millón de veces más energía que un Kg de carbón). No libera gases contaminantes a la atmósfera. Las reservas de combustible son mayores que las de otras energías no renovables. Inconvenientes: aunque en teoría no presente ningún tipo de contaminación radiactiva, una central nuclear puede provocar impactos al afectar al microclima de la zona haciéndolo más cálido y húmedo. Además, el agua de refrigeración origina una contaminación térmica de los ríos donde va a parar, pudiendo alterar los ecosistemas colindantes. Durante la fase de extracción, enriquecimiento, transporte y utilización se liberan partículas radiactivas de vida corta que afectan a los seres vivos. Los reactores son susceptibles de sufrir sabotajes y accidentes con gravísimas consecuencias. Los residuos nucleares de larga vida aún no tienen emplazamientos definitivos. No es una energía renovable.

Fusión nuclear

En estas reacciones, dos núcleos muy ligeros se unen para dar origen a otro más pesado y estable, liberándose en dicho proceso una enorme cantidad de energía (es el mecanismo que proporciona energía al Sol y a las estrellas). Para que esta reacción pueda ocurrir, los núcleos iniciales tienen que vencer a las fuerzas electrostáticas de repulsión y para ello se requieren temperaturas del orden de 10.000.000 ºC. El principal problema no consiste en conseguir esta temperatura sino en mantenerla y en encontrar un material de confinamiento que las soporte.

A estas temperaturas tan altas la materia adquiere un nuevo estado "plasma". Es un gas ionizado.

En la actualidad no se consigue la energía suficiente para mantener la temperatura del plasma y por tanto el número de fusiones que se producen por unidad de tiempo no es suficiente. El reactor se detiene cada cierto tiempo y debe volverse a calentar por lo que la energía consumida es demasiado alta.



El calentamiento se consigue por diferentes medios:

Haciendo pasar el plasma por una corriente eléctrica. ( Se consiguen de 20-30 millones de grados). Por introducción de rayos neutros: Se introducen átomos de alta energía y el calentamiento se produce por choque de partículas. Compresión magnética: Al comprimir el gas aumenta su densidad y el choque de partículas. Microondas: Ondas de alta frecuencia producen movimiento y choque de partículas. Compresión inercial: Mediante láser o rayos iónicos se produce una compresión.

El otro problema es encontrar un material que soporte estas temperaturas. Para ello se utiliza el magnetismo. Las partículas se mueven dentro de un campo magnético que les sirve como vasija (confinamiento magnético). Este campo es la unión de uno circular y otro perpendicular es decir el resultado es un campo elipsoidal.

Ventajas:

No produce gases, ni smog, ni lluvia ácida. La única fuente de contaminación sería el Helio (que es totalmente inerte). El combustible es muy abundante, existe en todos los lugares del mundo. ( no hay que transportarlo ni se especularía con él). El único residuo sería la propia estructura del reactor y los núcleos de Trítio que escaparan, pero el Tritio, no emite radiaciones intensas, no se acumula en la cadena trófica, en caso de inhalación o ingestión se metaboliza junto al agua, tiene un corto periodo de vida. No presenta riesgo de accidentes ya que no hay una " masa crítica" que pueda descontrolar la reacción. Es sin duda la energía del futuro.

Inconvenientes: para su puesta en funcionamiento se requieren fuertes inversiones tecnológicas. Técnicamente aún no se han conseguido resultados energéticamente favorables.

Energía geotérmica: origen y áreas productoras de energía geotérmica en España

La energía geotérmica es una fuente de energía renovable ligada a volcanes, géiseres, aguas termales y zonas geológicamente recientes. Su origen es el calor interno de la Tierra, que puede permitirnos obtener agua caliente y vapor de agua. Para que sea útil, la energía geotérmica debe estar concentrada en puntos de temperatura alta. Por tanto, han de ser lugares de gradiente geotérmico anormalmente elevado, por lo que son zonas de actividad ígnea, es decir, situadas sobre un punto caliente o en los límites entre placas.

Existen varios tipos de yacimientos geotérmicos:

Manantiales termales y géiseres: son fuentes de agua subterránea, que se ha calentado en contacto con rocas calientes y que, de manera natural, emerge a la superficie a través de grietas, a temperaturas cercanas al punto de ebullición. Han sido los primeros yacimientos geotérmicos que se han explotado. Los manantiales precisan una fuente de calor, agua y un canal permeable que la lleve a la superficie después de ser calentada. Los géiseres: además de los elementos anteriores requiere un lugar donde el agua se caliente mientras alcanza la temperatura necesaria para provocar la inestabilidad, una abertura del tamaño óptimo, a través del cual se lance el agua; y canales subterráneos para traer agua de recarga después de cada erupción. Por tanto, tener esta combinación no es fácil. Un géiser hará erupción cuando una parte del agua que tiene almacenada sea sobrecalentada y ocurra una generación de vapor relativamente cerca de la abertura superficial.

La producción de energía geotérmica varía dependiendo del tipo de yacimiento.

Yacimientos húmedos: asociados a lugares donde los elevados gradientes geotérmicos permiten que el agua del subsuelo alcance su punto de ebullición a muy poca profundidad (yacimientos de ata temperatura, superior a 150 ºC). Esta agua o vapor a presión puede ser transportado directamente hasta centrales termoeléctricas generadoras de electricidad, instaladas en la superficie. Una vez que



el vapor ha pasado por la turbina, se reintroduce en el subsuelo mediante un circuito cerrado. En determinados acuíferos profundos, aunque el gradiente geotérmico no sea anómalo, se alcanzan temperaturas que oscilan entre 50ºC y 90 ºC (yacimientos húmedos de baja temperatura), por lo que pueden emplearse para alimentar circuitos de agua de calefacciones urbanas, piscinas, secaderos e invernaderos. Este tipo de instalaciones presenta inconvenientes asociados al poder corrosivo de agua, debido a la gran cantidad de sales disueltas que posee. Su empleo ha de tener lugar cerca del yacimiento, pues, de no ser así, se perdería gran cantidad de calor en el transporte. Yacimientos secos: en ellos la energía geotérmica se obtiene a partir de rocas profundas con temperaturas superiores a 300 ºC. Para ello, se fractura la roca mediante explosiones subterráneas y se hace circular agua fría en sentido descendente, recuperándola después de su calentamiento, incluso en forma de vapor, para ser utilizada en la producción eléctrica. La potencialidad de España con respecto a la energía geotérmica es pequeña. Canarias es la comunidad que mayor número de yacimientos de este tipo posee. Sin embargo, en la actualidad, es Murcia la que aprovecha en mayor medida estos recursos, especialmente para climatizar piscinas y obtener agua caliente para la calefacción de balnearios.

Impactos derivados de la explotación de los recursos energéticos

Energía nuclear a) Contaminación térmica: el aumento de la temperatura se debe a la liberación, al medio, el calor absorbido por los sistemas de refrigeración. Las centrales nucleares vierten grandes caudales de agua caliente, que va a parar a los ríos y embalse. Los efectos son cambios en el microclima de la zona, que se torna más cálido y húmedo, y la consiguiente alteración de los ecosistemas. Actualmente no se dispone de medidas realmente eficaces para evitar este problema. b) Contaminación radiactiva: proviene de la extracción, transporte, manipulación, residuos y de accidentes en el reactor. Causada por la emisión de partículas (alfa y beta) o radiaciones (rayos X o rayos gamma) ionizantes. Las radiaciones tienen mayor capacidad de penetración, y Las radiaciones



pueden producir daños o implicar riesgos para los seres vivos. Esto va a depender de las dosis recibidas, y de las características de la persona. Alteran procesos biológicos y son causa de mutaciones. Los residuos radiactivos se clasifican en función de su contenido en radiaciones y su periodo de vida en:

Categoría A.- Vida corta (menos de 30 años), baja actividad, emiten radiaciones beta y gamma. Proceden de centros hospitalarios y centrales nucleares; ropa, herramientas...

Categoría B.- Vida larga, baja o media actividad. Emiten partículas alfa, beta y gamma. Proceden del agotamiento del combustible nuclear.

Categoría C.- Vida larga, alta actividad. Emiten radiaciones alfa, beta y gamma. Plantas de reprocesamiento de combustibles o armamento nuclear.

Impactos derivados de la extracción, transporte tratamiento del combustible fósil y utilización

Extracción, transporte y tratamiento

Petróleo

Las plataformas petrolíferas pueden sufrir accidentes, explosiones, incendios, colapsos, que pueden provocar grandes catástrofes ambientales y humanas a todos los niveles, hidrosfera, atmósfera, geosfera y biosfera.

Los barcos petroleros emiten vertidos al mar en el trasvase, limpieza y pérdidas ocasionales, o pueden sufrir accidentes provocando vertidos de enormes dimensiones que producen catástrofes ecológicas como la del Prestige. Carbón

La extracción y transporte del carbón provoca los mismos impactos de la minería, es decir riesgos para la salud, impacto paisajístico por huecos y escombreras, subsidencias, colapsos y derrumbes. Contaminación de atmósfera, geosfera e hidrosfera. Contaminación acústica.... Gas natural

Una vez licuado, el gas se introduce en barcos y se lleva al país importador. Este medio de transporte es muy peligroso pues existe la posibilidad de accidentes que tendrían terribles consecuencias debido a la explosión de la nube de gas que incrementaría la temperatura y consumiría todo el oxígeno de la zona. El CH4 es un contaminante que aumenta mucho el efecto invernadero, de ahí el peligro de un escape o rotura en el transporte o distribución. Impacto derivado de la utilización Las centrales térmicas de carbón, fuel o gas natural producen vertidos de agua caliente a ríos o mares.

La combustión de los diferentes combustibles fósiles produce gases, cenizas y partículas en suspensión, metales pesados, como el plomo usado en la gasolina como antidetonante. Entre los gases liberados se encuentran: el CO muy tóxico, ya que tiene 210 veces más afinidad por la hemoglobina que el Oxígeno. El CO2 y CH4 producen incremento del Efecto invernadero. El SO2 y NO2 provocan Lluvia ácida. La fotolisis del NO2 es el responsable del aumento de Ozono troposférico. Y NO2 y NO provocan la destrucción del Ozono estratosférico ( capa de Ozono). El gas natural produce una contaminación menor ya que no contiene azufre.



Medidas preventivas Gestión de los residuos radiactivos:

Los residuos Categoría A: (líquidos o sólidos de baja actividad) son tratados convenientemente, (evaporación, filtración, decantación, tratamiento con carbón activo, o resinas de cambio iónico), de forma que la mayor parte de las sustancias quedan retenidas y los gases y líquidos depurados son devueltos al medio ambiente. Los residuos resultantes se introducen en bidones metálicos y se hormigonean, finalmente se depositan en lugares de almacenamiento definitivo de baja profundidad, como El Cabril en Córdoba. Los emplazamientos definitivos suponen una barrera más de ingeniería y geológica que permite el aislamiento total de los mismos durante más de 300 años. El Cabril albergará todos los residuos producidos hasta el 2015.

Los Residuos categoría B o C : (Alta actividad y duración mayor de 100.000 años). En principio se acumulan en las piscinas de las grandes centrales. Posteriormente se trasladan a un almacén temporal en superficie o en seco, donde pierden gran parte de su actividad. Los más peligrosos son tratados previamente en centrales de reprocesamiento. Finalmente se introducen en sus emplazamientos más definitivos. En la actualidad aún no se ha construido completamente ningún Almacenamiento geológico profundo (AGP) Tienen que ser lugares muy especiales con estructuras geológicas muy estables. Además debemos tener en cuenta que estos emplazamientos deben ser seguros incluso aunque el ser humano haya dejado de existir. En España la Gestión de los residuos radiactivos corresponde a la empresa Enresa. También existen una serie de organismos internacionales que velan por la seguridad En España está el CSN: Consejo de Seguridad Nuclear. Combustibles fósiles

Políticas de control de la contaminación y seguridad medioambiental de las instalaciones, servicios de extracción, transporte y tratamiento de los combustibles. Medidas de control y seguridad de los transportes de fuel por mar. (barcos con doble casco, controles exhaustivos de los tanques de carga, revisiones más rigurosas y frecuentes, así como la prohibición de la limpieza de los tanques y trasvases de crudo en alta mar).

Utilización racional de los recursos, con la consiguiente reducción de emisión de contaminantes.

Uso eficiente de las tecnologías, aprovechando al máximo el rendimiento

Reducción de subproductos, aditivos o desechos contaminantes. (Reciclaje y aprovechamiento). Por ejemplo uso del calor residual de las centrales térmicas en piscifactorías o invernaderos.

Sustitución siempre que sea posible por otras energías con menos impacto negativo.

El ahorro energético debe ser tomado como una nueva fuente de energía (ayudas económicas a los consumidores para que compren bombillas y aparatos más eficientes, auditorías energéticas y casas particulares para corregir las pérdidas).

En las industrias se ha conseguido la implantación de técnicas que ahorren energía. En el transporte público también se han conseguido vehículos más eficientes Uso de transporte público Utilizar arquitectura solar pasiva en lo posible. Aislamientos, acristalamientos, dobles ventanas... Aumentar el reciclado de papel y vidrio.

Uno de los principales mecanismos de ahorro es la cogeneración de energía, es decir, la producción de dos formas útiles de energía a partir de una misma fuente, (como electricidad y vapor de agua), que permite aprovechar hasta el 90% de la energía en lugar del 30%.



ACTIVIDADES: EL SUELO. RECURSOS DE LA GEOSFERA Y SUS RESERVAS. Temas largos 1) Degradación del suelo: erosión y desertización. 2) El suelo: concepto, formación y desarrollo. Importancia como recurso. 3) La erosión de los suelos: la desertización. El problema de la desertización en España. 4) Factores y procesos que intervienen en la formación y evolución de los suelos. 5) La erosión del suelo: causas y consecuencias. 6) El suelo: composición, estructura y evolución. 7) Los suelos. Concepto y características generales. Perfil del suelo: principales horizontes. Factores que intervienen en la formación y evolución del suelo. 8) Degradación y contaminación de los suelos. El problema de la desertización y sus repercusiones. Medidas correctoras. 9) Degradación del suelo: erosión y desertización 10) Recursos energéticos: petróleo, carbón, gas natural. . Impactos derivados de su explotación. 11) Energía nuclear. Riesgos e impactos derivados de su uso. 12) Combustibles fósiles: concepto, tipos, características y origen de los mismos. 13) Energía nuclear: origen, tipos y explotación. Contaminación térmica y radiactiva. 14) Impactos derivados de la extracción, transporte, tratamiento del combustible fósil y utilización. 15) Recursos minerales. Recurso y reserva. Impacto de la minería sobre el medio físico, biológico y social. 16) Energía geotérmica. Preguntas cortas 17) ¿Qué es un horizonte edáfico?. 18) ¿Por qué el suelo se considera frecuentemente como una interfase?. 19) Indica las características fundamentales de un horizonte edáfico "B". 20) ¿Qué es la estructura del suelo?. 21) ¿Qué es la textura del suelo?. 22) Cita las medidas de corrección de la erosión del suelo.



23) En el proceso de edafogénesis ¿cuál es el último horizonte del suelo en formarse? Razone la respuesta. 24) ¿Cuál es el horizonte del suelo que suele formarse en último lugar? ¿Cuál es el primero en desarrollarse? Razona la respuesta. 25) ¿Qué niveles edáficos se pueden distinguir en un suelo?. Cita algunas de sus principales características. 26) Indique medidas que contribuyan a disminuir la desertización. 27) ¿Qué es el suelo desde el punto de vista edafológico?. 28) Enumera los factores que intervienen en la formación del suelo (edafogénesis). 29) Indica las características fundamentales de un horizonte edáfico "A" . 30) ¿Qué es el humus y qué importancia tiene? . 31) ¿Cómo se puede detectar la erosión de un suelo? 32) ¿Qué zona de España está sujeta a un mayor riesgo de desertización?, ¿por qué? 33) Indica medidas que pueden contribuir a disminuir la desertización. 34) Significado de mena, ganga y mineral industrial. 35) ¿Qué diferencia existe entre recurso y reserva mineral?. 36) ¿Qué condiciones favorecen la formación del petróleo?. ¿Qué es una trampa de petróleo?. 37) ¿Qué productos se obtienen a partir del petróleo?. 38) ¿Qué condiciones son necesarias para la formación del carbón?. 39) Explica el proceso de formación del carbón. 40) Tanto Islandia como Nueva Zelanda son países en que, gran parte de la energía consumida es de origen geotérmico. ¿Cuál puede ser la causa geotéctónica de ello?. 41) Cite algunos lugares de España donde sea posible la explotación de la energía geotérmica. Razone la respuesta 42) ¿Qué ventajas tiene el gas como fuente de energía?. 43) ¿Qué es y cómo se obtiene la energía geotérmica?. 44) ¿Qué condiciones debe reunir una roca almacén capaz de albergar petróleo?. 45) Diferencias entre fisión y fusión nuclear. 46) ¿Qué es y cómo se obtiene la energía geotérmica?. 47) Ventajas e inconvenientes de la energía geotérmica 48) Indica cuáles son las principales fuente de contaminación radiactiva.



49) ¿Ubicarías una central nuclear en el sureste de España?. 50) Características geológicas de los cementerios nucleares. 51) Cita y explica los posibles impactos ambientales de una cantera. 52) Enumera los principales riesgos e impactos medioambientales de las centrales nucleares. 53) ¿Cuáles son los principales problemas asociados a la minería del carbón?. 54) Ventajas e inconvenientes de la explotación minera subterránea. 55) Ventajas e inconvenientes de la explotación minera a cielo abierto. 56) ¿Cuáles son los contaminantes de una central térmica si está diseñada para trabajar a partir de carbón? 57) Describe algunos impactos derivados de la explotación de los recursos minerales. 58) Principales inconvenientes del uso de combustibles fósiles en la obtención de energía Preguntas de aplicación 59) Observa la figura y responde a las siguientes cuestiones:

a) ¿Qué proceso representa la figura? Describe los principales acontecimientos que se dan durante todo el proceso. b) ¿Cómo se denominan las diferentes capas que se distinguen en la ilustración 4? Comenta las características de la más superficial. c) Indica las consecuencias que tendría para el proceso la eliminación de la vegetación que aparece representada en la ilustración 4.



60) La siguiente tabla describe la situación de tres áreas diferentes:

a) Indica los principales factores que inciden en la erosión de los terrenos de cada una de las áreas y cuál de ellas estará sometida a mayor erosión. Razone la respuesta. b) Indica las características de los suelos que se formarán en cada área y su productividad. c) Medidas de protección del suelo en cada caso.

61) Observa la fotografía adjunta y responda razonadamente a las siguientes cuestiones: a) Indica cómo influye la pendiente topográfica y la cubierta vegetal en la conservación de suelo. b) Señala y explica en este caso las relaciones entre las actividades humanas observadas y la conservación de suelo. c) Indica y razona qué efectos ambientales tendría sobre este paisaje una masiva emigración rural, y el consiguiente abandono de las explotaciones. 62) En la siguiente figura se presenta el esquema de una cantera a cielo abierto.

a) Explica el concepto de árido y sus posibles usos.

b) Señala los efectos medioambientales que una cantera de estas características puede ocasionar en fase de explotación y después de la explotación.

c) Indica posibles medidas correctoras.

el suelo. recursos de la geosfera y sus reservas. 10 el suelo.pdf... · desde un punto de vista...

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