geosfera ponencia selectividad 2013-14
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GEOSFERA PONENCIA SELECTIVIDAD 2013-14 1. ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN DE LA TIERRA. TECTÓNICA DE PLACAS. Modelo geoquímico y modelo dinámico. Dinámica de placas. Conceptos básicos: corteza terrestre (corteza continental, corteza oceánica), manto, núcleo, litosfera, astenosfera, placa litosférica, expansión oceánica, corrientes de convección, dorsales, fallas transformantes, zona de subducción, puntos calientes, orógenos. 2. PROCESOS GEOLÓGICOS INTERNOS Y SUS RIESGOS. 2.1. Energía interna de la Tierra. Origen y transmisión. Deformación de las rocas. Deformación frágil: fallas. Conceptos básicos: gradiente geotérmico, falla normal, falla inversa, falla de desgarre. 2.2. Sismicidad. Origen de los terremotos. Tipos de ondas sísmicas. Magnitud e intensidad de un terremoto. Distribución de terremotos según la Tectónica de Placas. Riesgo sísmico y planificación. Áreas de riesgo símico en España. Conceptos básicos: ondas sísmicas, ondas sísmicas internas, ondas sísmicas superficiales, hipocentro (foco), epicentro, sismograma. 2.3. Vulcanismo. Magmas ácidos y básicos. Tipos de erupciones. Distribución de áreas volcánicas según la Tectónica de Placas. Riesgo volcánico y planificación. Áreas de riesgo volcánico en España. Conceptos básicos: magma, viscosidad de un magma, volcán, partes de un volcán (cráter, chimenea, cono volcánico, cámara magmática). 3. PROCESOS GEOLÓGICOS EXTERNOS Y SUS RIESGOS. 3.1. Procesos geológicos externos. Meteorización y tipos. Erosión, transporte y sedimentación en la zona templada. Principales agentes. Conceptos básicos: crioclastia o gelifracción, termoclastia, bioclastia, hidrólisis, carbonatación, disolución, oxidación, hidratación, agentes geológicos externos (agua, hielo, viento, seres vivos), modalidades de transporte de partículas (suspensión, saltación, reptación, rodamiento, disolución), procesos de sedimentación (decantación, precipitación). 3.2. Sistemas de ladera y sus riesgos. Desprendimientos, deslizamientos y coladas de barro. Riesgos ligados a la inestabilidad de laderas. Predicción y prevención. Conceptos básicos: lavado, arroyada, reptación, solifluxión, carcavamiento (cárcavas o bad-lands), avalancha, caída de rocas, canchal, drenajes, muro de contención, anclajes. 3.3. Sistema fluvial y sus riesgos. Perfil de equilibrio. Terrazas fluviales. Nivel de base de un río. Deltas y estuarios. Riesgos ligados a los sistemas fluviales: inundaciones. Predicción y prevención. Conceptos básicos: meandro, torrente, cuenca de recepción, canal de desagüe, cono de deyección, caudal, hidrograma, curso alto, curso medio, curso bajo, llanura de inundación. 3.4. Sistema litoral y sus riesgos. Tipos de costas. Agentes físicos que actúan sobre el litoral. Morfología costera: formas de erosión y formas de acumulación. Riesgos asociados al sistema litoral: tempestades, destrucción de playas, retroceso de acantilados. Impactos derivados de la acción antrópica. Conceptos básicos: zona litoral, olas, mareas, corrientes de deriva litoral, cambios del nivel del mar, costa de inmersión, costa de emersión, acantilados, plataformas de abrasión, playas, flechas, barras, cordones litorales, tómbolos, albuferas, marismas. 3.5. El suelo. Composición. Procesos edáficos. Factores que intervienen en la formación del suelo. Perfil de un suelo. Importancia de los suelos. Degradación y contaminación de los suelos. Erosión de los suelos: desertización. Medidas correctoras de la erosión del suelo.
Conceptos básicos: porosidad y permeabilidad del suelo, fases del suelo (sólida, líquida, gaseosa), horizonte edáfico, roca madre, principales contaminantes de los suelos (metales, lluvia ácida, compuestos orgánicos, salinización), erosividad, erosionabilidad. 4. RECURSOS DE LA GEOSFERA Y SUS RESERVAS. Recursos minerales. Recurso y reserva. Recursos energéticos: petróleo, carbón, gas natural. Energía geotérmica. Energía nuclear: origen, tipos y explotación. Impacto de la minería sobre el medio físico, biológico y social. Contaminación térmica y radiactiva. Impactos derivados de la extracción, transporte, tratamiento del combustible fósil y utilización. Conceptos básicos: ganga, mena, carbonización, turba, hulla, lignito, antracita, migración del petróleo, roca madre, roca almacén, trampa petrolífera, radiactividad, radiactividad natural, fisión nuclear, fusión nuclear, manantiales termales, géiseres.
1. ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN DE LA TIERRA. TECTÓNICA DE PLACAS.
Modelo geoquímico y modelo dinámico. Dinámica de placas. Conceptos básicos: corteza terrestre (corteza continental, corteza oceánica), manto, núcleo, litosfera, astenosfera, placa litosférica, expansión oceánica, corrientes de convección, dorsales, fallas transformantes, zona de subducción, puntos calientes, orógenos.
Modelo geoquímico:
La existencia de discontinuidades en el interior de la Tierra señala zonas de separación entre capas que presentan distinta composición química (corteza, manto y núcleo), distinta composición mineralogía (manto externo y manto interno) o estado físico diferente (núcleo externo y núcleo interno).
1. Corteza: es la capa más externa y delgada de la tierra. Se extiende desde la superficie hasta la discontinuidad de Mohorovicic. A diferencia de otras zonas terrestres, la corteza presenta grandes diferencias laterales de grosor y de composición, está formada, fundamentalmente, por silicatos de aluminio, calcio, sodio y potasio. Se distinguen dos tipos de corteza:
La corteza continental, que tiene entre 25 y 70 Km de espesor y está integrada por rocas pocos densas (2,7 g/cm³). En su mitad inferior predominan las rocas metamórficas como el gneis y los esquistos. Entre ella se sitúan grandes macizos de granito, y en la zona más superficial abundan los sedimentos y las rocas sedimentarias. Las edades de las rocas de esta corteza esta comprendidas entre 0 y 4000 millones de años. La corteza oceánica, es mucho más delgada, su espesor oscila entre 5 y 10 Km. Esta estratificada en tres niveles: una capa de sedimentos superficial; debajo de ella hay una capa de basaltos; y por último, una capa de gabros. Su densidad media es de 3 g/cm³. Las rocas de la corteza oceánica son más jóvenes que las de la corteza continental. Su edad esta comprendida entre 0 y 180 millones de años.
2. Manto: es la zona comprendida entre las discontinuidades de Mohorovicic y Gutenberg. Por tanto se extiende desde la base de la corteza hasta una profundidad de 2900 kilómetros. Está constituido por peridotita, cuyo mineral más abundante es el olivino. Las diferencias de densidad existentes entre el manto superior (3,3 g/cm³) y el inferior (5,5 g/cm³) se deben a los efectos de la presión, que fuerzan a los átomos que componen los minerales a reorganizarse formando estructuras más compactas y densas. Estos cambios de densidad están separados por zonas de transición que ponen de manifiesto la aparición de discontinuidades debidas a incrementos de velocidad de las ondas sísmicas.
La primera discontinuidad se encuentra alrededor de los 400 Km de profundidad, donde tiene lugar la primera transición, cuando el olivino cambia de fase y origina la estructura más compacta de la espinela.
La segunda discontinuidad, llama da discontinuidad de Repetti, aparece a los 670 Km de profundidad, donde tiene lugar la segunda transición, cuando la espinela cambia y se transforma en el mineral perovskita, que marca el límite de separación entre el manto superior y el manto inferior.
3. Núcleo: es la esfera central y se extiende desde la discontinuidad de Gutenberg hasta el centro de la Tierra. Su alta densidad, entre 10 y 13 g/cm. Su comportamiento ante las ondas sísmicas y el papel que se le atribuya en la creación del campo magnético apoyan la hipótesis de un núcleo ferroso relacionado con el impacto de meteoritos metálicos en los primeros momentos de la formación del planeta. Se supone que el hierro fue al centro de la Tierra, ya que este mineral posee un núcleo muy estable. Actualmente, se divide en dos capas separadas por la discontinuidad de Weichert-Lehman:
El núcleo externo, es una capa líquida que no permite el paso de las ondas S, y se extiende desde los 2900 Km a los 5150 Km. Se le calcula una densidad de 9,9 g/cm³ con una temperatura de 4000 a 6000 ºC. Está compuesto fundamentalmente por hierro, níquel y algo de azufre, silicio y oxigeno.
El núcleo interno, es una capa sólida que se extiende desde los 5150 Km a los 6730 Km. Se le calcula una densidad cercana a los 13 g/cm³ con una temperatura de 6000 a 6600 ºC. Está constituido probablemente por cristales de una aleación de hierro y níquel.
Modelo dinámico:
Los materiales rocosos del interior de la Tierra manifiestan distintas propiedades físicas (densidad, rigidez, estado físico, etc.) y diferentes comportamientos ante las
deformaciones. Esto es debido a los elevados valores de presión y temperatura a los que se ven sometidos. Pero esto no significa que las zonas profundas se encuentren en estado de fusión.
• Litosfera: es la capa más externa y rígida de la Tierra. Incluye toda la corteza y algo de manto superior, su grosor varía de unos lugares a otros. Bajo los océanos, la litosfera oceánica, tiene de 50 a 100 Km de espesor, mientras que en los continentes, la litosfera continental, tiene de 100 a 200 Km; incluso, bajo algunos continentes antiguos, llega hasta los 300 Km. Aunque sus materiales rocosos tienen diferente composición química, constituyen, sin embargo, una unidad rígida y quebradiza que manifiesta propiedades mecánicas. Pero la litosfera no forma una capa continua sino se encuentra fragmentada y cada uno de los fragmentos constituye una placa litosférica. Estas placas flotan sobre la astenosfera y mantienen un equilibrio de flotación que recibe el nombre de isostasia; además, se desplazan lateralmente unas respecto de otras. Si la placa acumula sedimentos en las cuencas sedimentarias o hielo durante las glaciaciones, la placa litosférica, se hundirá más; si por el contrario, la placa se descarga por la erosión que arrastra materiales o por el deshielo, se restablecerá el equilibrio isostático, por lo tanto sufrirá un empuje hacia arriba.
• Astenosfera: es una zona que se pone de manifiesto en el manto superior por debajo de la litosfera y alcanza hasta la discontinuidad de Repetti a los 670 Km de profundidad. Corresponde a la zona en la que las ondas sísmicas P y S disminuyen ligeramente su velocidad. Dado que se trata de una proporción del manto, la roca que la compone es la peridotita y se encuentra en estado sólido, aunque próximas a la fusión. En la parte superior de esta capa tiene lugar la formación de los magmas, pues su elevada plasticidad permiten que se establezcan corrientes de convección entre las zonas más cálidas y otras más frías, que serán importantes fenómenos relacionados con la tectónica de placas: dorsales oceánicas y zonas de subducción.
• Mesosfera: comprende la región del manto, situada bajo la astenosfera y por encima de la capa D. Sus materiales propagan el calor mediante lentas corrientes de convección de forma que las rocas cristalizadas del manto inferior se irán haciendo cada vez menos densas por efecto de la temperatura y ascenderán muy despacio, a la velocidad de unos pocos centímetros por año, hasta que se enfríen y vuelvan a descender. La capa D es una zona discontinua e irregular, integrada por materiales de la mesosfera que, por su mayor densidad, están en el fondo de este. Se pone de manifiesto por una pequeña disminución de la velocidad de las ondas sísmicas y separa el manto inferior del núcleo externo; se trata de una de las zonas más dinámicas del planeta, ya que acumula el calor procedente del núcleo externo. Este calor acumulado escapa lentamente y genera zonas de convección en la mesosfera y en la astenosfera, pero una parte del calor restante, acumulada durante millones de años, escapa de forma errática y origina un chorro, penacho o pluma de magma profundo y muy cálido que asciende a través del manto y la astenosfera, hasta alcanzar la litosfera oceánica o continental, a la que perfora para originar un punto caliente (hot spot) con intensa actividad volcánica.
• Endosfera: es la zona más interna de la Tierra, constituida por el núcleo y se divide en dos partes:
El núcleo externo, situado por debajo del manto llega hasta 5150 Km de profundidad. Se encuentra en estado líquido, está agitado por corrientes de convección y desempeña un papel clave en la creación del campo magnético terrestre. El campo magnético terrestre, denominado magnetosfera, rodea a la Tierra y se extiende hasta el espacio exterior; constituyen un indivisible escudo protector de líneas curvas de fuerza magnética que desvía el incesante bombardeo de las partículas energéticas procedentes del sol.
El núcleo interno, situado debajo de núcleo externo, el lugar más profundo de la Tierra, se da temperaturas de unos 4500 ºC, pero se mantiene sólido por su elevada presión. A medida que el núcleo libera calor a través del manto, el hierro cristaliza y se acumula en el fondo. Este hierro sólido seguramente desprovisto de los elementos ligeros que existen en el núcleo externo, es el que constituye el núcleo interno. De esta manera aumenta el tamaño de la zona más interna del planeta, probablemente a un ritmo de algunas décimas de milímetro por año.
2.
PROCESOS GEOLÓGICOS
INTERNOS Y SUS RIESGOS.
2.1. Energía interna de la Tierra. Origen y transmisión. Deformación de las rocas. Deformación frágil: fallas. Conceptos básicos: gradiente geotérmico, falla normal, falla inversa, falla de desgarre. 2.2. Sismicidad. Origen de los terremotos. Tipos de ondas sísmicas. Magnitud e intensidad de un terremoto. Distribución de terremotos según la Tectónica de Placas. Riesgo sísmico y planificación. Áreas de riesgo símico en España. Conceptos básicos: ondas sísmicas, ondas sísmicas internas, ondas sísmicas superficiales, hipocentro (foco), epicentro, sismograma.
2.1 Energía interna de la Tierra:
El interior terrestre situado bajo la litosfera se encuentra agitado por corrientes de
convección que afectan a la astenosfera, a la mesosfera, al núcleo externo y probablemente
también, al interno. No hay duda de que el calor del interior terrestre tiene un papel
determinante en la dinámica litosférica. Si el interior estuviese frío, no habría tectónicas de
placas. Por eso se dice que la Tierra es una máquina térmica. No obstante, la energía
gravitatoria parece desempeñar un papel importante.
La energía interna de la Tierra puede ser térmica y elástica.
La energía térmica tiene un doble origen: Una parte procede del calor residual de la formación
del planeta y por otra la desintegración de elementos radioactivos naturales de vida media
larga como el 232Th, 238U, 40K, 235U, procedentes tanto de rocas de la litosfera como de materiales
del manto.
Este calor que irradia desde el interior hacia el exterior se denomina flujo térmico (Q); es
máximo en las dorsales oceánicas y zonas de reciente formación y disminuye en las de
formación antigua (escudos):
Q = K. dT/dH , donde K es la conductividad térmica de los materiales y dT/dH es el gradiente
geotérmico o aumento de la temperatura a medida que profundizamos en la Tierra.
Experimenta un incremento del orden de 1 °C cada 33 metros de profundidad en los primeros
kilómetros, para luego estabilizarse.(GRADIENTE GEOTÉRMICO)
El calor interno que irradia hacia la superficie se manifiesta en forma de volcanes,
terremotos, deformaciones corticales y, en última instancia, radiación infrarroja de la
Tierra al espacio. Lo hace mediante tres mecanismos:
Radiación. Mecanismo de transmisión de la energía sin soporte físico, en forma de ondas
electromagnéticas, como las infrarrojas. Es la principal forma de transmisión de calor a la
atmósfera
Conducción térmica. Proceso por el cual se transmite energía térmica en forma de calor
de un cuerpo a otro de forma directa a través de un medio conductor. Se da en la litosfera.
Convección. Proceso por cual se transmite el calor de una zona a otra de un fluido
mediante el establecimiento de corrientes debidas a la diferente temperatura que les
separa. En un fluido, la zona que se encuentra más cerca del foco de calor aumenta su
temperatura y, por tanto, disminuye su densidad; al disminuir esta, el fluido tiende a
ascender, con lo cual se aleja del foco de calor. A alejarse se enfría, por lo que aumenta
su densidad y también su peso, volviendo a caer. Así, sucesivamente, se establece una
corriente que dura mientras existe el foco de calor. Se da en el manto.
Las corrientes de convección mantélicas comienzan con la aparición de plumas
convectivas (en inglés, hot spots), originadas en la capa D o base del manto, que
ascienden hasta la litosfera, provocando el abombamiento y fractura de la litosfera,
originando una dorsal por donde el fluido sale al exterior.
Las corrientes de convección del manto, conducen el movimiento de las placas litosféricas
situadas sobre él hacia zonas más frías, donde subducen.
La subducción contribuye al enfriamiento del manto superior. La placa que subduce
transporta material más frío al manto, lo que provoca un descenso en las corrientes de
convección, que en algunos casos puede llegar hasta el núcleo externo, provocando el
ascenso de los materiales allí existentes.
Otro tipo de energía interna es la elástica, acumulada en los materiales cuando son
sometidos a diferentes fuerzas. Si las fuerzas actuantes superan la resistencia del
material, éste se fractura permitiendo la liberación de la energía acumulada en forma de
ondas sísmicas, originándose un terremoto. Esta energía se transmite a lo largo de las
rocas terrestres en forma de ondas que denominamos ondas sísmicas. Una pequeña
parte es liberada en forma de calor por la fricción de los materiales.
La parte de la Tierra que posee estas características de rigidez es la litosfera, pues tiene
la suficiente resistencia para almacenar energía elástica sin que su material se deforme.
La energía interna determina los movimientos corticales y todos los fenómenos asociados,
como magmatismo, metamorfismo, formación de montañas, etc.
Deformación de los materiales terrestres.
Las rocas situadas en el interior de la corteza terrestre se encuentran soportando la
presión ejercida por los materiales situados sobre ellas: es la presión litostática. Por otra
parte la dinámica de las placas litosféricas hace que las rocas puedan verse sometidas a
esfuerzos. En geología se denominan así a las presiones dirigidas que tienden a extender
o comprimir las rocas. Como consecuencia las rocas experimentan cambios en su forma,
posición o volumen llamados deformaciones. Factores que influyen en la deformación: la
temperatura, la cantidad de fluidos, el tiempo de actuación de los esfuerzos tectónicos y
la naturaleza de la roca. Estos factores influyen plásticamente y elásticamente.
Hay dos tipos de deformaciones:
Los pliegues: deformaciones plásticas.
Los pliegues son flexiones u ondulaciones que presentan las masas de rocas. Implican
un comportamiento plástico de las rocas que han sido sometidas a esfuerzos
compresivos. Los pliegues cambian la disposición horizontal que inicialmente poseen los
estratos.
En un pliegue se distinguen los siguientes elementos:
Charnela. Es una línea imaginaria que define la máxima curvatura.
Plano axial. Es el plano que contiene todas las líneas de la charnela.
Flanco. Es cada una de las superficies situadas a los lados de la charnela.
Núcleo. Es la parte interna del pliegue.
Eje. Es la línea de intersección del plano axial con la superficie topográfica.
Inmersión o Buzamiento. Es el ángulo que forma el eje con la horizontal.
Vergencia. Es el sentido en el que se inclinan los planos axiales.
Tipos de pliegues.
Los pliegues pueden clasificarse atendiendo diversos criterios. La división más importante distingue entre: Anticlinal. Pliegue que tiene en su núcleo los materiales más antiguos. Sinclinal. Pliegue que tiene en su núcleo los materiales más modernos.
Según la posición de su plano axial, se clasifican en rectos, inclinados, tumbados e
invertidos. Por su simetría, se diferencian entre pliegues simétricos y asimétricos.
Las fallas: deformaciones por rotura.
Una falla es una rotura de la roca, originada por esfuerzos distensivos o compresivos, que
va asociada a un desplazamiento relativo de los bloques rocosos fracturados. Como
consecuencia de su actividad se puede producir un terremoto.
En una falla, se distinguen los siguientes elementos: Plano de falla. Es la superficie de fractura respecto a la cual se desplazan los bloques de rocas fracturados. Labio. Se refiere a cada uno de los bloques de roca desplazados. Salto de falla. Es el desplazamiento relativo entre dos puntos situados antes de la fractura. Buzamiento. Es el ángulo de inclinación del plano de falla respecto a la horizontal.
Tipos de fallas. Hay tres tipos básicos de falla: Falla normal o directa. En la que el plano de falla buza hacia el labio hundido. Se origina como respuesta a esfuerzos de tracción o por distensión de las rocas. Como consecuencia, hay un aumento de la superficie del terreno.
Falla inversa. En la que el plano de falla buza hacia el labio levantado. Se origina como
respuesta a esfuerzos de compresión. Como consecuencia, hay una disminución de la
superficie del terreno.
Falla de desgarre. En la que el desplazamiento relativo de los bloque se produce en la
horizontal, por lo que no hay labio levantado ni labio hundido.
Fallas de transformación. En este tipo de fallas se produce un desplazamiento lateral de una placa con respecto a
otra. En estos límites de placa no se crea ni se destruye la litosfera, por lo que también se
denominan bordes conservativos. No hay vulcanismo asociado a estos bordes. Sin
embargo, los terremotos son frecuentes, aunque solo aquellos que tienen un foco sísmico
somero. Además son zonas de fractura que no poseen un tipo de relieve característico.
Hay dos tipos de bordes conservativos:
El primero y más frecuente corresponde a las fallas que cortan transversalmente a las dorsales oceánicas, produciendo un desplazamiento lateral de la dorsal de hasta varios cientos de kilómetros.
El segundo corresponde a las fracturas que conectan dos límites diferentes de placa en donde tiene lugar frecuentes movimientos sísmicos. Es el caso de la falla de San Andrés (California).
2.2 Sismicidad.
Origen de los terremotos. Un seísmo o terremoto es una sacudida brutal del suelo causada por la facturación de las
rocas en profundidad, debida a la lente acumulación de energía, que se libera súbitamente
cuando las rocas se fracturan.
Las vibraciones originadas se propagan en forma de ondas sísmicas que forman frentes
de ondas esféricas y recorren el interior del globo terráqueo, en todas las direcciones. A lo
largo de sus trayectorias experimentan determinados cambios en la velocidad y en la
dirección de propagación, relacionados con la naturaleza y las propiedades de las rocas
que atraviesan.
Las ondas sísmicas se generan en una zona puntual denominada foco o hipocentro, que
se localiza a varios kilómetros de profundidad, y al cabo de un tiempo se pueden captar
mediante receptores denominados sismógrafos que registran la llegada de las ondas
mediante unos gráficos llamados sismogramas; el epicentro es la zona de la superficie
terrestre situada directamente sobre el foco.
Escala de Richter: mide la magnitud de un terremoto, que es la medida de la energía liberada por el seísmo (se calcula a partir de un sismograma midiendo la amplitud máxima de las ondas P y S). El valor de la magnitud de Richter carece de límites y teóricamente puede alcanzar todos los valores en función de la energía liberada.
Escala de Mercalli: mide la intensidad de un terremoto, que es una estimación subjetiva de los efectos que produce un terremoto sobre las personas, los objetos, las construcciones y el terreno. La intensidad es distinta en cada lugar ya que varía con la distancia al epicentro. Esta escala consta de doce grados ordenada con números romanos del I al XII.
Tipos de ondas sísmicas.
Ondas P o primarias. Son las primeras en llegar a un punto determinado por su mayor velocidad. Son ondas de compresión, longitudinales, y provocan en las rocas una sucesión de compresiones y expansiones que desplazan las partículas hacia delante y hacia atrás en sentido de la propagación. Se transmiten en todos tipos de medios, sólidos, líquidos y gaseosos.
Ondas S o secundarias. Se propagan a menor velocidad que las ondas P. Son ondas de cizalla, transversales. Las partículas se mueven a un lado y a otro, perpendicularmente al sentido de propagación y se transmiten solo en medios sólidos.
Ondas de Rayleigh. Son las ultimas en llegar. Cuando las ondas P y S alcanzan el epicentro generan ondas superficiales. Las partículas se mueven describiendo un movimiento elíptico que se vuelve opuesto al de propagación en la cresta de la onda y que sacude a las rocas de arriba abajo y de atrás adelante.
Ondas de Love. Son ondas superficiales. Las partículas se mueven de un lado a otro perpendicularmente a la dirección de propagación.
Las ondas sísmicas se comportan como cualquier tipo de ondas, reflejándose o
retractándose. Al cambiar las propiedades del medio por el que viajan, las ondas cambian
la velocidad de propagación y, según la ley de Snell, el ángulo de refracción será distinto
al ángulo de incidencia, llegando incluso a reflejarse.
Distribución de terremotos según la Tectónica de Placas. Riesgo sísmico y planificación La superficie de la Tierra está en incesante cambio. Las placas litosféricas no son estáticas, se mueven, aparecen y desaparecen, separan los continentes y vuelven a juntarlos, aplastan las rocas y levantan montañas en lugares que antes eran mares. Las causas de este movimiento litosférico y sus consecuencias geológicas se explican mediante la teoría de la tectónica de placas, que es una teoría global, ya que los grandes fenómenos geológicos (expansión del fondo de los océanos, deriva continental, vulcanismo, sismicidad, formación de montañas...) tienen una explicación conjunta y son motivados por una causa común: el calor interno de la Tierra, motor de las placas. Según la teoría de la tectónica de Placas, la litosfera está dividida en fragmentos denominados placas litosféricas, que encajan entre sí como las piezas de un rompecabezas y se desplazan lentamente sobre la astenosfera.
La fricción o bien la subducción que ocurre en el movimiento de estas placas provocan continuos fenómenos sísmicos. Como puedes ver en la imagen siguiente, hay una gran coincidencia de ala actividad sísmica, volcánica y los bordes de placa (Cinturón de fuego del Pacífico)
Riesgo sísmico y planificación antisísmica
El riesgo sísmico es la capacidad de daño que puede ocasionar un temblor por unidad de
tiempo. Ya hemos estudiado que la mayor parte de zonas sísmicas están asociadas a bordes
de placa, pero algunas están relacionadas a procesos intraplaca. Las zonas de riesgo sísmico
pueden clasificarse mediante el índice de sismicidad, que indica el número de seísmos
registrados por cada 100.000 km2 de superficie. Este índice permite construir una gradación
de zonas sísmicas, encabezado por Japón, con un índice de sismicidad de 382, seguido por
Chile, Nueva Zelanda e Italia.
La capacidad destructiva de un terremoto está directamente relacionada con la energía liberada
durante el mismo, es decir, con su magnitud. Pero no debemos confundir la magnitud con la
intensidad sísmica.
La intensidad es una medida subjetiva de los efectos de los sismos sobre los suelos, personas
y estructuras hechas por el hombre. No usa instrumentos sino que se basa en las
observaciones de testigos presenciales y en el estudio directo de los efectos en el lugar donde
se ha producido el Terremoto. Es útil para describir el terremoto en zonas en las que no hay
sismógrafos próximos y para comparar los terremotos antiguos.
La escala más utilizada para medir la intensidad es la Mercalli modificada o MKS. Tiene
12 grados y, a modo de ejemplo, el nivel 5 corresponde a personas dormidas que se
despiertan con el temblor, el nivel 7 supone la aparición de grietas en las paredes y
cristales rotos y el nivel 10 describe raíles del ferrocarril levantados y torcidos.
La magnitud es una medida objetiva de la energía de un sismo hecha con sismógrafos. La
más conocida y usada es la de Richter (1935) y mide “el logaritmo de la máxima amplitud de
un sismograma registrado por un instrumento estándar, a una distancia de 100 kilómetros
del epicentro". Posteriormente ha sufrido correcciones, pero la idea básica sigue siendo la
misma. Como la escala es logarítmica el paso de una unidad a la siguiente supone
multiplicar la energía por diez.
Magnitud en Escala Richter
Menos de 3.5 Generalmente no se siente, pero es registrado 3.5 - 5.4 A menudo se siente, pero sólo causa daños menores 5.5 - 6.0 Ocasiona daños ligeros a edificios 6.1 - 6.9 Puede ocasionar daños severos en áreas muy pobladas 7.0 - 7.9 Terremoto mayor. Causa graves daños 8 o mayor .Gran terremoto. Destrucción total de comunidades cercanas
El mayor terremoto conocido en el mundo se produjo en Chile en 1960 y tuvo una magnitud de 9,5. Ocasionó 6000 muertos y produjo un tsunami que causó víctimas en Hawaii y Japón.
Mención especial merecen los Tsunamis, movimientos del agua de mar provocados por
térremotos submarinos. Son olas enormes con longitudes de onda de hasta 100 kilómetros y
que viajan a velocidades de 700 a 1000 km/h. En alta mar la altura de la ola es pequeña, sin
superar el metro; pero cuando llegan a la costa, al rodar sobre el fondo marino alcanzan
alturas mucho mayores, de hasta 30 y más metros. El tsunami está formado por varias olas
que llegan separadas entre sí por unos 15 o 20 minutos. La primera que llega no suele ser la
más alta, sino que es muy parecida a las normales. Después se produce un impresionante
descenso del nivel del mar seguido por la primera ola gigantesca ya continuación por varias
más. Uno de los más catastróficos conocidos fue el de Banda Aché en la navidad de 2004-
05 que dejó más de 300000 víctimas
Los precursores sísmicos
En principio, un terremoto se desencadena cuando la tensión acumulada en los labios de una
falla supera el rozamiento en el plano de ésta. Por tanto, estas tensiones y sus
manifestaciones en el terreno serán los principales precursores sísmicos. Entre ellos
destacamos los siguientes:
Elevaciones del terreno. Por lo general son de pequeño tamaño (centímetros) y suelen preceder a seísmos de magnitud media a elevada. Se deberían al volumen de las microgrietas formadas en el terreno próximo a la falla como respuesta a los esfuerzos tectónicos y a las deformaciones de los materiales en los campos elástico y plástico. Cambios en la conductividad eléctrica y en el campo magnético Disminución de la relación Vp/Vs de las ondas sísmicas que atraviesan el terreno en las inmediaciones de la falla, que se cree que son debidas al descenso de rigidez, incompresibilidad y densidad del terreno agrietado. Aumento de la cantidad de radón en el agua de pozos profundos hasta un valor triple del inicial. No se saben con certeza sus causas.
Aumento de la cantidad de microsísmos locales que serían debidos a la deformación plástica
del terreno puede absorber más tensión, y a que los labios de la falla están comenzando a
ceder ante el esfuerzo
La predicción sísmica
El número de temblores ocurridos a lo largo del tiempo de un área de alto grado de sismicidad permite definir una cadencia media de los seísmos. En estas regiones, las zonas con periodos de calma sísmica (lagunas sísmicas) más largos son las de mayor riesgo, ya que son las que han acumulado tensiones durante más tiempo. Por su parte, el estudio de los precursores se realiza mediante un instrumental diverso como radiotelescopios, satélites, sismógrafos, inclinómetros, deformímetros ... Algunos parámetros usados en la predicción: Sismos premonitores que preceden a los terremotos Ausencia de microsismos. Disminución de la relación Vp/Vs gracias a los cambios de volumen en las rocas Cambio en la cantidad de radón en las rocas o el agua Cambios en el flujo o temperatura del agua de los manantiales Cambios en la resistividad eléctrica del terreno Cambios en la piezoelectricidad de algunos minerales Cambios topográficos Cambios gravimétricos Comportamiento anómalo de algunos animales.
Las medidas antisísmicas Las principales medidas para evitar o minimizar riesgos son la confección de mapas de riesgos, la ordenación del territorio para evitar ubicaciones peligrosas y el aumento de la seguridad de las construcciones en zonas sísmicas (estructuras de vigas de acero, edificios ligeros para reducir al mínimo la inercia de sus vibraciones, etc.). Analizar las cargas estáticas y dinámicas las que se suman a las estáticas debidas al tráfico cercano) de los edificios es de suma importancia. Las recomendadas son las siguientes: Establecer zonas con restricciones para la construcción cerca de fallas o zonas típicas de deslizamientos de ladera. Reforzar las estructuras de los edificios existentes y diseñar las de los nuevos de manera que resistan las sacudidas del suelo y respeten las normas de construcción. Educar a la población para proteger su vida y sus propiedades Fomentar la contratación de seguros para paliar las pérdidas económicas.
Áreas de riesgo sísmico en España
Se conocen decenas de terremotos destructores que han causado grandes daños en
personas y bienes, en la Península, en los últimos siglos.
Las zonas con más probabilidad de padecer sismos son el sur y sureste de la Península y
el Pirineo. Esta distribución de
terremotos, junto con la situación
geográfica de las cadenas
montañosas permite deducir que
existen tres límites convergentes que
delimitan microplacas, situadas entre
dos grandes placas litosféricas, las
placas Euroasiática y Africana.
• Límite convergente en los Pirineos: contacto entre la placa euroasiática y la microplaca ibérica, • Límite convergente situado en las cordilleras Béticas: contacto entre la microoplaca de Alborán y la placa africana. • Límite convergente situado en el Atlas (Norte de África): contacto entre la microoplaca de Alborán y la placa africana
Sismograma: Un sismograma es un registro del movimiento del suelo llevado a cabo por un sismógrafo.
Dado que las ondas primarias P que se propagan a mayor velocidad que otros tipos de ondas, son las primeras en ser registradas en un sismograma. Después llegan las ondas S y por último las ondas superficiales (ondas Rayleigh y ondas Love).
2.3. Vulcanismo. Magmas ácidos y básicos. Tipos de erupciones. Distribución de áreas volcánicas según la Tectónica de Placas. Riesgo volcánico y planificación. Áreas de riesgo volcánico en España.
Conceptos básicos: magma, viscosidad de un magma, volcán, partes de un volcán (cráter, chimenea, cono volcánico, cámara magmática). Los volcanes son manifestaciones en la superficie de un planeta o satélite de la energía geotérmica terrestre, con emisión de productos sólidos, líquidos o gaseosos. De todos los tipos de volcanes en la superficie de la Tierra, los más relevantes comprenden el "Cinturón de Fuego del Pacífico". Estos son volcanes compuestos que se forman a consecuencia de un proceso de subducción en la cercana litósfera. Los factores que determinan el tipo de vulcanismo son: • Viscosidad de la lava, que depende de su composición química, y en concreto de la cantidad de SiO2 más sílice, mayor viscosidad. • Explosividad de la lava, relacionada con la presencia de volátiles en el magma, de forma que, cuanto más cantidad se encuentren disueltos, más explosiva será la lava. En base a estos factores distinguimos dos tipos de erupciones: 1- Erupciones explosivas.- Si el magma es viscoso y muy rico en sustancias volátiles, cuando va ascendiendo a la superficie los gases que estaban disueltos en profundidad debido a las elevadas presiones, pasan a formar burbujas dentro de la masa de magma y en un determinado momento explotan, lanzando a la atmósfera, a gran velocidad, masas de lava incandescente y fragmentos de roca de la chimenea del volcán. La violencia de las explosiones de un volcán aumenta cuando el magma se pone en contacto con masas de agua (lagos, neveros, acuíferos, etc.) a las que vaporiza violentamente. La nube ardiente acompañada de fragmentos incandescentes y sólidos que se forma en una erupción explosiva se desplaza a unos 100 km/h con una gran capacidad destructiva. La que se formó en la explosión del Mont Pelé en La Martiinica, el año 1902, alcanzó los 150 km/h y produjo 30 000 muertes. 2- Erupciones efusivas.- Si el magma es fluido y con pocos gases fluye en forma de colada de lava líquida causando muchos menos daños. La velocidad de la colada no suele ser muy alta y los daños materiales se derivan de que las coladas llegan a extenderse hasta decenas e incluso centenares de km desde la boca del volcán destruyendo campos de cultivo y asentamientos humanos.
Tipos de magmas:
Principales tipos de magmas
Los magmas más abundantes y característicos son tres: básico o basáltico, ácido o granítico e intermedio o andesítico.
Los dos primarios (básico y granítico) son magmas primarios, es decir, provienen de la fusión directa de rocas del manto.
Magma básico: procede de la fusión parcial de las peridotitas que componen el manto. Tienen bajocontenido en sílice y se encuentran a alta temperatura y presenta baja viscosidad, por lo que el fundido es bastante fluido y origina flujos de lava lentos, como los de las islas Hawai
Las rocas que se forman por solidificación de estos magmas son de colores oscuros como el basalto (roca ígnea más abundante) o el gabro.
Magma ácido: se forma en la corteza continental interior. Tiene mayor contenido en SiO, es más frío y tiene mayor viscosidad que el básico. Fluye más lentamente, por lo que casi nunca alcanza la superficie, produciéndose solidificación dentro de la corteza.
A menudo estas erupciones son muy violentas y las masas de gases y cenizas pueden alcanzar varios kms de altura. Las rocas que se forman son de colores claros como el granito, roca plutónica muy común en la corteza continental o la riolita que es su equivalente volcánico. Erupciones de Vesubio, Etna, Mont Pelé.
Magmas de composición intermedia: denominados andesíticos, tienen características intermedias entre los magmas básicos y los ácidos. Se genera entre 80 y 160 kms de profundidad, y se encuentran en todos los bordes destructivos, tanto oceánicos como continentales.
Las rocas que se forman a partir de ellas son las que tienen el origen más complejo, son de colores y de densidades intermedias. La adesita y diorita son las mas representativas de este tipo de magmas.
PARTES DE UN VOLCÁN
-CRÁTER: Es la puerta de salida de los materiales del volcán. -CHIMENEA: Es en conducto por donde sale el magma -CONO VOLCÁNICO: Parte del volcán formada por los materiales que son expulsados. -CÁMARA MAGMÁTICA: Es el lugar donde se acumula el magma antes de salir -FUMAROLAS: Son emisiones de gases de las lavas en los cráteres. -SOLFATARAS: Son emisiones de vapor de agua y ácido sulfhídrico. -MOFETAS: Son fumarolas frías que desprenden dióxido de carbono -GÉISERES: Son pequeños volcanes de vapor de agua hirviendo Cuando el magma del interior de la tierra ser acumula en las cámaras magmáticas, la presión va aumentando hasta que llega a ser tan fuerte que necesita salir. Entonces se abre paso por la chimenea hasta la superficie y es cuando tiene lugar la erupción volcánica.
En cuanto el magma sale a la superficie, se convierte en lava que desciende por las laderas del cono volcánico formando grandes mantas o coladas. Si la lava es poco líquida se solidifica rápidamente y se forman mantos muy cortos que a veces obstruyen el cráter hasta que se produce una nueva explosión donde se rompe o se acumula por encima del cráter formando agujas que pueden alcanzar cientos de metros de altura.
Si la presión en el interior de un volcán no es suficientemente alta para que el magma salga a la superficie, éste puede estar dormido o apagado. Se dice que está dormido cuando puede entrar en erupción de nuevo y apagado cuando no se espera que entre en erupción.
Las erupciones de los volcanes no son siempre de la misma forma. A veces son silenciosas y tranquilas y otras son violentas y con grandes explosiones. Esto depende de la composición del magma y de la cantidad de gases que lo acompañan.
Distribución de áreas volcánicas según la Tectónica de Placas.
Existen cinco zonas en la Tierra en las que abundan los volcanes y que coinciden con los bordes de placa y zonas de subducción. Son las siguientes: * ZONA CIRCUMPACÍFICA: Se denomina Cinturón de Fuego y se extiende alrededor de todo el Océano Pacífico y las costas de América, Asia y Oceanía, originándose en las cadenas montañosas de los Andes, Montañas Rocosas y el los arcos isla. Los volcanes más activos de esta zona se encuentran en Alaska, Hawai, Japón, Perú y Filipinas. * ZONA ASIÁTICO-MEDITERRÁNEA: Se extiende por el Océano Atlántico hasta el Océano Pacífico en sentido transversal desde el Oeste al Este. Los volcanes más activos de esta zona están en Italia, Turquía e Indonesia. * ZONA ÍNDICA: Rodea el Océano Índico y por Sumatra y Java enlaza con la zona circumpacífica. En esta dorsal Índica hay muchas islas y montañas submarinas con volcanes activos como las Islas Reunión y las Islas Comores. * ZONA ATLÁNTICA: Recorre el océano de Norte a Sur por su zona central. En esta zona destacan los volcanes de Islandia, de las Islas de la Ascensión, Santa Elena y de los archipiélagos de Azores y Canarias. * ZONA AFRICANA: En esta zona destacan volcanes como el Kilimanjaro.
Riesgo volcánico y planificación. Áreas de riesgo volcánico en España. Los riesgos volcánicos son poco perceptibles para la población ya que los volcanes permanecen inactivos durante largos periodos; si a esto añadimos que proporcionan tierras fértiles, recursos minerales y energía geotérmica, se explica que el ser humano haya ocupado su área geográfica, convirtiendo así un proceso natural en un grave riesgo. Los factores que intensifican el riesgo de vulcanismo son:
El incremento de población que se asienta sobre ellos, lo que aumenta el factor de exposición.
El tipo de erupción, que condiciona la peligrosidad, la intensidad que está supeditada al número de volcanes, la frecuencia de las erupciones y la explosividad, que, como hemos visto, depende de la viscosidad de la lava y de la presencia o ausencia de gases. Los principales riesgos volcánicos directos son:
coladas de lava, que pueden cubrir extensas áreas
lluvia de piroclastos, cuya caída puede provocar muertes debido al impacto, hundimiento de construcciones o destrozo de cultivos; la formación de calderas
las nubes ardientes, formadas por fragmentos líquidos de magma que viajan en suspensión dentro de una nube de gases, que se mueve a gran velocidad arrasando lo todo a su paso.
venenos y gases asfixiantes; por ejemplo, durante la erupción del Mont Pelée de 1902 los gases sulfurosos mataron a pájaros y produjeron problemas respiratorios en las personas. Los riesgos volcánicos derivados: Erupciones freato-magmáticas, que ocurren cuando la columna magmática ascendente atraviesa un acuífero o cuando entra agua marina en el interior de la cámara magmática, lo que provoca la interacción agua-magma, que añade violencia a la erupción debido al efecto multiplicador que adquiere al convertirse en vapor sobrecalentado. Los lahares o corrientes de fango producidas por la fusión de hielos o nieves de la cumbre del volcán. Se mueven a gran velocidad, que sumada a las fuertes pendientes y a los materiales arrancados de las laderas, incrementa notablemente su capacidad erosiva Tsunamis, provocados por el hundimiento de una caldera submarina, que pueden ser más dañinos que el propio volcán (por ejemplo, \a erupción del Krakatoa de 1883 sepultó en el mar las tres cuartas partes de la isla sin provocar muertes porque estaba deshabitada, pero el tsunami producto de este hundimiento asoló la isla de Java, con el resultado de 36.000 muertos). Cambio en la forma del terreno: Una erupción de lava poco viscosa, como la que sería probable en Canarias si se produjera actividad volcánica, puede llegar a modificar todo el aspecto de la isla. También se van originando elevaciones montañosas. Incendios forestales que provocan la desaparición de bosques enteros. Algunas especies como el pino canario, están especialmente bien adaptadas al fuego por lo que pueden resistir bastante bien estos efectos. Sucesión de ecosistemas: el terreno ocupado por una colada de lava enfriada comienza como un desierto sin nada de vida en sus comienzos. Con el tiempo se va formando suelo y se produce todo un proceso de sucesión.
Contaminación natural y lluvias ácidas producidas por los gases y cenizas,si la erupción es fuerte, pueden alterar el clima mundial: el SO2 se oxida a SO3 y acaba formando gotitas de H2SO4 que amarillean y oscurecen el cielo, enfriando la superficie. Por el contrario, el
CO2 es transparente a la luz solar pero opaco a la radiación infrarroja terrestre, por lo que calienta el aire y la superficie.
Tras una erupción importante, la troposfera tiende a enfriarse en una primera fase por el efecto preponderante del SO2. El enfriamiento puede durar uno o dos años, dependiendo de la altura que alcanzan los gases y del contenido de SO2. Luego, en una segunda fase, los aerosoles de azufre sedimentan y, si la erupción contiene también CO2, este gas puede quedar en el aire durante mucho tiempo, calentando el planeta. Los aerosoles volcánicos juegan también un papel importante en la evolución del ozono estratosférico ya que facilitan las reacciones de destrucción del ozono .
Atardecer desde Tucson (Arizona después de la erupción del Pinatubo (Filipinas)
Métodos de predicción Para predecir los efectos volcánicos debe conocerse a fondo la historia de cada volcán, tanto la frecuencia de sus erupciones (período de retorno) como la intensidad de las mismas. Existen una serie de efectos geofísicos o geoquímicos anómalos precursores de las erupciones volcánicas, como son: • Emisión de gases • Movimientos sísmicos: producidos por fallas que ceden ante la presión del magma. • Elevaciones del terreno, debidas al ascenso de magma hacia la superficie • Aumento del potencial eléctrico, a consecuencia del rozamiento del vapor generado en el ascenso del magma y la roca. • Alteraciones en el campo magnético local, debido a que las rocas al calentarse se desmagnetizan Métodos de prevención Los sistemas más habituales consisten en desviar las corrientes de lava hacia lugares deshabitados, siempre y cuando esta norma esté permitida (en Sicilia está prohibido), y
en la construcción de túneles de descarga del agua los lagos del cráter para evitar la formación de lahares. Sin embargo, las medidas preventivas están en función del tipo de vulcanismo: Si es efusivo las más usuales son la evacuación y la contratación de seguros que cubran la pérdida de propiedades. Si es explosivo, hay que predecir los daños posibles en función de los mapas de riesgo elaborados con ese fin, evacuar a la población en casos de emergencia y evitar las construcciones en lugares de alto riesgo, y por último,si es intermedio las medidas más utilizadas son la evacuación, los sistemas de alarma, las restricciones temporales de uso y la reducción del nivel de los embalses. Además, se construirán viviendas semiesféricas o tejado muy inclinados que impidan el hundimiento debido al peso de las cenizas y piroclastos. Se habilitarán refugios incombustibles para protegerse de las nubes ardientes. Vulcanismo reciente en las Islas Canarias y áreas volcánicas en la Península Ibérica. Las islas Canarias son la única región de España con vulcanismo activo donde ha habido erupciones volcánicas y hay riesgo de que haya más en el futuro. Tenerife, La Palma, Lanzarote y Hierro han tenido erupciones en los últimos siglos (1971 el Teneguía en la isla de La Palma; 1909 el Teide) y son volcánicamente activas. Fuerteventura y Gran Canaria hace más tiempo que no han tenido erupciones y el riesgo es menor y en La Gomera la actividad volcánica puede considerarse extinta. Las erupciones de los volcanes canarios suelen ser de tipo efusivo y no muy peligroso para las personas ni muy destructivas. Fue excepcional la de Lanzarote 1730 y 1736 que cubrió con lava la cuarta parte de la isla, destruyendo campos de cultivo y provocando que la población tuviera que emigrar a las otras islas. En Tenerife hay riesgo de erupción explosiva, porque el volcán Teide podría tener actividad violenta La probabilidad de que esto pase es muy baja, pero si sucediera sería muy destructiva y por eso se vigila con atención la actividad de este volcán. El vulcanismo en las islas Canarias trae algunos riesgos indirectos, entre ellos la posibilidad del deslizamiento de grandes masas de terreno. A consecuencia de la actividad del volcán se forman acumulaciones de rocas de mucha altura y poca base que han caído en algunas ocasiones hacia el mar. Estas grandes avalanchas son las responsables de las profundas depresiones que surcan las islas. El vulcanismo de las Canarias, calificado por algunos como de "punto caliente", es más probable que tenga relación con la zona de transición entre el continente Africano y la litosfera oceánica del Atlántico y que se encuentre también afectada por: • Los movimientos tectónicos que levantaron la cordillera del Atlas en el Norte de África. • El lento movimiento (alrededor de 1 cm/año) de la placa Africana. Existen restos de actividad volcánica extinta en las regiones de La Garrotxa (Gerona), Campo de Calatrava (Ciudad Real), Cabo de Gata (Almería) e Islas Columbretes. (Castellón)
3. PROCESOS GEOLÓGICOS EXTERNOS Y SUS RIESGOS.
3.1. Procesos geológicos externos. Meteorización y tipos. Erosión, transporte y sedimentación en la zona templada. Principales agentes. Conceptos básicos: crioclastia o gelifracción, termoclastia, bioclastia, hidrólisis, carbonatación, disolución, oxidación, hidratación, agentes geológicos externos (agua, hielo, viento, seres vivos), modalidades de transporte de partículas (suspensión, saltación, reptación, rodamiento, disolución), procesos de sedimentación (decantación, precipitación). La meteorización Es la destrucción de las rocas de la superficie de la Tierra por acción de la atmósfera, mediante procesos físicos y químicos.
Principales procesos:
1. Meteorización física o mecánica: es la rotura física de las rocas, sin que se modifique su composición química, por efecto de las variaciones de la temperatura. Como consecuencia, la roca se rompe en fragmentos cada vez más pequeños, que conservan las características del material original. Tiene lugar en zonas climáticas con poca humedad y con sucesivas variaciones de temperatura: climas cálidos, desérticos y de alta montaña. Se producen mediante diversos procesos: Termoclastia: expansión térmica o diferencial. Las rocas se contraen y se dilatan alternativamente, debido a la diferencia de temperatura entre el día y la noche. Esto favorece en las rocas el aumento de las diaclasas, que son fracturas o grietas en las rocas a lo largo de la cual no ha habido movimiento, la cual terminarán por fragmentar mecánicamente grandes bloques en trozos cada vez más pequeños. Crioclastia: fragmentación por el hielo o gelifracción. Cuando desciende las temperaturas en las zonas frías, el agua retenida en las grietas y fisuras se congela, se transforma en hielo y se expande. Al expandirse ejerce una gran presión, como una poderosa cuña, que al repetirse día y noche ensancha la grieta en la que puede penetrar aún más agua. De esta manera se ejerce una mayor presión que rompe la roca en fragmentos angulares. Estos se pueden acumular en las laderas y formar un canchal, a la vez que las montañas toman un aspecto aserrado. Haloclastia: cuando las sales que transporta el agua en disolución, precipitan en las grietas y fisuras de la roca, dan lugar a cristales cuyo crecimiento provoca la ampliación de las diaclasas y la disgregación de la roca. Este proceso es característico de zonas desérticas calientes en las que el rocío aporta el suministro de agua cargada de sales, especialmente de yeso y halita o sal común. También puede afectar a las rocas de algunas regiones costeras. Bioclastia: consiste en la ruptura de las rocas por la actividad de animales y plantas. La construcción de madrigueras y la acción de las raíces de los árboles pueden provocar una acción mecánica. Así pues, los efectos de la meteorización biológica combinan
los procesos de disgregación de la roca. La vegetación desempeña un papel decisivo en los procesos de meteorización química, ya que aportan iones y ácidos de disolución al agua. 2. Meteorización química: es la alteración química de las rocas debido a las reacciones química que tienen lugar entre los componentes atmosféricos (vapor de agua, oxígeno y dióxido de carbono) y los minerales de la roca. Como consecuencia, los productos resultantes tienen diferente composición química y estructura interna que los cristales de la roca inicial. Tienen lugar, fundamentalmente, en zonas climáticas con humedad y temperaturas elevadas: climas húmedos y ecuatoriales. Los principales procesos químicos son: Hidratación: Es la incorporación de moléculas de agua a la estructura cristalina de algunos minerales, sin que exista una combinación que origine un nuevo mineral. Este proceso provoca un aumento de volumen en la roca. Se puede observar en las arcillas. Hidrólisis: rotura de las redes cristalinas de algunos minerales por la acción de los iones H+ (hidrogeno) y OH- (oxidrilo) presentes en el agua. Afecta, sobre todo, a minerales del grupo de los silicatos, como la ortosa y la mica, a los que transforma en arcilla y caolín. Este proceso se llama caolinización y es muy importante en rocas graníticas. Mg2SiO4 + 3H2O 2Mg(OH)2 + SiO2 + H2O Disolución: el agua disuelve las rocas salinas o evaporíticas, constituida por yeso y porsales, como la halita. Los componentes emigran en disolución y en la superficie de la roca aparecen pequeños canales separados por afiladas crestas, llamados acanaladuras de disolución o lapiaces. CaSO4 + 2H2O Ca 2+ + SO4 2-+ H2O Oxidación: el oxígeno atmosférico disuelto en el agua, reacciona con algunos minerales, volviéndolos más porosos y deleznables. Fundamentalmente, se oxidan los compuestos de hierro formándose óxidos e hidróxidos de hierro, responsables del color rojizo y del color amarillento que aparece en la superficie de las rocas. 2FeO + O2 Fe2O3 + 3H2O 2Fe(OH)3 Carbonatación: es la combinación de dióxido de carbono (CO2) atmosféricos con ciertos minerales. Esta acción es especialmente importante sobre las rocas carbonatadas, como las calizas, −Ca (CO3)− insolubles en agua. Cuando estas son atacadas por el agua de la lluvia cargada con el dióxido de carbono, el carbonato de calcio (insoluble) se transforma en bicarbonato ácido de calcio (soluble) que es arrastrado en disolución, lo que produce el modelado kárstico. Ca CO3 + CO2 + H2OCa (HCO3)2 Insoluble Soluble Relaciones entre meteorización y clima Un sistema morfoclimático es el conjunto de características climáticas que definen un modelado geológico concreto. Cuando los factores climáticos actúan sobre un territorio lo meteorizan, posteriormente los vegetales crecen. Dependiendo de la cantidad de vegetales y de las especies Meteorización química asentadas se va construyendo un suelo rico en materia orgánica. Los ácidos húmicos y el ácido carbónico afectan a las rocas subyacentes. En un ambiente glaciar o periglaciar la alteración química es insignificante si lo comparamos con las zonas templadas donde hay suficiente humedad para facilitar las reacciones químicas.
Erosión, transporte y sedimentación en la zona templada. Principales agentes. Principales agentes.
Los agentes geológicos externos, el agua, el viento y los seres vivos, desencadenan
los procesos geológicos externos. Estos comprenden todas las acciones que tienen lugar
sobre las rocas de la superficie de la corteza terrestre. Son los responsables de modelar
con su fuerza el relieve de nuestro planeta.
La energía solar es el origen de todos los agentes geológicos externos y actúa en
colaboración con la fuerza de la gravedad. Esta hace descender todos los materiales
hacia las zonas bajas de la corteza terrestre, así como la lluvia, las corrientes de agua y
de hielo y las masas de aire.
La energía solar pone en movimiento el ciclo del agua favoreciendo su evaporación,
originando las nubes de las que precipitará en forma de lluvia o nieve.
También es la radiación solar la que al distribuirse desigualmente por la superficie
provoca la formación de corrientes de aire en la atmósfera y corrientes marinas en los
océanos. Podemos afirmar que la energía solar es el motor de la atmósfera y la
hidrosfera.
Los procesos geológicos externos, responsables del modelado del relieve y de la
modificación del paisaje, destruyen el relieve, ya que contribuyen a erosionar las
montañas y los continentes. Pero también colaboran en la construcción del relieve de la
Tierra cuando transportan los materiales procedentes de la erosión del terreno y los
acumulan para dar lugar a nuevos materiales.
Los procesos geológicos externos se dividen en cuatro tipos de fenómenos, que
generalmente actúan de manera simultánea: la erosión, el transporte, la sedimentación
y la meteorización.
Principales procesos.
Erosión.
Es la rotura y desgaste que sufren las rocas debido a la actividad de los agentes
geológicos externos.
La erosión realiza sobre el terreno dos tipos de acciones:
Disgregación: acción mecánica. Consiste en la separación física de los fragmentos
rocosos debido al empuje realizado por el agente o por los fragmentos de otras rocas
que este ya arrastraba.
Alteración: acción química. Es la alteración química de los componentes de la roca por
los productos que el agente contiene.
La capacidad erosiva que ejerce el agua depende del volumen de agua en circulación y
de la pendiente del terreno. Como la velocidad del agua es directamente proporcional a
la pendiente, a medida que esta aumenta, mayor es la velocidad que adquiere el agua y,
por tanto, mayor es la erosión que ejerce sobre los materiales.
La erosión que realiza el viento se debe a su fuerza y a las partículas sólidas que
transporta y que actúan como un proyectil sobre la superficie de las rocas.
Transporte.
Es el proceso mediante el cual los fragmentos erosionados son trasladados a otras zonas
diferentes de su lugar de origen.
El transporte puede ser realizado por el mismo agente que produjo los materiales o por
otro diferente. Durante el proceso también se produce erosión tanto en el terreno por
donde discurre el agente como en los fragmentos transportados, que sufren un desgaste
en sus aristas adquiriendo formas redondeadas.
Los mecanismos de transporte son distintos según el agente que transporta y el tamaño
y composición del material transportado. Se diferencian dos mecanismos de transporte:
En disolución. El material es transportado homogéneamente disuelto en agua.
En forma sólida. El material es transportado, tanto por el agua como por el viento, de
distintas maneras según su tamaño:
Suspensión. Así son transportados los fragmentos más pequeños, cuyo peso se compensa con la energía del medio que no permite que caigan.
Saltación. De esta manera avanzan las partículas de tamaño mediano. Como son demasiado pesadas para ir en suspensión, caen al fondo rocoso, pero la caída proporciona la energía suficiente para elevarlas aunque vuelvan a caer. El desplazamiento se produce a modo de saltos.
Rodadura. De este modo son transportadas las partículas más grandes y pesadas que van rodando sobre la superficie.
Arrastre. Como el agente geológico no tiene la fuerza suficiente para levantar las partículas, las arrastra por el fondo.
Sedimentación
La sedimentación es el depósito de los fragmentos rocosos, restos de organismos
muertos y sustancias químicas en las zonas bajas de los. Continentes y, sobre todo, de
los océanos, a las que se denominan cuencas de sedimentación. Se produce cuando el
agente pierde su capacidad de transporte o disminuye de intensidad.
Los depósitos acumulados dan lugar a sedimentos, que forman capas, generalmente
horizontales, denominadas estratos. Después de millones de años, las capas de
sedimentos se transformarán en rocas sedimentarias mediante un proceso denominado
litificación.
Factores de sedimentación:
• Procedencia de los materiales: el estudio de la composición de los clastos determina el área de origen o, al menos, el tipo de roca erosionada, así como las condiciones existentes durante la erosión. • Agente de transporte: cada medio de transporte determina unas estructuras sedimentarias características. Así, por ejemplo, el transporte por medio acuoso o por aire selecciona los tamaños durante la sedimentación, debido a que en estos medios de transporte el efecto del peso del clasto juega un papel determinante, al contrario que en el transporte torrencial o por hielo, donde se encuentran mezclados los sedimentos no están estratificados por tamaños. • La duración del transporte: produce un gradual redondeamiento de los clastos según avanza el transporte. Este grado de redondez se alcanza en distintos tiempos, según la dureza del material acarreado.
• Factores ambientales del lugar de la sedimentación: tiene especial importancia en los depósitos formados por evaporación o por precipitación de materiales disueltos. En función de la procedencia de los materiales podemos cfasificarla en: Sedimentación alóctona . Los clastos se sedimentan tras haber sufrido transporte en función del peso del grano y la velocidad del agente de trans0sporte. Y, en menor medida la forma, redondez, rugosidad del clasto, etc. Sedimentación autóctona Corresponde a la sedimentación de materiales por precipitación química y bioquímica en la que intervienen factores como el pH, potencial iónico, potencial redox, salinidad, temperatura, etc. La sedimentación autóctona está representada por las rocas carbonatadas y las salinas. En conclusión, la capacidad de erosión, transporte o sedimentación de cualquiera de los agentes geológicos que acabamos de nombrar dependerá de dos variables: a) el tamaño y peso de las partículas. b) la energía cinética del medio. En general la erosión requiere más energía que el transporte ya que la erosión debe ser capaz de arrancar las partículas del medio donde se encuentren; por el contrario, a medida que disminuye la energía de transporte, las posibilidades de deposición o sedimentación de las partículas son mayores.
Características del sistema morfoclimático templado.
El sistema morfoclimático templado se ubica en la zona templada del planeta (30°-60°de
latitud), aunque se encuentran variaciones en función de la cantidad de precipitación que
se recibe. Todo ello redundará en una importante variedad de formas, las cuales son
resultado, casi en su totalidad, de la acción ejercida por las aguas.
De este modo se habla de dos tipos de erosión ligadas a dicho agente:
Areolar: erosión que tiene lugar en los interfluvios, es decir, el espacio comprendido entre dos cauces fluviales. Lineal: erosión que llevan a cabo las aguas de los ríos.
1. Erosión areolar.
Los principales agentes geológicos externos que actúan en los interfluvios son: el agua
procedente de las precipitaciones, los torrentes, los desprendimientos, los deslizamientos
de ladera y las reptaciones.
El agua de lluvia da lugar a formas de erosión como las cárcavas, surcos creados en rocas blandas al organizarse en forma de escorrentía la precipitación caída, especialmente si la intensidad ha sido considerable; los barrancos, surgidos por la coalescencia de varias cárcavas, lo que genera una hendidura más profunda en el terreno; o las ramblas, cauces habitualmente secos que únicamente llevan agua en época de lluvias. También características son las formaciones conocidas como «chimeneas de hadas», especie de torres subcónicas de material blando (normalmente arcillas), coronadas por un bloque de roca más resistente.
Esta agua precipitada puede organizarse en torrentes, corrientes cortas de agua que presentan un cauce fijo, aunque su caudal sea muy escaso; de todas formas, este puede aumentar bruscamente en función de la precipitación. Se distinguen en los torrentes tres partes: cuenca de recepción, ubicada en la parte alta del arroyo, que es donde se concentra el agua, presenta forma de embudo y predomina la erosión; canal de desagüe, que es el lecho del arroyo y donde predomina el transporte; y cono de deyección o desagüe del arroyo en el valle principal donde, al disminuir la pendiente, se pierde la capacidad de carga y se deposita el material en forma cónica.
Los deslizamientos tienen lugar cuando la ladera se encuentra formada por una roca capaz de absorber agua, y por debajo de ella se halla otra impermeable. En estas condiciones, y si la pendiente es suficiente, pueden generarse procesos de solifluxión.
Los desprendimientos acontecen cuando fragmentos arrancados de la roca por meteorización caen
hacia las zonas más bajas debido a la gravedad; ello da origen a una acumulación conocida como derrubios de ladera o canchales.
Finalmente, encontramos las reptaciones, trasiego de los materiales más superficiales desde las zonas elevadas a las bajas por la acción de la dilatación - compresión de las partículas, agua en fina película que se desliza por la ladera, humectaciones y desecaciones sucesivas de los fragmentos, o pipkrakes (agujas de hielo que los elevan y depositan tras el deshielo).
2. Erosión lineal.
El modelado fluvial hace referencia al relieve que resulta de la acción de los ríos, es decir,
a las circulaciones de agua permanentes.
Los ríos ejercen un papel muy importante en el modelado del relieve, pues contribuyen
tanto a la erosión de las rocas como al transporte y sedimentación de los fragmentos
arrancados. Esta labor va a depender de la pendiente que salven, de tal forma que, a
mayor pendiente, más potencial erosivo y de transporte, mientras que cuando aquella
disminuye, decrece su capacidad para transportar, y deposita el material. De la misma
forma, también influirá la cantidad de agua que lleve.
El curso de un río puede dividirse en tres tramos, el cual se pone de manifiesto al observar su perfil longitudinal:
Curso alto. Tramo más cercano al nacimiento; presenta habitualmente las pendientes más acusadas, por lo que predomina la erosión y el transporte. Aquí el valle presenta forma de V cerrada.
Curso medio. Suele apreciarse una disminución de la pendiente, por lo que se compensan las acciones de erosión, transporte y sedimentación. La forma de V del valle se abre algo.
Curso bajo. Tramo más cercano a la desembocadura. El predominio de la sedimentación del material provoca que el agua del río serpentee entre los materiales que él mismo ha aportado. El valle se amplía notablemente, por lo que presenta forma de artesa.
Además, debemos tener en cuenta que la erosión lineal que ejercen las aguas fluviales
puede ser remontante, es decir, podría llegar a alcanzar el interfluvio al avanzar en la
dirección contraria al discurrir del agua. En este caso, tendrá lugar lo que se conoce con
el nombre de captura fluvial. Cuando se produce el contacto entre los dos ríos, el caudal
del capturado se desvía hacia el del otro, por lo que surge un área curva y encajada
denominada codo de captura.
Formas resultantes de la erosión fluvial:
Valle fluvial. Hendidura que ejerce el río sobre la superficie. Lecho fluvial. Fondo de las superficies cubiertas de agua. Tipos:
- De erosión. El río circula siempre por el mismo sitio. Se encuentra formado por
materiales que no pueden ser movilizados, bien porque la roca es muy dura, bien porque
no tiene el agua la fuerza suficiente. La erosión se produce al friccionar contra el lecho
las partículas que transporta el río. Las formas más características de estos lechos
alternan superficies pulimentadas con incisiones lineales (canales de abrasión) y
pequeñas depresiones (marmitas) sobre rocas muy duras, consecuencia de
movimientos rotatorios del agua en pequeñas concavidades.
- Móviles. Un incremento del caudal se transforma en una labor de erosión de las orillas,
de tal forma que se modifican las dimensiones del lecho. Un caso particular de estos
lechos móviles lo constituyen los meandros, sinuosidades que realiza el río y que
predominan en el curso medio y bajo. El meandro se transforma constantemente, pues
su margen cóncava recibe el impacto del agua, motivo por el que se erosiona, mientras
que en la convexa el agua fluye de forma más lenta, por lo que predomina la
sedimentación.
Formas ligadas a la sedimentación:
Deltas. Depósitos fluviales .en la zona de la desembocadura en el mar. Es habitual que adopten una forma triangular.
Llanuras aluviales. Se forman en áreas de escasa pendiente, donde el río deposita la carga. Así, se generan valles amplios y de fondo plano. Si, con el paso del tiempo, esas llanuras son erosionadas por el propio río, dará lugar a la formación de terrazas fluviales, escalones a ambos lados del cauce.
Formacion de llanura aluviales o terrazas fluviales
3.2. Sistemas de ladera y sus riesgos. Desprendimientos, deslizamientos y coladas de barro. Riesgos ligados a la inestabilidad de laderas. Predicción y prevención
Los fenómenos de ladera son movimientos gravitacionales de material que se producen
en las laderas o taludes. El agente geológico que actúa es la gravedad y puede llegar a
movilizar grandes volúmenes de material. Estos fenómenos de ladera afectan tanto a
suelos como a rocas. Junto con las inundaciones, son los riesgos geológicos más
importantes relacionados con la geodinámica externa.
Causas :
Puede ser cualquier factor o circunstancia que afecte a la estabilidad de las laderas. Se
pueden considerar dos grupos:
a) Factores intrínsecos al material. Los más importantes son:
El relieve. Una pendiente > 15 % es peligrosa.
La litología (el tipo de roca o suelo). La composición, porosidad, grado de alteración,
dureza, permeabilidad, etc. son características del material que influyen en su
comportamiento.
Estructura geológica. La existencia de estratos con los planos de estratificación
paralelos a la pendiente o con fuerte inclinación, la alternancia de estratos con diferente
permeabilidad, la presencia de fracturas y fallas, etc.} son factores que influyen en la
estabilidad de las laderas.
Comportamiento mecánico de las rocas. Es especialmente importante el
comportamiento en condiciones de hidromorfía. El agua es el desencadenante principal
de un gran número de movimientos de laderas; su acción se debe a que provoca una
disminución de la resistencia y un aumento de las presiones intersticiales en los
materiales. La asociación entre la ocurrencia de movimientos de laderas y períodos
lluviosos o de deshielo está constatada y ya hemos visto que se suelen producir como
riesgos asociados a las inundaciones.
Existencia de vegetación con un fuerte desarrollo radicular.
b) Factores extrínsecos. Son factores que actúan sobre los materiales
modificando las condiciones iniciales de las laderas. Muchos son debidos a la acción
antrópica, ya que se trata de uno de los procesos geológicos más susceptibles de
modificación por parte del ser humano. Los más frecuentes son:
Variaciones en el nivel freático, alternancia de precipitaciones con períodos secos,
alternancia hielo-deshielo.
Cambios en los usos del suelo. Estos cambios normalmente implican actuaciones
como deforestación (reduciéndose la coherencia del suelo), aterrazamientos, desmontes
y movimientos de tierras (modificándose la estructura de los materiales), etc.
Movimientos sísmicos y voladuras.
Sobrecarga de la parte superior de un talud con materiales de construcción,
escombreras, rellenos, etc.
Disminución del apoyo lateral de los materiales debido a excavaciones,
construcciones o procesos erosivos naturales. Estas actuaciones son especialmente
determinantes cuando ocurren al pie de ladera o taludes.
Tipos de movimientos de laderas. Se consideran cuatro tipos:
Desprendimientos. Consisten en la caída libre de fragmentos de material de
cualquier tamaño de un talud, bien directamente hacia la base· o mediante saltos y
rebotes sobre otras rocas a lo largo del camino; estos fragmentos se han separado
previamente del resto del material por planos de rotura. EL material se deposita en cotas
más bajas o al pie del talud.
Los planos de rotura suelen coincidir con planos de estratificación o de esquistosidad,
favorecidos por la penetración del agua en las grietas, que actúa como cuña al
transformarse en hielo (gelifracción) o por acción de [as raíces, que surte el mismo efecto.
Flujos. Son movimientos lentos de materiales sin cohesión. El agua desempeña un
papel fundamental en este tipo de movimientos, ya que provoca la pérdida total de
resistencia de estos materiales, haciendo que se comporten temporalmente como fluidos
viscosos, deformándose y desplazándose sin presentar superficies de rotura definidas.
Los movimientos tipo flujo pueden afectar a suelos (coladas de barro), derrubios (coladas
de derrubios) o fragmentos de rocas (coladas de de fragmentos rocosos). La diferencia
entre estos dos últimos tipos y las avalanchas de derrubios y de fragmentos de rocas es
la velocidad del proceso, es más lento en los flujos y repentino y rápido en las
avalanchas.
Dentro de los flujos se incluyen dos procesos que
ocurren muy lentamente: reptación y solifluxión.
- Reptación. Es un movimiento muy lento, en
muchos casos imperceptible, pero quizá es uno de los
agentes erosivos más eficaces que actúan sobre la
superficie terrestre. Este proceso afecta a la parte más
superficial de los suelos y material de alteración de
cualquier superficie que presente cierta pendiente. Se produce por el efecto sumatorio
de dos movimientos: uno de elevación del terreno en dirección perpendicular a la
superficie como consecuencia del aumento de volumen del material provocado por el
agua o, más aún, por las fuertes heladas, y otro de caída según la vertical cuando
recupera su volumen original.
Estos dos movimientos provocan en las laderas una inclinación característica de los
árboles y postes de tendidos.
- Solifluxión. Es un proceso que afecta a materiales y suelos saturados de agua
situados encima del permafrost, o suelo permanentemente helado propio de la tundra.
Se trata de pequeños y lentos flujos viscosos producidos intermitentemente en cada ciclo
hielodeshielo de las zonas periglaciares. Es propio de la primavera, época en la que el
deshielo de las nieves produce suelos encharcados.
Deslizamientos. Son movimientos de material bastante coherente (bloques rocosos
o suelo) que se suelta y desliza sobre una o varias superficies de rotura bien definidas,
que delimitan el material desplazado del inmóvil o subyacente.
El inicio de estos desplazamientos se produce cuando la fuerza de cizalla (Z) supera el
valor de la fuerza de rozamiento interno (R) del material con la superficie de rotura. La
pendiente y el agua favorecen los deslizamientos; el agua, por un lado, incrementa el
peso del material potencialmente deslizante y, por otro, disminuye el coeficiente de
rozamiento interno en la superficie de rotura.
La velocidad de los deslizamientos es muy variable, pero en general son procesos
rápidos y pueden afectar a grandes volúmenes de material (del orden de millones de
metros cúbicos).
Según la forma de la superficie de rotura, los deslizamientos pueden ser translacionales
(superficie plana) o rotacionales (superficie curva), conocidos vulgarmente como
desplomes .
Avalanchas. Son movimientos muy rápidos de masas de
tierra, fragmentos de rocas o derrubios que pueden ir
acompañados de hielo y nieve. Los aludes de hielo y nieve se
incluyen en este tipo.
Subsidencia y hundimiento: Subsidencia quiere decir “un
descenso lento y paulatino del suelo”, mientras que por
hundimiento o colapso “un movimiento brusco en la vertical, más
o menos puntual, de una porción del terreno”
Dada la velocidad que alcanzan, pudiendo superar los 200 km/hora, se cree que el aire
queda atrapado y comprimido debajo de la masa de derrubios que se precipita, "como si
flotara en el aire", permitiendo que se mueva como una lámina flexible y elástica a través
de la superficie.
Medidas preventivas
Las medidas no estructurales que se deben tomar son las ya indicadas de elaboración
de mapas de riesgo y legislación que evite el establecimiento urbanístico en estas zonas.
Las medidas estructurales deben tener por objetivo la estabilización del terreno:
- Con sistemas de drenaje
- Revegetando los taludes.
- Con aplanamientos que disminuyan o eliminen la pendiente
- Con anclajes de diferentes tipos, reforzando el pie de los taludes.
- Evitando cargas en la cabecera del talud, etc.
Riesgos debido a los movimientos en masa. A diferencia de los fenómenos volcánicos y sísmicos, los fenómenos de ladera pueden ser
previstos y evitados. La peligrosidad de los desplazamientos de masas reside en dos aspectos:
1.La posibilidad de que los materiales que se desplacen golpeen, destruyan, sepulten a las construcciones humanas o incluso a las personas. 2.Que el propio suelo donde viven las personas se desplace pendiente abajo.
Factores de riesgo. En los casos anteriores la intensidad de ese desplazamiento dependerá de la velocidad y el
tamaño de los materiales que se muevan. Además existen los denominados factores
desencadenantes (precipitaciones, vibraciones del terreno, eliminación de la corteza vegetal,
actividades humanas...) Estos factores pueden agravar la intensidad de los fenómenos de laderas.
Medidas correctoras o preventivas
Para evitar las catástrofes es necesario evaluar el riesgo derivado de la existencia de cultivos,
industrias, propiedades sobre las laderas. Como consecuencia de todo esto sería necesario
estabilizar las laderas.
Reducción de la inclinación del talud Refuerzo del pie del talud
Reducción del peso de la cabeza y adicción al pie Micropilotaje
Drenaje Agarre de la ladera por medio de una cobertera
vegetal
Impermeabilización de la ladera para evitar el desprendimiento
solifluxión deslizamiento reptación
hundimiento desprendimiento
3.3. Sistema fluvial y sus riesgos. Perfil de equilibrio. Terrazas fluviales.
Nivel de base de un río. Deltas y estuarios. Riesgos ligados a los sistemas
fluviales: inundaciones. Predicción y prevención.
La acción de las aguas canalizadas. El agua que procede de la lluvia se filtra hasta el subsuelo, cuando este se satura, el agua superficial viaja desde zonas de mayor altitud hacia zonas de menor altitud. Constituyendo los ríos y arroyos hasta que desembocan en el mar. Esta agua en movimiento es capaz de erosionar y de formar un modelado a través de un proceso de erosión fluvial. (ver perfiles de un río en punto anterior) Parámetros físicos de las corrientes fluviales.
Velocidad del agua: depende de la pendiente y la profundidad del cauce. A mayor velocidad, mayor poder de penetración porque arrastra más sedimentos y tiene poder erosivo mayor.
Caudal: circula una unidad de superficie por tiempo. El caudal de un río aumenta de forma logarítmica en relación con el área de drenaje de la cuenca. Los cambios en el cambio del caudal influyen en la velocidad y en el proceso de erosión y sedimentación. Las variaciones en el caudal dependen de las precipitaciones que se incrementa mucho en épocas de lluvias. La cobertera vegetal puede impedir los incrementos rápidos del caudal después de un tormenta.
La capacidad de la corriente: es la máxima carga de materiales que pueden
transportar una corriente en el tramo alto de un río. La carga es inferior a su capacidad y en su tramo medio ocurre al revés, por esta razón en el tramo medio y bajo predomina la sedimentación al transporte.
Concepto generales en el estudio de los ríos Red de drenaje: es el conjunto de cursos de agua que circulan sobre la superficie terrestre desde el punto donde empezaron a fluir. Interfluvios: son las áreas que separan las corrientes de aguas. Divisorias de agua: son las líneas de mayor altitud de los interfluvios. Cuenca hidrográfica: se puede definir como todo el territorio cuyas aguas van a parar en un mismo río y que está delimitado por divisorias de aguas. Cauce: podemos decir que es una depresión estrecha y alargada configurada por el estrechamiento de la pendiente fluvial; el fondo del cauce se denomina lecho. Perfil longitudinal: si proyectamos la altura de todos los puntos del cauce de un río en función de la distancia desde su nacimiento hasta su desembocadura, obtenemos un curva que se conoce como perfil longitudinal del río y cuyo nivel más bajo se llama nivel de base.
Perfiles longitudinales del Ebro y Duero con sus respectivos alfuentes. Perfil de equilibrio: perfil ideal alcanzado por el río cuando hubiese profundizado lo máximo posible su cauce y la energía disponible solo se usa en vencer el rozamiento. El perfil de equilibrio es una curva regularizada, de forma que en todos sus puntos la velocidad de la corriente asegura el transporte de la totalidad de la carga sólida procedente de la parte superior sin que haya excavación ni acumulación. Esto implica el aumento gradual del caudal, de la carga-masa, y una disminución gradual de la
carga-calibre, condiciones que no se dan en la naturaleza, por lo tanto es un perfil teórico.
Dinámica fluvial. Hidrograma: muestra la respuesta de un río ante un aumento repentino del caudal, por lo tanto se podría definir como las variaciones del caudal en el tiempo. Cuando el terreno está saturado de agua (flujo basal) el cauce de un río es superficial.
El hidrograma es un gráfico que muestra la variación en el tiempo de alguna información hidrológica tal como: nivel de agua, caudal, carga de sedimentos, etc. para un río, arroyo o canal; típicamente representa el caudal frente al tiempo.
El tiempo de respuesta es lo que tarda en aumentar el caudal cuando ha caído la mitad de la lluvia; este tiempo de respuesta va a depender del tipo de suelo y del nivel freático. Posteriormente se observará una curva de crecida hasta que alcance su máximo caudal , después aparecerá una curva de agotamiento donde el caudal bajará a niveles anteriores. Dependiendo de la localización geográfica del río podemos encontrar ríos más o menos caudalosos, así pues, los ríos ecuatoriales suelen mostrar máximos que se corresponden con épocas muy lluviosas. Sin embargo, los ríos subárticos aumentan su caudal en verano. Caudal ecológico: el 99% de todos los ríos españoles tienen alguna presa de tal manera que el caudal de los ríos está físicamente interrumpido. Podría ocurrir que la biodiversidad disminuyera drásticamente desde la presa hasta la desembocadura por falta de agua. Por esta razón hoy día se permite un flujo de agua desde la presa, que contribuya a mantener los ecosistemas naturales, este caudal se denomina caudal ecológico.
Riesgos asociados al sistema fluvial: las inundaciones. Gota fría: una de las causas de inundación en Andalucía es este tipo de fenómenos, que consiste en el embolsamiento de una masa de aire cálido y lleno de humedad con una masa de aire frío, el cual provocan grandes lluvias torrenciales que a su vez provocan el desborde de los ríos e inundaciones. El deshielo: masa de hielo de la montaña que se derrite por la erupción de un volcán, provocando grandes coladas de barro que inundan poblaciones cercanas. Inundaciones costeras: ocurre cuando hay fuertes precipitaciones con vientos y mareas altas, se dan en zonas tropicales. Otro tipo de inundaciones costeras son los tsunamis, el cual provocan grandes olas que penetran en los continentes rápidamente destruyendo y arrastrando todo lo que encuentra por su paso. Causas derivadas de las actividades humanas: deforestación y prácticas agrícolas inadecuadas, como los bancales que provocan inundaciones debido a que los cultivos agrícolas están cultivados con una orientación vertical para aprovechar mejor el terreno, lo que provoca el descenso de las aguas con mayor velocidad y energía. Construcciones de urbanizaciones: impermeabilizan el suelo y aumenta la escorrentía Las roturas de las presas: puede ocurrir que la presa se llene de agua y que se rompa la escollera provocando gravísimas inundaciones en las ciudades cercanas a las presas, como ocurrió con la presa de Tous. Ocupaciones humanas en zonas de riesgo: ya que muchas construcciones están en vegas fluviales y meandros, al margen de la desembocadura, son zonas muy débiles a las inundaciones.
Consecuencias de las inundaciones. Pérdida de vida humana. Pérdidas económicas, daños en ganadería, agricultura. Problemas de comunicación, carreteras, ferrocarriles.
Medidas de prevención. Se clasifican en dos grupos:
1. Medidas estructurales: construcción de presas, corrección y regulación de los cauces, limpieza y mantenimiento de estos.
2. Gestión y ordenación del territorio: reforestación y estabilización de laderas, hacer una correcta ordenación del territorio basado en mapas de riesgos, hacer planes de protección civil, implantar un sistema de seguro para minimizar los daños.
Conceptos básicos. Río: es una corriente natural de agua que fluye con continuidad. Posee un caudal determinado y desemboca en el mar, en un lago o en otro río, en cuyo caso se denomina afluente. Algunas veces terminan en zonas desérticas donde sus aguas se pierden por infiltración y evaporación Cuando el río es corto y estrecho recibe el nombre de riacho, riachuelo o arroyo. Torrente: un cauce con caudal temporal u ocasional. Cuenca de recepción: es una de las partes de un torrente que tiene forma cónica, similar a la que tendría un embudo cortado por la mitad, y donde el torrente recoge sus aguas durante las lluvias. Tiene fuertes pendientes, por lo que pueden formarse en ella grandes deslizamientos de tierra, avalanchas y aludes. Canal de desagüe: donde el cauce se hace más angosto y profundo al concentrarse la erosión vertical. Cono de deyección: donde se acumulan los sedimentos arrastrados por las aguas del torrente durante las crecidas al llegar a zonas de menor pendiente. Abanico aluvial: es un accidente geográfico en forma de abanico originado con los sedimentos acumulados por una corriente fluvial, ya sea donde un valle montañoso estrecho desemboca en una llanura o valle más ancho, ya sea donde una corriente tributaria se une a un río mayor. Caudal: circula una unidad de superficie por tiempo. El caudal de un río aumenta de forma logarítmica en relación con el área de drenaje de la cuenca. Los cambios en el cambio del caudal influyen en la velocidad y en el proceso de erosión y sedimentación. Las variaciones en el caudal dependen de las precipitaciones que se incrementa mucho en épocas de lluvias. La cobertera vegetal puede impedir los incrementos rápidos del caudal después de un tormenta. Hidrograma: muestra la respuesta de un río ante un aumento repentino del caudal, por lo tanto se podría definir como las variaciones del caudal en el tiempo. Cuando el terreno está saturado de agua (flujo basal) el cauce de un río es superficial Divisorias de aguas: es cualquier tierra que desagua en un río, en el lago, en la corriente, o en otra masa de agua. Una línea divisoria de las aguas incluye la masa de agua y su tierra circundante. Erosión remontante: Proceso de erosión que progresa gradualmente hacia la cabecera de una cuenca fluvial como consecuencia de una bajada del nivel de base por causas climáticas y/o tectónicas. Captura fluvial: fenómeno por el cual un tramo, normalmente el superior, de un curso de agua se desvía y drena hacia otro (capturante) que se beneficia del caudal del primero. La captura afecta a una parte de una cuenca hidrográfica que se reduce en beneficio de la cuenca capturante. La captura puede realizarse por erosión remontante del río beneficiario que aumenta la longitud de su cauce hasta alcanzar el valle del río capturado, o por desbordamiento de este último a través de un canal de enlace, siempre que el capturado esté situado a mayor altitud que el capturante. Las capturas determinan la aparición de una serie de elementos, destacando el codo de captura, localizado en el punto en el que el río capturado se desvía, y el valle abandonado, aguas abajo del codo. Curso alto: parte alta de un río donde predomina la erosión. Curso medio: parte media de un río donde predomina el transporte de los materiales erosionados. Curso bajo: parte baja del río donde predomina la sedimentación de los materiales. Meandros: curva pronunciada que forma un río en su curso, suelen predominar en la parte baja del río. Barras: elevación del fondo de un mar o río por acumulación de arena, generalmente en la entrada de un puerto, que dificulta o impide la navegación. Inundación: es la ocupación por parte del agua de zonas que habitualmente están libres de esta, bien por desbordamiento de ríos y ramblas, subida de las mareas por
encima del nivel habitual o avalanchas causadas por tsunamis. Las inundaciones fluviales son procesos naturales que se han producido periódicamente y que han sido la causa de la formación de las llanuras en los valles de los ríos, tierras fértiles donde tradicionalmente se ha desarrollado la agricultura en vegas y riberas. Nivel de base de un río: Nivel, por debajo del cual, el río pierde capacidad de incisión. Suele coincidir con el nivel del mar, aunque cuando hay una presa en el cauce de un río, el nivel de base coincidirá con el nivel del agua en la presa.
3.4. Sistema litoral y sus riesgos. Tipos de costas. Agentes físicos que actúan sobre el litoral. Morfología costera: formas de erosión y formas de acumulación. Riesgos asociados al sistema litoral: tempestades, destrucción de playas, retroceso de acantilados. Impactos derivados de la acción antrópica. Conceptos básicos: zona litoral, olas, mareas, corrientes de deriva litoral, cambios del nivel del mar, costa de inmersión, costa de emersión, acantilados, plataformas de abrasión, playas, flechas, barras, cordones litorales, tómbolos, albuferas, marismas.
El modelado costero se realiza principalmente por la acción mecánica (olas, corrientes, mareas) y por acción química del agua marina. También intervienen las precipitaciones, los ríos y los seres vivos.
Tipos de costas.
En general existen dos tipos de costas:
Costas de inmersión o de hundimiento: se originan por la elevación del nivel del mar o el hundimiento del continente que dan lugar a las denominadas rías (entradas de aguas hacia el continente como ocurre en Galicia) o fiordos (valle glaciar).
Costas de emersión: se origina cuando se eleva el litoral o desciende el nivel del mar, un ejemplo claro son las formaciones de playas que se elevan por encima de la línea de costa como los acantilados: que son costas rocosas abruptas con gran desnivel entre la zona continental y el nivel del mar. Son generalmente costas elevadas donde las costas supralitorales están bastantes reducidas, la base del acantilado es la más erosionada debido al oleaje donde se encuentra la plataforma de abrasión.
AGENTES FÍSICOS QUE ACTÚAN SOBRE EL LITORAL
OLAS
El movimiento ondulatorio de las partículas de agua en la superficie de los océanos y mares constituye las olas. Aunque puede ser provocado por causas diversas (movimientos sísmicos, erupciones volcánicas submarinas, etc.), el tipo de oleaje más importante por su extensión y por su continua presencia es el generado por el viento.
Parte de la energía eólica se transmite a la superficie del agua, provocando un movimiento cicloidal de sus partículas (circular con un pequeñísimo desplazamiento en el sentido del viento), en zonas donde la profundidad es grande. Al aproximarse a la costa, el fondo va frenando la base de la ola, mientras que la cresta aumenta su altura y su velocidad ya que el agua no se puede comprimir. Cuando el fondo es somero, la cresta adelanta a la base de la ola y gracias a la fuerza gravitatoria la ola rompe, liberando con eso la energía que contiene.
Esta energía, transportada y distribuida por el oleaje, incide en las zonas costeras, modelando sus paisajes.
LAS MAREAS Y CORRIENTES DE MAREA
Las mareas son ASCENSOS Y DESCENSOS DEL NIVEL el MAR que se producen periódicamente y que son debidos a la acción gravitatoria de la luna y, en mucha menor medida del Sol, sobre las masas de agua oceánica.
Llamamos pleamar o marea alta, al nivel más alto que alcanza el mar, y bajamar o marea baja al nivel más bajo.
Ambos se suceden aproximadamente cada seis horas, de modo que a lo largo de un día hay dos momentos de bajamar y dos de pleamar en un lugar determinado.
Esto ocurre por lo siguiente: Tierra y Luna forman un sistema mantenido por la fuerza gravitatoria. Este sistema gira alrededor de un centro de rotación situado a una distancia del centro de la Tierra equivalente a las 3/4 partes del radio de esta. Cualquier cuerpo situado sobre la superficie terrestre, incluidas las masas de agua, experimenta una fuerza centrífuga hacia fuera del sistema Tierra-Luna que gira, tanto más intensa cuanto más lejos del centro de rotación esté. Al mismo tiempo, ese cuerpo sufre la atracción de la gravedad hacia la Luna, tanto mayor cuanto más cerca del satélite se encuentre.
De este modo se comprende que los dos lugares en que se produce la pleamar en un momento dado son: uno, la zona más próxima a la Luna (por la fuerza gravitatoria) y, dos, la zona más alejada, cuyas aguas sufren la máxima fuerza centrífuga y la mínima atracción gravitatoria.
Las zonas de la Tierra que se encuentran a la misma distancia de la Luna que el centro terrestre se halla en equilibrio y no experimentan fuerzas de marea (la fuerza gravitatoria se neutraliza con la centrífuga).
A medida que la Tierra gira, los meridianos terrestres pasan por zonas de marea alta y de marea baja dos veces al día. Teniendo en cuenta la traslación de la Luna alrededor de nuestro planeta, las mareas se repiten cada 12 horas y 26 minutos.
El efecto del Sol es mucho menor, debido a la gran distancia a que está. Solo se suman los efectos gravitatorios de la Luna y el Sol cuando ambos astros se alinean con la Tierra, produciéndose entonces "mareas vivas" de mayor amplitud. Cuando el Sol y la Luna se sitúan en ángulo recto respecto a la Tierra, el efecto de marea causado por el Sol contrarresta en cierto grado al efecto de la Luna, resultando así mareas de menor amplitud o "mareas muertas".
Una consecuencia importante de las mareas es la generación de las "corrientes de marea", desplazamientos horizontales del agua que se sienten, sobre todo, en la zona próxima a la costa y especialmente en rías y estrechos.
Al ir subiendo el nivel del mar, el agua avanza hacia la costa como una corriente o avenida impetuosa, que alcanza los 18 km/h. Al ir bajando la marea, la corriente o reflujo es menos fuerte, porque el agua va hacia zonas de mayor profundidad.
Estas corrientes pueden erosionar y transportar materiales, como arena del fondo, afectando a una mayor profundidad que el oleaje.
Otro efecto de las mareas, que afecta a las comunidades biológicas, es que la línea de costa se modifica todos los días, quedando zonas cubiertas y descubiertas por el agua según las horas de! día.
EROSIÓN MARINA
Las olas, movidas por el viento forman promontorios ayudadas por la carga de arrastre, Son capaces de erosionar las partes salientes de la costa: los acantilados o promontorios.
El retroceso continuo de la costa va originando una plataforma de abrasión, situada bajo la línea de marea baja
El transporte de materiales se realiza de dos maneras: perpendicular a la costa, debido al oleaje y a las mareas y produce avance en pleamar y retroceso en bajamar,
o paralelo a la costa, realizado por la corriente de deriva provocada por la incidencia normalmente oblicua del oleaje sobre la costa y que sólo podrá existir cuando haya un viento de dirección constante. El transporte es selectivo, ya que las arenas son llevadas más lejos que las gravas y cantos. Las formas de los mismos son aplanadas, debido al arrastre de vaivén producido por las olas.
Farallón Cuevas
La sedimentación marina
La sedimentación se realiza en los entrantes de la costa (playas o ensenadas), en los que se depositan los materiales más finos, como las arenas; en las terrazas costeras, lugares próximos al acantilado, donde se acumulan cantos y gravas; en flechas litorales o barras paralelas a la costa, cuando existen aguas poco profundas y una corriente de deriva persistente cuya dirección es marcada por ellas.
Si se forman flechas laterales costeras entre dos acantilados con una playa en medio, la bahía puede llegar a cerrarse, dando lugar a una albufera. Cuando un río desemboca en ésta produce una sedimentación de los materiales arcillosos debido a la floculación de las arcillas provocada por el contraste entre el agua dulce y el agua salada. La albufera se va llenando de fango que queda al descubierto con la marea baja (llanuras mareales); instalándose sobre ella una vegetación salobre que retiene los sedimentos, transformando la llanura en una marisma.
Si la sedimentación ocurre entre la costa y un islote, el resultado es un tómbolo
En las zonas de confluencia del mar y un río se forman estuarios, zonas de sedimentación de materiales, tanto marinos como fluviales que se desarrolla tras la línea de costa y cuyo modelado depende de las mareas que empujan hacia arriba el flujo de agua (solamente existen en mares con mareas importantes); la entrada de aguas marinas durante la pleamar, represa las aguas dulces del río, mientras que durante la bajamar, todas las aguas comienzan a regresar y entrar a gran velocidad en el mar u océano. Finalmente se alcanza un equilibrio entre el flujo del río y la marea, de tal manera que ya no es posible la sedimentación y todos los aportes nuevos son transportados hacia el mar.
En mares sin mareas importantes, con la condición de que los aportes fluviales superen a la capacidad del mar para desalojarlos se pueden formar deltas en la desembocadura de los ríos. La floculación de las arcillas en esta zona produce una progradación, o extensión de los terrenos mar adentro, de forma que algunas ciudades que en tiempos remotos fueron costeras, hoy en día se pueden encontrar muchos kilómetros tierra adentro.
La zona cercana a la costa y hasta denomina plataforma continental, y en ella van a producirse dos tipos de sedimentación: detrítica, de arenas y arcillas de procedencia fluvial u oceánica, y de precipitación de los carbonatos, cuando haya poca cantidad de detritos y exista una gran actividad biológica.
La plataforma continental acaba en una pendiente brusca, el talud continental, dando lugar a la llanura abisal o fondo oceánico. Algunos ríos pueden excavar grandes
cañones submarinos en la plataforma continental, que a modo de valles fluviales sumergidos pueden prolongarse hasta llanuras abisales. A lo largo de los mismos los detritos fangosos de la plataforma son arrastrados hacia el talud, dando lugar a las llamadas corrientes de turbidez. Durante las tormentas, o debido a un seísmo, dichas corrientes pueden verse intensificadas.
Riesgos en zonas costeras.
La creciente ocupación de las zonas costeras ha supuesto un incremento de los riesgos debidos a la dinámica litoral. Los más frecuentes son la colmatación de estuarios, rías, puertos y el retroceso o la destrucción de playas y deltas.
En efecto, el oleaje provoca el derrumbe de los acantilados; las corrientes de deriva pueden hacer retroceder las playas hasta un metro al año e incluso, como consecuencia de las tempestades pueden quedar destruidas en poco tiempo.
El análisis de esta presenta grandes dificultades, derivadas de las interacciones complejas que se producen en él; p. ej. Si se construyen estructuras para proteger algunas zonas del litoral de la erosión, interrumpimos las corrientes de deriva, impidiendo el aporte de sedimentos en playas de otros puntos de la costa al interrumpirse el transporte de arena.
Como en todos los riesgos, la mejor medida predictiva es la elaboración de mapas de riesgo.
Los métodos preventivos tienen una doble vertiente:
a) por un lado medidas legales como la Ley de Costas, que establece:
Zona de servidumbre de protección hasta 100 metros tierra adentro, donde existe prohibición total para cualquier uso, salvo la instalación de servicios de utilidad pública o instalaciones deportivas al aire libre. Dentro de esta área existen otras dos: una de servidumbre de paso, paralela a la costa y situada en los primeros 6 metros, y otra de acceso al mar, ambas libres y gratuitas.
Zona de influencia, que se extiende a los terrenos situados a 500 m. de la ribera del mar, en la que existen unas normas de ordenación urbanística, permitiéndose la construcción de aparcamientos y de edificios cuyas dimensiones y número se adapte a la legislación urbanística local.
b) por otro medidas estructurales como la construcción de muros en la base de los acantilados, rompeolas y espigones perpendiculares a la costa o el dragado de arenas en los fondos marinos o en la desembocadura de los ríos.
Recursos de las zonas litorales.
Paisajísticos: es un recurso que usan los pintores, en el cual dibujan y plasman el litoral como parte de sus cuadros y dibujos.
Alimenticio: es debido a que en el litoral abundan los peces que son una de las bases de nuestra alimentación, además de las algas como el combú que también es un recurso alimenticio.
Económico: es debido a que los turistas suelen venir a las costas a pasar sus vacaciones en busca de climas cálidos, lo que provoca un gran incremento de ganancias, por eso es uno de los sectores más importantes de las zonas costeras.
Impacto en las zonas litorales.
Unas de las causas principales es el soporte de una alta densidad de población.
Se diferencian varios tipos de impactos:
Contaminación de las aguas debido a vertidos de las ciudades costeras y también a la desembocadura de los ríos cuyas aguas están contaminadas. Como por ejemplo vertidos industriales, vertidos de petróleo como el alquitrán que es debido a la limpieza de las entinas de los buques.
Eutrofización. Se produce generalmente en las aguas tranquilas del litoral, en el cual se enriquecen de nitratos y fosfatos esto es debido a que los fertilizantes que usamos para la vegetación van a parar a los ríos y estos van a parar a los mares. Como consecuencia crecen las algas nitrófilas.
Sobreexplotaciones. Los recursos no son infinitos, si no se pone límite a las explotaciones podría desaparecer la especie como la de los percebes en Galicia. Una de las medidas que podemos poner es la de mariscar durante un tiempo y no continuamente, para que la especie se pueda recuperar.
Riesgos de las zonas litorales.
Las olas: rompen acantilados y construcciones marinas, además de que se cobran muchas vidas humanas. Un claro ejemplo son los tsunamis que son olas que pueden alcanzar una altura sorprendente y lo arrasan todo por su paso.
Las mareas: no son un gran riesgo pero en combinación con el oleaje y el agua de la lluvia puede tener efectos graves sobre el litoral.
Cambios del nivel del mar: ocurre por calentamiento global del planeta, ha ocurrido muchas veces a lo largo de la historia del planeta. Afecta sobre todo a las islas ya que hay que tener en cuenta que más de cien millones de personas viven a un metro sobre el nivel del mar.
Huracanes y tifones: las tormentas tropicales del otoño afectan sobre todo en la costa este de Asia, América y Australia, el cual puede provocar graves inundaciones.
Las dunas: son montículos de arena que pueden llegar a cubrir los cultivos provocando el desecho de estos.
Conceptos básicos.
Zona litoral: la zona costera limitada entre los mares y los continentes, por lo tanto, es una interfase
entre ambos medios que se influyen mutuamente.
Olas: son ondulaciones del agua del mar generadas por la acción del viento.
Mareas: avances y retrocesos del nivel del mar debido a la atracción que ejerce el sol y, sobre todo, la luna.
Cambios del nivel del mar: ocurre por calentamiento global del planeta, ha ocurrido muchas veces
a lo largo de la historia del planeta. Afecta sobre todo a las islas.
Costas de inmersión o de hundimiento: se originan por la elevación del nivel del mar o el
hundimiento del continente que dan lugar a las denominadas rías o fiordos.
Costas de emersión: se origina cuando se eleva el litoral o desciende el nivel del mar, un ejemplo claro son las formaciones de playas que se elevan por encima de la línea de costa como los acantilados.
Acantilados: que son costas rocosas abruptas con gran desnivel entre la zona continental y el nivel
del mar.
Plataformas de abrasión: rampa al pie de los acantilados sobre la que, en ocasiones se genera
una playa.
Playa: material sedimentario en la línea de costa.
Flecha: son formaciones sedimentarias generalmente arenosas que se originan muy cerca de la
línea de costa que van unido por un extremo a las playas y son perpendiculares a ellas.
Las barras costeras: son formaciones sedimentarias generalmente arenosas que se originan muy cerca de la línea de costa en una zona de equilibrio entre dos corrientes dando lugar a terrenos emergidos y más o menos consolidados que discurren paralelos a las costas.
Tómbolo: islote que va conectado a las flechas.
Sobreexplotación litoral: Los recursos no son infinitos, si no se pone límite a las explotaciones podría desaparecer la especie. Una de las medidas que podemos poner es la de mariscar durante un tiempo y no continuamente, para que la especie se pueda recuperar.
3.5. El suelo. Composición. Procesos edáficos. Factores que intervienen en la formación del suelo. Perfil de un suelo.
Importancia de los suelos. Degradación y contaminación de los suelos. Erosión de los suelos: desertización. Medidas correctoras de la erosión del suelo. Conceptos básicos: porosidad y permeabilidad del suelo, fases del suelo (sólida, líquida, gaseosa), horizonte edáfico, roca madre, principales contaminantes de los suelos (metales, lluvia ácida, compuestos orgánicos, salinización), erosividad, erosionabilidad.
Concepto de suelo.
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 mecánica o química de la roca preexistente. Es la interfase
entre la Atmósfera y la Geosfera.
Desde distintos puntos de vistas tendríamos diferentes definiciones:
Geológico: el suelo se puede definir como la capa superficial disgregada y de
espesor variable que procediendo de la meteorización física o química de las
rocas cubre la corteza terrestre.
Ecológico: el suelo es una interfase entre la atmósfera, hidrosfera y geosfera,
por lo tanto, el suelo se puede considerar también como un ecosistema
imprescindible para que se cierren todos los ciclos naturales.
Económico: el suelo es el asiento de la agricultura que es la base de la
subsistencia humana y de la existencia de toda la biosfera.
La Edafología es la ciencia que estudia los suelos.
No existe suelo en los climas extremados, cuyas características no permiten su
formación o en pendientes rocosas, en las que no puede sostenerse
Composición y estructura del suelo. Perfil
En el suelo coexisten los tres estados de la materia, distribuidos en dos tipos de
componentes
• Inorgánicos, que comprenden aire, (oxígeno y - CO2), agua y componentes
minerales procedentes de la meteorización de la roca madre, que suelen ser
fragmentos de rocas (cantos, gravas, arenas, Iimos y arcillas), y sales minerales
(sulfatos, carbonatos, nitratos, fosfatos y óxidos de distinto tipo).
La textura es, por tanto, la composición granulométrica.
• Orgánicos, constituidos por materia orgánica que no ha sufrido procesos de
transformación (restos de hojas, ramas, excrementos) y cadáveres además de
microorganismos diversos (bacterias y hongos) que forman el humus a partir de
una serie de transformaciones parciales de la materia orgánica, cuya estructura
original deja de ser reconocible. La humificación es, por tanto, un proceso previo
a la mineralización y la presencia de humus confiere al suelo un carácter ácido.
Dependiendo de la composición los suelos presentan un pH determinado, ácido
o básico, que condiciona el tipo de vegetación que puede asentarse sobre él.
La estructura del suelo es la disposición y estado de agregación o cohesión de
los componentes sólidos. Depende de los coloides del suelo, que actúan como
cementantes.
Se caracteriza por la:
• porosidad o volumen de espacios vacíos del suelo. Los poros grandes se
pueden llenar de aire y agua mientras que los microporos solo retienen agua.
• permeabilidad o velocidad de infiltración del agua, que aumenta mucho con el
contenido en materia orgánica. Los suelos que tienen estructuras estables son
permeables mientras que los que tienen estructura particular (arcillas) son poco
permeables.
Perfil del suelo
Se llama perfil del suelo a la estructura en, corte transversal del mismo. En él se
observan una serie de capas que reciben el nombre de horizontes o niveles,
cuyo número está directamente relacionado con el grado de madurez del suelo,
magnitud que depende en gran medida de las características climáticas de la
zona. Generalmente, los suelos más maduros se encuentran en lugares donde
la temperatura y la humedad no son extremas.
Un suelo ideal, que suele presentarse en las regiones templadas, presenta los
siguientes niveles:
HORIZONTE A de eluviación o lavado. . Denominado así porque contiene
pocas sales minerales, pues éstas son arrastradas por las aguas al infiltrarse;
este empobrecimiento de materiales solubles se conoce como lixiviación. En
esta zona se encuentran las raíces de la mayoría de las plantas y se divide, a su
vez, en varios estratos:
Nivel Ao constituido por hojas caídas (hojarasca) y restos de animales no
descompuestos
Nivel A1 de color oscuro, ya que está constituido por humus que forma
agregados con la materia mineral, confiriendo al suelo su estructura y su
capacidad para retener agua e iones nutritivos de carga positiva (Ca2+, K+, NH4+),
impidiendo su pérdida por lavado vertical,
Nivel A2 donde la materia mineral domina y el lavado es más intenso.
Horizonte B de iluviación o acumulación (denominado también subsuelo). A
veces tiene color claro por su pobreza en humus, presentando frecuentemente
tonalidades peculiares, debido a la acumulación de sales de calcio, aluminio o
hierro procedentes de niveles superiores.
Nivel u horizonte C. Formado por fragmentos, procedentes de la meteorización
mecánica y/o química de la roca madre subyacente, o bien por materiales que
fueron depositados por el agua o por el viento en épocas pasadas.
Roca madre , horizonte D . Material original sobre el que se desarrolla el suelo.
Puede ser una roca dura compacta e impermeable; una roca blanda o materiales
sueltos.
Evolución de los suelos: Factores y procesos.
El proceso de formación de un suelo maduro autóctono (in situ) sobre las rocas
de la corteza terrestre se realiza en sucesivas etapas que transcurren
paralelamente al mecanismo de sucesión ecológica de la comunidad que
sustenta, madurando a la par que ésta tiende a alcanzar su clímax.
Los factores que intervienen en la evolución del suelo son los siguientes:
EL CLIMA. Es el factor más importante, ya que, además de condicionar el tipo
de meteorización de la roca madre, ejerce una vital importancia en su evolución.
Entre los COMPONENTES CLIMÁTICOS MÁS INFLUYENTES destacaremos
los siguientes:
El balance hídrico o equilibrio existente entre las entradas (precipitación) y las
salidas (evaporación), pues si predomina la precipitación se incrementa el
lixiviado de iones. Por el contrario, si predomina la evaporación aumenta el
ascenso capilar de sales hacia horizontes superiores, pudiendo llegar a aflorar
y formar costras superficiales.
El aumento de temperatura incrementa la velocidad de las reacciones químicas
y biológicas.
LA TOPOGRAFÍA La pendiente favorece la erosión que dificulta la formación
del suelo y, además, condiciona la orientación respecto al sol.
LA LITOLOGÍA. De este factor dependerán fundamentalmente los componentes
minerales que contenga el suelo.
LA ACTIVIDAD BIOLÓGICA. La abundancia de organismos descomponedores
contribuye a la formación del suelo por transformación de la materia orgánica
contenida en él.
EL TIEMPO. Este factor tiene gran importancia, pues debido a él actualmente
se puede considerar el suelo como un recurso no renovable, porque se regenera
a un ritmo mucho más lento (cientos o miles de años) que el de su destrucción.
El proceso de formación de un suelo se denomina edafogénesis y comprende
varias etapas:
a- Meteorización, mediante disgregación de la roca en trozos más pequeños, seguida de alteraciones químicas favorecidas por la humedad y la temperatura.
b- Transformación de la materia orgánica gracias a :
Mineralización rápida, producida por microorganismos cuyo metabolismo
desemboca en la producción de compuestos inorgánicos como el NH3
(amonificación) y HNO3 (nitrificación)
Humificación lenta, que conduce a formación de humus, con el consecuente
establecimiento de compuestos coloidales de agregación con las arcillas que
potencian la retención de agua
c- Formación del perfil del suelo, por la profundización progresiva de e éste;
diferenciación de diversos estratos de color, textura y estructura variada y
creación de horizontes.
Los primeros colonizadores biológicos son los líquenes y cianobacterias y,
posteriormente, los musgos. Son organismos carentes de raíces verdaderas
pero poseen hifas o rizoides con capacidad para fijarse al débil sustrato y
absorber agua. Con su capacidad para retener agua y los productos derivados
de su metabolismo contribuyen a la degradación de la roca con la consiguiente
creación de un tapiz en el que pueden asentarse semillas que, al germinar,
desarrollan un sustrato vegetal inicial. Las plantas van introduciendo sus raíces
por las pequeñas fisuras de las rocas y, junto con los productos que depositan,
alteran la roca cada vez más.
La erosión de los suelos. La desertización.
La erosión y consecuente pérdida de suelo se produce por factores de tipo
climático, por el relieve por el tipo de suelo y de vegetación, y por los usos
humanos (así, la tala o los incendios aumentan el factor vulnerabilidad del suelo).
Todos estos factores pueden agruparse en dos: erosividad y erosionabilidad
que serán de gran importancia para la realización de mapas de riesgo de erosión,
con la finalidad de demarcar las zonas susceptibles y establecer las medidas
pertinentes.
Erosividad
La erosividad expresa la capacidad erosiva del agente geológico predominante
(lluvia, hielo, viento) que depende del clima pudiéndose evaluar ésta de varias
maneras, entre las que destacamos las siguientes:
• El índice de aridez (1). Su valor se calcula mediante la fórmula I = P/t + 10 a
partir de los datos obtenidos de los climogramas (siendo t la temperatura media
anual y P la cantidad total anual de agua caída en litros).
• El índice de agresividad climática (la) se enuncia como la = p2/P (siendo p la
precipitación del mes más lluvioso y P la precipitación total anual en litros). Con
este parámetro se puede observar el reparto de las lluvias a lo largo del año,
demostrando que el riesgo de erosión no depende de la cantidad de agua caída,
sino de su distribución temporal, resultando más dañina cuanto más esporádica
pero torrencial sea.
• El índice de erosión pluvial (R). Se define como el índice medio anual de la
erosividad de la lluvia R = EI30 / 100 donde E es la energía cinética del aguacero
e I0 su intensidad máxima en milímetros, o litros, por metro cuadrado caídos
durante treinta minutos). La energía cinética liberada por una gota de agua al
chocar contra el suelo sólo depende de su masa, pues su velocidad es invariable,
ya que a partir de cierta altura todas las gotas caen a igual velocidad, debido al
efecto de frenado originado por su rozamiento con el aire.
Erosionabilidad
La erosionabilidad expresa la susceptibilidad del sustrato para ser movilizado.
Este factor depende de:
• La topografía. Toda pendiente superior al 15 por 100 conlleva riesgo de erosión.
• El estado de la cubierta vegetal.
• Susceptibilidad del terreno, relacionado con la cohesión de sus componentes.
La evaluación del nivel de erosión de un suelo puede hacerse por métodos
cualitativos (directos) basados en la observación Para predecir y prevenir la
erosión se hace necesaria la elaboración de mapas de riesgo, a partir de los
factores expuestos con anterioridad o de complicados cálculos, como la
ecuación universal de las pérdidas de suelo, pero en las ocasiones en las que
no se precisen datos cuantitativos exactos se puede detectar directamente
mediante:
a) Métodos cualitativos o directos.
Basados en la observación de indicadores físicos o biológicos, son aplicables en
unas zonas concretas y permiten conocer con bastante exactitud la velocidad y
magnitud de la erosión. Se puede llevar a cabo mediante clavos o varillas
colocadas verticalmente, mediante comparación de perfiles topográficos en
intervalos de tiempo o evaluando las marcas e incisiones en el terreno.
• Indicadores físicos. Evalúan el grado de erosión en función de marcas
observables sobre el terreno, como la presencia de surcos, cárcavas:
Además, existen otros indicadores físicos, como los fenómenos de reptación, la
solifluxión, la formación de conductos o túneles en el terreno, la presencia de
costras superficiales por deterioro de la materia orgánica y las manchas claras
sobre el terreno debido al acúmulo de sales originado por el ascenso capilar o
por el desgaste de los horizontes superiores.
• Indicadores biológicos. La vegetación puede, a su vez, servir de bioindicador
del estado del suelo, estableciéndose grados: (Grado nulo: vegetación densa y
sin raíces descubiertas; grado medio: vegetación aclarada, raíces expuestas;
grado alto: raíces muy expuestas
b) Métodos indirectos
El método indirecto frecuentemente utilizado es la ecuación universal de la
pérdida del suelo (USLE); (Universal Soil Loss Equation) que se enuncia de la
siguiente forma:
A= R K L S C P
Donde: A= Pérdida de suelo (ton/ha).
R= Erosividad de la lluvia (ton/ha).
K= Erodabilidad del suelo (ton/ha).
L= Largo de la pendiente (m).
S= Grado de la pendiente del suelo (%).
C= Factor relativo a la cobertura vegetal u otros materiales que impidan el
impacto de la lluvia en el suelo desnudo.
P= Prácticas mecánicas de conservación que reducen o retardan el
escurrimiento superficial y la erosión
LA DESERTIZACIÓN. DEGRADACIÓN Y CONTAMINACIÓN DE SUELOS.
Se llama desertización al proceso de degradación ecológica, por el cual la
tierra productiva pierde parte o la totalidad de su potencial de producción,
que lleva a la aparición de las condiciones desérticas definido en la
conferencia del PNUUMA, (Programa de las Naciones Unidas para el Medio
Ambiente) celebrada en Nairobi en 1977).
Cuando esta situación está provocada por la actividad humana se denomina
desertificación.
Todos los autores están de acuerdo en afirmar que el proceso de desertización
resulta de la confluencia de unos factores climáticos (sequía, precipitaciones
esporádicas y torrenciales) con otros debidos a la acción humana (exceso de
riego, cultivos en zonas de pendiente, sobrepastoreo, etc.).
Los procesos que pueden dar lugar a situaciones de tipo desértico son:
• Degradación química. Puede ser de tres tipos:
- Pérdida de la fertilidad por lavado de nutrientes
- Presencia de elementos contaminantes que produzcan acidificación; toxicidad o
empobrecimiento del suelo (lluvia ácida, metales pesados, aguas residuales,
contaminación radiactiva, etc.)
- Salinización y alcalinización de suelos por acumulación de sales (por ejemplo,
en zonas de regadío con un drenaje insuficiente o mala calidad del agua).
• Degradación física. Se produce pérdida de estructura, como en el caso de
compactación' del suelo por empleo de maquinaria pesada o por el pisoteo ..
• Degradación biológica. Tiene lugar por desaparición de materia orgánica o
por mineralización del humus que lleva a la pérdida de estructura del suelo.
• Erosión hídrica y eólica. La primera es el proceso de erosión de mayor
importancia en nuestro país, aunque la segunda no es nada desdeñable.
MEDIDAS CORRECTORAS DE LA EROSIÓN DEL SUELO
Las actuaciones se realizan principalmente sobre las tierras cultivadas y sobre
las obras públicas:
El mejor medio de controlar la erosión de las tierras cultivadas es dar a cada una
de ellas un uso compatible con sus características (ordenación del territorio),
plantando las especies vegetales de mayor cobertura en cada caso y
fomentando una rotación de cultivos para poder lograr una producción alta y
sostenible en el tiempo.
Para lograr la recuperación de zonas erosionadas se trata de frenar o detener
los procesos erosivos mediante planes de recuperación, entre los que destacan
• Medidas hídricas que aumenten la infiltración y evitar la es correntía mediante
cultivos adecuados y aplicando técnicas de arado que sigan las curvas de nivel,
o aterrazado con muros que impidan la erosión.
Evitar el retroceso de los barrancos mediante la construcción de diques en las
cárcavas o repoblaciones forestales.
• Medidas agrícolas como el abandono de cultivos en zonas marginales con
excesiva pendiente, transformación de los mismos en pastizal es estables con
una cantidad de ganado adecuado a su capacidad de producción de hierba.
• Medidas forestales con repoblaciones que retengan el suelo y actúen de
barreras cortavientos que disminuyan la erosión eólica; e instalación de
cortafuegos que impida la extensión de los incendios.
• Adecuación de las obras públicas, como la construcción adaptada a la
geomorfología, la realización de cunetas, aliviaderos o drenajes adecuados, la
repoblación de los taludes y muros de contención en lugares con peligro de
deslizamientos.
La desertización de los países mediterráneos y sus repercusiones
Según la clasificación de Nairobi, España es el único país europeo con alto
riesgo de desertización por erosión de sus suelos. Cada año se pierden en
nuestro país más de 1.000 millones de toneladas de suelo fértil debido a la
erosión y desertización, como consecuencia de prácticas agrícolas y forestales
inadecuadas, incendios forestales, obras públicas y actividades mineras,
principalmente.
Las causas son:
• El clima mediterráneo (precipitaciones irregulares y a veces torrenciales),
• Topografía, con fuertes pendientes y acusado relieve
• La litología, con abundancia de terrenos arcillosos de difícil drenaje,
• Una precaria gestión de sus recursos hídricos
• Inadecuada política forestal y agraria.
Según un informe del año 1992, el 26 por 100 de la superficie del territorio
español está afectada por fenómenos de erosión grave del suelo. Este fenómeno
se da especialmente en la zona mediterránea, en donde Almería, Murcia y
Granada, por orden de gravedad tienen más de la mitad de su superficie con
fenómenos alarmantes de erosión.
4. RECURSOS DE LA GEOSFERA Y SUS RESERVAS. Recursos minerales. Recurso y reserva. Recursos energéticos: petróleo, carbón, gas natural. Energía geotérmica. Energía nuclear: origen, tipos y explotación. Impacto de la minería sobre el medio físico, biológico y social. Contaminación térmica y radiactiva. Impactos derivados de la extracción, transporte, tratamiento del combustible fósil y utilización.
Conceptos básicos: ganga, mena, carbonización, turba, hulla, lignito, antracita, migración del petróleo, roca madre, roca almacén, trampa petrolífera, radiactividad, radiactividad natural, fisión nuclear, fusión nuclear, manantiales termales, géiseres.
RECURSOS MINERALES
La sociedad actual depende de un suministro constante y creciente no sólo de
energía, sino también de materias primas, entre las cuales destacan por su
importancia los recursos minerales, que son esenciales para la industria. Esta
demanda obliga a una constante explotación y búsqueda de nuevos yacimientos.
La mayor parte de los minerales se encuentran asociados formando rocas, pero a
veces, por causas geológicas diversas, algunos de ellos se separan del resto y se
concentran en masas que aparecen en determinadas áreas dando origen a los
recursos minerales. La parte de estos recursos que es perfectamente conocida,
tecnológicamente extraíble y económicamente rentable constituye las reservas
minerales.
Los yacimientos minerales.
Se denomina yacimiento a toda concentración natural de sustancias minerales
susceptible de ser explotada económicamente.
Un yacimiento está formado por dos componentes, la mena y la ganga. La mena
está formada por las rocas del yacimiento con tal proporción de mineral que son
económicamente rentable; en cambio, la ganga es él conjunto de minerales que
acompañan a la mena, y que no, son rentables económicamente. 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. (recuerda la diferencia entre recurso y
reserva)
La concentración mineral se debe a procesos de diversa naturaleza; en base a
ello, se agrupan en yacimientos de origen sedimentario y yacimientos de origen
endógeno.
Yacimientos sedimentarios: Origen, formación y rocas industriales
asociadas a su uso.
Su origen comienza con la meteorización de las rocas, liberando componentes
que en una segunda fase son transportados. La última fase es la de acumulación,
que es variable, destacando las siguientes:
• Por procesos físicos. Los granos minerales muy densos liberados por la
meteorización de las rocas pueden acumularse en determinadas zonas del cauce
de algunos ríos, formando depósitos de placeres, como ocurre con las pepitas de
oro.
• Por alteraciones edáficas. Ciertos componentes procedentes de la
meteorización de las rocas son arrastrados por algún agente de transporte, de
esta forma el suelo se enriquece en los componentes no transportados. Así se
forman los yacimientos de caolín, bauxita, hierro, etc.
• Precipitación química. Diversos componentes solubles formados por
meteorización de las rocas precipitan después de ser arrastrados por el agua,
originando concentraciones, como ocurre con muchos óxidos.
• Precipitación salina. Los actuales yacimientos de evaporitas se formaron por
la desecación de antiguos lagos salados, dando lugar a depósitos de halita, silvina,
yeso, etc.
Los recursos minerales no metálicos relacionados con estos yacimientos se
dividen normalmente en dos amplios grupos:
Materiales de construcción
Constituyen en grupo al que corresponde el mayor volumen y peso de todos los
recursos minerales, lo que supone el mayor problema para su empleo, ya que su
transporte resulta dificultoso y caro. En general, se denominan áridos, y se
obtienen de todos los tipos de rocas conocidas. Algunos se emplean tal y como
se encuentran en la Naturaleza y otros, en cambio, han de ser previamente
transformados antes de su utilización.
Los más significativos son los siguientes:
Bloques de piedras. Empleados por las personas como refugio o para rendir culto
a los muertos o a los dioses desde las épocas remotas. Se basa en el empleo de
piedras extraídas de las canteras situadas en el entorno, debido a su dificultad de
transporte.
Rocalla. Es cualquier tipo de roca triturada que se usa para construir el firme de
las carreteras, en las vías del ferrocarril y para fabricar hormigón.
Arena y grava. Ambos tipos se extraen de las graveras, lugares en los que se
acumulan de forma natural: cauces de ríos, playas o flechas litorales. Estos áridos
se encarecen con el transporte, por lo que han de ser extraídos en las
proximidades de las grandes ciudades y originan graves impactos. Las canteras
de Alhaurín el Grande son un ejemplo de cómo no se tiene que explotar una
cantera de áridos.
El cemento. Mezcla de caliza y arcilla que se somete a una temperatura de
cocción de más de 1.400 °C para que pierda el agua Y CO2 y, posteriormente, se
tritura. Al añadirle de nuevo agua, se convierte en una masa que se endurece y
que da cohesión a los materiales de construcción. Las fábricas de cemento o
cementeras se suelen instalar en las inmediaciones de las canteras de su
componente mayoritario, la caliza, ya que la arcilla es muy abundante.
Hormigón. Masa elaborada con una mezcla de cemento con arena o gravas. A
veces, para aumentar su consistencia, se añaden barras de hierro, con lo que se
obtiene el hormigón armado.
Yeso. El yeso resulta de calcinar la roca del mismo nombre, para que pierda la
mayoría del agua que contiene, con lo que se convierte en un polvillo blanquecino,
que se mezcla con agua y se emplea como argamasa.
Arcillas. Las arcillas se han empleado como materiales de construcción desde
tiempos antiguos, al principio sólo moldeadas y secadas al Sol (adobes, especie
de ladrillos sin cocer hechos de paja y arcilla) y, posteriormente, cocidas.
Actualmente se cuecen y se emplean para fabricar ladrillos, tejas o baldosas
rústicas y, además, se pueden vidriar para hacer baldosas o azulejos.
Vidrio. El vidrio se fabrica derritiendo a 1.700 °C arena de cuarzo, sosa y cal,
materias primas abundantes y baratas; luego, se enfría rápidamente.
Canteras de Alhaurín el Grande (Málaga)
Minerales industriales.
Se utilizan en la fabricación de productos químicos y en la producción de
fertilizantes. A diferencia de los anteriores precisan un considerable
procesamiento para extraer la sustancia deseada en el grado de pureza necesario
para su utilización final
Fertilizantes. Los fertilizantes esenciales son: nitrógeno fósforo y potasio. La
industria de los nitratos sintéticos a partir del nitrógeno atmosférico, es la fuente
de prácticamente todos los fertilizantes nitrogenados del mundo. Sin embargo la
fuente principal de fósforo y potasio sigue siendo la corteza terrestre: el apatito es
la fuente primaria de fosfatos y el potasio se obtiene a partir de los depósitos de
evaporitas que contienen el mineral silvina.
El azufre es también un elemento fertilizante que se emplea, además, para
fabricación de ácido sulfúrico, insecticidas y fungicidas. Su obtención a partir de
la pirita (S2Fe) se ha reducido, debido a que se puede obtener a partir de los su
productos resultantes de la desulfuración del petróleo y del carbón llevadas a cabo
para disminuir sus emisiones.
Yacimientos endógenos: Origen, formación y rocas industriales asociadas
a su uso.
Se forman a partir de la actividad endógena terrestre, en los procesos magmáticos
y metamórficos.
Yacimientos de origen magmático. Según su origen a partir de una masa
magmática pueden ser:
• De segregación: formados por la separación de un líquido metálico densa, no
miscible con el magma, en el fondo de una cámara magmática.
• Neumatolíticos: Tras la fase anterior queda un líquido residual, rico en
sustancias volátiles que puede emigrar, impregnación grietas de la roca encajante.
Cuando la mineralización se produce en una grieta, se denomina filón, don e
podemos encontrar minerales como la fluorita, pirita o galena.
• Hidrotermales (agua caliente): formados como sublimados en cavidades o en
el fondo marino cuando se trata de una cámara magmática submarina. La mayoría
de los depósitos rentables de oro, plata y mercurio se producen como depósitos
filonianos hidrotermales.
Yacimientos de origen metamórfico. Se forman cuando los fluidos magmáticos
transforman la roca encajante.
Frecuentemente, los minerales se encuentran rellenando grietas entre la roca
encajante situadas en las proximidades de las masas rocosas ígneas, formando
vetas minerales. Si estas vetas presentan una potencia grande, se denominan
filones, de los cuales se obtienen los metales de interés industrial como el hierro,
plomo, aluminio, cobre, etc. Algunos son utilizados en medicina y tecnología,
como el mercurio, plata, estaño, etc.
Un mineral importante de origen ígneo es el diamante, originado a
profundidades de casi 200 km. donde la presión confinante es lo bastante grande
como para generar esta forma de alta presión del carbono. Una vez cristalizados
son transportados hacia arriba a través de conductos denominados pipas,
quedando diseminados en una roca denominada kimberlita. Aunque son mejor
conocidos como gemas se utilizan mucho como abrasivos.
Las rocas ornamentales e industriales
Muchas rocas ígneas y metamórficas pueden ser explotadas por su aspecto y sus
propiedades, para utilizarlas como materiales de construcción o decoración.
Se suelen clasificar comercialmente en tres categorías: mármoles, pizarras y
granitos.
Se denomina mármol comercial a toda roca compuesta predominantemente por
calcita, dolomita, e incluso serpentinita, susceptible de ser pulida y adquirir brillo
marmóreo. En Andalucía existen canteras importantes en Macael (Almería)
Las pizarras han comenzado a tener una importancia mundial a partir de los años
setenta. Es una roca metamórfica, formada a partir de la arcilla, con planos de
foliación muy marcados, lo que permite fácilmente obtener placas de espesores
milimétricos. Las pizarras se utilizan básicamente para hacer cubiertas de tejados
y para hacer solados, como baldosas y revestimientos.
Los yacimientos se localizan en su totalidad en el macizo hercínico, es decir en
Asturias, Galicia, León, Zamora, Segovia y Badajoz.
La expresión granito ornamental
se aplica a un conjunto de rocas
ígneas de mineralogía diversa, que
se explotan en forma de bloques de
naturaleza coherente, y que se
pueden aserrar, pulir, labrar, etc.
Su localización es básica en los
batolitos del macizo hercínico y en
zonas volcánicas.
Cantera Macael (Almería)
Recursos energéticos.
El flujo de energía procedente del Sol, además de poner en marcha la vida en la
Tierra, da origen a la mayoría de sus recursos energéticos
Los recursos energéticos engloban tres grandes grupos de fuentes energéticas:
las potencialmente renovables, las renovables y las no renovables.
Las energías potencialmente renovables son aquellas que aunque se consuman,
son repuestas por la Naturaleza (biomasa, hidráulica, etc); las renovables son
aquellas que no se agotan, ya que de forma periódica fluyen en la Naturaleza de
forma permanente y el hombre puede utilizar, transformándolas en energía útil
para satisfacer las demandas energéticas de la sociedad (eólica, solar,
maremotriz, etc.). (REPASA TEMA DE INTRODUCCIÓN)
Las energías renovables presentan las siguientes características:
• La energía consumida es compensada por regeneración natural; por tanto, son
consideradas inagotables, siempre y cuando el consumo no supere la capacidad
de regeneración.
• Su utilización no suele provocar problemas medioambientales, ya que se trata
de energías limpias, con alguna excepción (incineración de residuos sólidos
urbanos).
• Es energía autóctona que hace disminuir la dependencia del exterior en el
abastecimiento energético.
• Diversifica los usos de la energía, al ser aprovechada de formas variadas. Sus
inconvenientes son:
• No son fuentes de energía permanentes.
• Son difíciles de acumular.
Por el contrario, las energías no renovables han sido generadas en procesos
geológicos muy lentos a lo largo de millones de años; por tanto, la energía
consumida no es regenerada de nuevo, se trata de recursos energéticos limitados
que se van agotando. Por otra parte, su utilización ocasiona problemas
medioambientales, ya que son energías contaminantes, que producen residuos;
además, constituyen fuentes de energía muy centralizadas que generan alta
dependencia del exterior.
Los combustibles fósiles
En la actualidad representan más del 75 % de la energía utilizada a escala
mundial. En España, en 1997, suponían el 80 % de la energía primaria consumida.
El carbón: origen, clasificación y usos.
El carbón se formó por acumulación de restos vegetales en el fondo de pantanos,
lagunas o deltas, que en ausencia de oxígeno sufrieron un proceso de
fermentación debido a la acción realizada por ciertas bacterias sobre la celulosa
o la Iignina y una compactación debida al aumento de la presión y la temperatura,
cuyo resultado fue la formación de carbón, metano y CO2, gases estos últimos
que se acumulan en las fisuras de la roca en forma de grisú, liberándose
lentamente durante el proceso de extracción. Para que todo el proceso sea posible
es necesario un rápido enterramiento (de origen tectónico) que evite la
putrefacción de los restos vegetales. Habitualmente, los estratos de carbón
quedan enterrados bajo otros arcillosos que impermeabilizan el terreno y que
posteriormente se transformarán en pizarra.
El carbón se extrae de dos formas dependiendo de la profundidad del yacimiento:
• Explotaciones a cielo abierto o minas. Son más económicas, pero su impacto
ambiental y paisajístico es mayor, afectando a grandes extensiones de terrenos.
La actual legislación obliga a las compañías a efectuar restauraciones una vez
finalizada la explotación.
• Minas subterráneas, lo que aumenta los costes económicos y sociales, ya que
se incrementan los riesgos, debido al colapso de las galerías y a las explosiones,
provocando además muchas enfermedades derivadas como, por ejemplo, la
silicosis.
Por otro lado, las minas generan grandes escombreras formadas por estériles
(cualquier producto de la extracción distinto del carbón) que ocupan mucho
terreno, produciendo un gran impacto paisajístico, la contaminación del aire por la
producción de grandes nubes de polvo y la contaminación de las aguas
superficiales y subterráneas por lixiviados.
Hay varios tipos de carbón, con diferentes calidades, que· dependen de manera
directa del grado de enterramiento y del calor que ha soportado durante su
formación:
La turba no se utiliza como combustible por su baja calidad, y tampoco el grafito,
porque no arde debido a su gran riqueza en carbono. La antracita arde con
dificultad.
El principal uso del carbón es su combustión en las centrales térmicas para
producir electricidad (el 30 por 100 de la energía eléctrica mundial proviene de
esta fuente). 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 mecánica en eléctrica.
El carbón es un combustible de un alto poder calorífico y uno de los más
abundantes (se estiman reservas para 220 años al actual ritmo de consumo), pero
también es el más sucio, y debido a su elevado contenido en azufre, cuando se
quema expulsa una gran cantidad de SO2 lo que le convierte en el principal
causante de la lluvia ácida.
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 cantidad de azufre
posible. Con este fin existen diseños de centrales térmicas más eficientes, que
eliminan los componentes sulfurados antes de emitir los gases de la combustión.
El petróleo: formación y usos.
El petróleo se originó(por la muerte masiva del plancton marino, debido a cambios
bruscos de temperatura o salinidad del agua, que al sedimentar junto a cienos y
arenas formó los barros
sapropélicos. En éstos,
ambos componentes
sufren una
transformación: la materia
orgánica se convierte en
hidrocarburos por un
proceso de fermentación,
mientras que los cienos y
arenas se transforman en
rocas sedimentarias margas y areniscas que constituyen la roca madre, que
queda impregnada por ellos.
Debido a su baja densidad, el petróleo tienda a aflorar hacia la superficie,
disipándose en la atmósfera y dejando un residuo sólido compuesto por las
pizarras bituminosas y las arenas asfálticas. Pero si en su ascenso tropieza con
una masa impermeable, se acumulará impregnando las rocas porosas
subyacentes, rocas almacén, originándose una trampa de petróleo con metano
(por encima) y agua salada (por debajo).
La trampa de petróleo es una formación geológica que puede ser estructural
(antiic1inal, falla o domo salino) o estratigráfica (capa porosa subhorizontal) donde
el petróleo se acumula.
Su transporte se realiza a través de los conocidos oleoductos, pero la forma más
habitual son los grandes petroleros, que presentan un elevado riesgo de
accidentes, cuyas consecuencias son de enormes dimensiones; en caso de
escape se puede extender por las superficies marinas, impidiendo la entrada de
oxígeno y eliminando toda vida existente (mareas negras) (por ejemplo, el
naufragio del petrolero Prestige o los sucesos acaecidos durante la guerra del
Golfo). Otros riesgos provocados por su uso son los derivados de la combustión,
que incrementan la polución y desprenden grandes cantidades de CO2 a la
atmósfera.
La extracción es más fácil que la del carbón. Una vez realizada la perforación; la
presión debida a los gases disueltos es suficiente para que el petróleo emerja por
sí solo. Si esta no es suficiente se inyectan fluidos a presión o se extrae mediante
bombeo
El petróleo se extrae en forma de crudo, formado por una mezcla de hidrocarburos
gaseosos, líquidos y sólidos, que no tiene ninguna aplicación directa. Por ello,
para su utilización ha de pasar por una serie de procesos de refinado, conocidos
con el nombre de destilación fraccionada, en los que se va elevando
progresivamente la temperatura para separar las distintas fracciones de menor a
mayor punto de ebullición: primero se separan los productos gaseosos (metano,
etano, butano, etc.), a continuación los líquidos (gasolina, nafta, queroseno, etc.),
quedando finalmente depositados los sólidos (alquitranes y betunes). Los
hidrocarburos así obtenidos aún no son aptos para el consumo, por lo que sufrirán
todavía algunos tratamientos.
Entre los principales usos del petróleo podríamos citar los gases licuados (de
utilización doméstica e industrial en calefacciones y calderas), gasolina
(automóviles), nafta y queroseno (para la industria química y como combustibles
de los aviones), gasóleos (para vehículos diesel y calefacciones domésticas), fuel
(en las centrales térmicas para la generación de electricidad y en los generadores
de calor industrial). y otros productos resultantes (utilizables como materias primas
para la industria química, fertilizantes, pesticidas, plásticos, fibras sintéticas,
pinturas, medicinas, etc.).
Pero el principal uso del combustible es para el transporte, que precisa de una
ingente infraestructura inamovible (las gasolineras) para su distribución. El hecho
de plantear la utilización de nuevos combustibles alternativos se enfrenta con la
inercia de dicha infraestructura, ya que no se admiten fácilmente las novedades.
A pesar de las fluctuaciones en su precio, aún existen dificultades para su
sustitución por otro tipo de energía. Si empezase a escasear o si incluyésemos
todos los «costes ocultos» económicos, ecológicos y militares, asociados a su
uso, su precio se dispararía.
El gas natural: origen y usos.
El gas natural se origina como el petróleo, pero en condiciones de presión y
temperatura mayores.
Está compuesto por una mezcla de hidrógeno, metano, butano, propano y otros
gases en proporciones variables.
Su extracción es muy sencilla, pues debido a la presión ejercida por los
sedimentos que lo cobijan, el gas fluye por sí solo, por lo que su explotación resulta
muy económica. Su transporte se realiza principalmente mediante gasoductos,
que aunque requieren una fuerte inversión, son muy sencillos y de bajo riesgo. Un
peligro asociado es el escape de metano, que, como ya sabemos, es un gas de
efecto invernadero mucho más potente que el CO2.
Otro método de transporte del gas natural consiste en licuarlo a bajas
temperaturas y trasladarlo en barcos similares a los petroleros (metaneros), como
ocurre en Japón. Estos medios son peligrosos, pues existe la posibilidad de un
accidente, aunque remoto, que tendría terribles consecuencias debido a la
explosión de una nube de gas que incrementaría la temperatura y consumiría todo
el oxígeno de la zona.
El gas natural se utiliza directamente en los hogares (calefacción, cocinas, etc.) y
en la industria, y en las centrales térmicas comienza a sustituir al carbón. Si bien
es cierto que ambos emiten a la atmósfera la misma cantidad de CO2, el gas no
produce contaminantes sulfurados, como sí lo hace el carbón.
Muchos analistas creen que el gas natural es el combustible ideal para utilizar
hasta que se produzca la transición a otras fuentes de energía renovables (como
el hidrógeno, que podría reutilizar la infraestructura de distribución del gas
natural).
Energía nuclear: origen, tipos y explotación.
Es la energía procedente de las reacciones que se producen en o entre los
núcleos de ciertos átomos en unas determinadas condiciones. Según el proceso
en cuestión hablamos de fisión o fusión nuclear
La radioactividad natural es un fenómeno por el cual ciertos tipos de minerales
liberan partículas , o . Estos, son elementos que pierden materia y energía,
la cual aprovechamos para usar.
La energía nuclear de fisión
(rotura).
En la fisión nuclear se bombardea
con neutrones el núcleo de un
combustible nuclear (isótopos del
uranio). La energía que puede
obtenerse de esta manera, se
puede calcular usando la formula
E=mc2 que demuestra la relación
entre la materia y la energía.
Cuando se bombardea con
neutrones un núcleo pesado, este
se descompone en dos liberando
aproximadamente 200mev que
además, emite dos o tres neutrones
que a su vez pueden provocar más
fisiones nucleares. Surgirán nuevos
neutrones que colisionarán y de
nuevo liberarán más neutrones que
provocarán una reacción en
cadena. Sin embargo, el número de fisiones por unidad de tiempo es constante
y demuestra que este es el principio de funcionamiento de un reactor nuclear.
Normalmente se utiliza para este tipo de central, uranio enriquecido, extraído de
un mineral llamado pechblenda (óxido de uranio). Como tiene muchas
impurezas, hay que concentrarlo mediante centrifugadoras, dando así un
concentrado que se conoce con el nombre de “tortas amarillas”. El uranio así
obtenido se enriquece pasando del 0,7% al 4%. Al final del proceso se obtiene
un único compuesto estable a temperatura ambiente que se denomina
hexafluoruro de uranio (UF6) que posteriormente se mezcla con un
componente cerámico para obtener unas pastillas de oxido de uranio que se
introducen en unos tubos de una aleación de hierro, cromo y níquel más circonio
y si además se rellena de helio, estas componen las pilas que se usan en las
centrales nucleares.
Elementos de una central nuclear:
El moderador: (agua, tritio y grafito) disminuye la engría cinética de los neutrones
producidos en la fisión.
Refrigerante: extrae el calor producido en la reacción de fisión del núcleo. El
agua, el tritio y el dióxido de carbono se usan como refrigerantes.
Blindaje: impide que las partículas salgan al exterior, para ello se usa el
hormigón y el plomo.
Barras de control: están fabricadas por boro y cadmio. Absorben neutrones en
el núcleo para detener la reacción de fisión.
Combinando todos estos factores, se distinguen dos tipos de centrales:
Centrales de ciclo abierto: el combustible gastado se acumula en piscinas dentro
de la propia central, posteriormente se lleva a minas profundas encerradas en
balas de acero y cobre fundido.
Centrales de ciclo cerrado: el combustible gastado se reelabora ya que contiene
uranio 235 y plutonio 239.
La energía nuclear de fusión.
Consiste en unir dos núcleos atómicos ligeros para formar uno más pesado. En
este fenómeno se aprecia el defecto de masa. Parte de la materia se ha
transformado en energía. Este tipo de energía, se produce naturalmente en el
sol, donde los átomos de hidrogeno se fusionan para formar helio.
Generalmente se encuentran dos tipos de reacciones químicas:
Deuterio-deuterio: que produce helio y un neutrón o tritio y un protón.
Deuterio-tritio: más fácil de controlar ya que se produce a una menor
temperatura. El deuterio es muy abundante en el agua y el tritio se obtiene del
litio, que es muy abundante en la corteza terrestre.
Este tipo de energía tan solo está en proyectos. Es la energía del futuro ya que
no contaminaría y los recursos no se agotarían nunca.
Los aspectos teóricos del proceso se encuentran mucho más avanzados que los
aspectos prácticos, ya que no existen aún diseños de reactores nucleares
utilizables comercialmente, pues todavía se está en una etapa de investigación
básica.
Actualmente se estudian dos diseños de reactor:
• Confinamiento magnético (conocido como
tokamak), de estructura toroidal (como una
rosquilla). Esta forma de "botella magnética" permite
mantener al plasma circulando hasta alcanzar la
temperatura de reacción mediante inyección de
energía.
• Confinamiento inercial, en el que una esfera
constituida por los reactivos es sometida al ataque
de potentes láseres que la hacen implotar (hundirse
sobre sí misma), generando una reacción de fusión,
sin que se separen los combustibles por la fuerza de
la inercia.
Las minúsculas cantidades necesarias de deuterio y Iitio (del que se obtiene el
tritio) hacen que las reservas actuales
puedan durar miles de años.
Una ventaja de la energía de fusión
frente a la de fisión es la ausencia de
residuos radiactivos, aunque existe el
problema de los materiales con los que
se construye el reactor, ya que al absorber la gran cantidad de neutrones
liberados, éste puede transformarse en radiactivo.
El tritio presenta problemas de radiactividad, aunque tiene una vida media de tan
sólo doce años. Para evitar su almacenaje, con el consiguiente riesgo de escape,
algunos reactores lo generan en el momento de su uso, mediante reacciones
nucleares con Litio.
La energía geotérmica: origen y tipos de yacimientos
Esta energía trata de aprovechar el potencial interno de la Tierra en zonas que
son magmáticamente activas, donde el gradiente geotérmico es superior al
normal (33ºC por Km).
El gradiente geotérmico es la distancia medida perpendicularmente a la tierra, por
debajo de su superficie, a lo largo de la cual la temperatura de la roca aumenta en
un grado centígrado. Este valor no es constante y varía según la zona de que se
trate y en él influyen las condiciones geológicas locales. Este gradiente disminuye
a medida que aumenta la profundidad.
Dos tipos de yacimientos:
Yacimientos húmedos: están asociados a lugares donde el elevado gradiente
geotérmico permite que el agua hierva rápidamente, es decir, a muy poca
profundidad, este vapor a presión puede añadirse a una central termoeléctrica
instalada en una superficie moviendo las palas de una turbina y fabricando
energía eléctrica, una vez que el agua haya pasado por la central se puede volver
a llevar de nuevo hacia zonas profundas para repetir el ciclo.
Yacimientos secos: la energía
geotérmica se obtiene a partir de rocas
profundas con temperatura superiores a
300ºC. Para ello se fractura la roca
mediante explosiones subterráneas y
posterior mente se hace circular agua
fría de forma descendente, esa agua
asciende en forma de vapor y se usa
para producir energía eléctrica.
En general, en la península ibérica el
aprovechamiento de esta energía es
escaso. Quizás en canarias se podría
usar de forma rentable, aunque
solamente en el yacimiento Archena
,en Murcia, se usa como balneario.
1. Perforación de extracción de vapor 2. Inyección de agua fría hasta roca caliente 3. Perforación de extracción de vapor 4. Intercambiador de calor 5. Edificio de la turbina 6. Enfriamiento 7. Depósito de calor subterráneo, para exceso
de temperatura 8. Medición de perforación 9. Conexión a red eléctrica
Conceptos básicos.
Carbón: el carbón es un mineral de origen orgánico, de color negro y combustible, y muy rico en el elemento químico carbono. Se origina por descomposición de vegetales terrestres, hojas, maderas, cortezas, esporas, etc., que se acumulan en zonas pantanosas, lagunares o marinas, de poca profundidad. Los vegetales muertos se van acumulando en el fondo de una cuenca. Quedan cubiertos de agua, y por lo tanto protegidos del aire que los destruiría. Comienza una lenta transformación por la acción de bacterias anaerobias, un tipo de microorganismos que no pueden vivir en presencia de oxígeno. Con el tiempo se produce un progresivo enriquecimiento en carbono. Posteriormente pueden cubrirse con depósitos arcillosos, lo que contribuirá al mantenimiento del ambiente anaerobio, adecuado para que continúe el proceso de carbonización.
Carbonización: el rango del carbón es el grado o estado que el carbón alcanza durante su carbonización o maduración; es una descripción cualitativa de la secuencia de carbonización. La carbonización es la transformación progresiva de la turba pasando a través del lignito pardo/lignito, después al sub bituminoso, del carbón bituminoso hasta llegar a la antracita. Durante el largo período de la carbonización se producen grandes cantidades de gases, estimándose que para la formación de una tonelada de carbón se forman unos 1300 m3 de CBM, aunque sólo una pequeña parte quedará retenida en el carbón o en los estratos adyacentes.
Turba: minerales con menos del 40% de carbono, en él todavía se pueden ver restos de vegetales.
Hulla: minerales con un 70% de carbono.
Lignito: minerales con un 80% de carbono.
Antracita: minerales con un 90 a 95% de carbono.
Sapropeles: plantas y fitoplancton acuáticas acumulados en zonas profundas (lagos, mares).
Kerógeno: es la fracción orgánica contenida en las rocas sedimentarias que es insoluble en disolventes orgánicos. Bajo condiciones de presión y temperatura, el kerógeno empieza a ser inestable y se produce reagrupamiento en su estructura con objeto de mantener el equilibrio termodinámico. La generación de petróleo es pues una consecuencia natural del ajuste del kerógeno a condiciones de incremento de temperatura y presión.
Pizarras bituminosas: argilitas con abundante materia orgánica que pueden ser explotables como fuente de hidrocarburos.
Migraciones petrolíferas: son desplazamientos de los petróleos, en la cual, cuando están ya formados, se desplazan hasta una roca almacén
Roca madre: generalmente una roca sedimentaria de grano fino, en la que se descompone la materia orgánica, por la acción de bacterias.
Roca almacén: es donde migra el petróleo una vez que está formado.
Trampa petrolífera: es una estructura impermeable que retiene el petróleo e impide que entre en contacto con la atmósfera.
Radiactividad: es un fenómeno físico natural, por el cual algunas sustancias o 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 las suele denominar radiaciones ionizantes (en contraste con las no ionizantes). Las radiaciones emitidas pueden ser electromagnéticas en forma de rayos X o rayos gamma, o bien partículas, como pueden ser núcleos de Helio, electrones o positrones, protones u otras.
La radiactividad consiste en que casi todos los isótopos de todos los elementos químicos son "inestables", es decir, se mantienen en un estado excitado, ya sea en sus capas electrónicas o nucleares, con lo que para alcanzar su estado fundamental deben perder energía, y lo hacen bien en forma de emisiones electromagnéticas o bien en emisiones de partículas con una determinada energía cinética. Esto se produce variando de energía de sus electrones (emitiendo Rayos X), sus nucleones (rayo gamma) o variando el isótopo (al emitir neutrones, protones o partículas más pesadas), y en varios pasos sucesivos, con lo que un isótopo pesado puede terminar convirtiéndose en uno mucho más ligero, como el Uranio que con el transcurrir de los siglos acaba convirtiéndose en plomo. Es aprovechada para la obtención de energía, usada en medicina (radioterapia y radiodiagnóstico) y en aplicaciones industriales (medidas de espesores y densidades entre otras). Manifestada por radioisótopos producidos en transformaciones artificiales.
Radiactividad natural: es un fenómeno por el cual ciertos tipos de minerales liberan partículas , o . Estos, son elementos que pierden materia y energía, la cual aprovechamos para usar. Manifestada por los isótopos que se encuentran en la naturaleza.
Fisión nuclear: Cuando se bombardea con neutrones un núcleo pesado, este se descompone en dos liberando aproximadamente 200mev que además, emite dos o tres neutrones que a su vez pueden provocar más fisiones nucleares. Surgirán nuevos neutrones que colisionarán y de nuevo liberarán más neutrones que provocarán una reacción en cadena.
Fusión nuclear: consiste en unir dos núcleos atómicos ligeros para formar uno más pesado. En este fenómeno se aprecia el defecto de masa. Parte de la materia se ha transformado en energía. Este tipo de energía, se produce naturalmente en el sol, donde los átomos de hidrogeno se fusionan para formar helio.
Gradiente geotérmico: es la distancia medida perpendicularmente a la tierra, por debajo de su superficie, a lo largo de la cual la temperatura de la roca aumenta en un grado centígrado. Este valor no es constante y varia según la zona de que se trate y en él influyen las condiciones geológicas locales. Este gradiente disminuye a medida que aumenta la profundidad (33ºC por Km).
Manantiales termales y géiseres: en estos manantiales el agua burbujea, debido a la baja presión en lugar de salir expulsada como los géiseres, y su temperatura con frecuencia supera los 60º C. Con el tiempo, los últimos rastros de calor volcánico desaparecen y pueden aparecer manantiales de agua fría en el volcán o en las zonas cercanas. Cuando un depósito de agua subterránea entra en contacto con una roca volcánica caliente, el agua se evapora formando una columna de agua sobrecalentada, acompañada de vapor. Esta columna se proyecta hacia el exterior por una abertura de la corteza terrestre y es expulsada en forma violenta e intermitente dando origen a un géiser.
Impactos derivados de la explotación de los recursos de la
geosfera.
Impactos derivados de la explotación de los recursos minerales. Impacto
ambiental de la minería sobre el medio físico, biológico y social. Medidas
correctoras de la explotación minera.
Conceptos básicos: canteras, explotaciones a cielo abierto, minas subterráneas.
Impactos derivados de la explotación de los recursos energéticos. Energía
nuclear: contaminación térmica y radiactiva. Combustibles fósiles: impactos
derivados de la extracción, transporte, tratamiento del combustible y su utilización.
Impactos derivados de la explotación de los recursos minerales….
Impactos atmosféricos: Las explotaciones mineras contaminan el aire debido a
que para su extracción se usan explosivos que llenan de polvo la atmósfera.
Igualmente durante el transporte del material se distribuye el polvo por todas las
cercanías a la explotación minera. La maquinaria pesada que usa motores de
combustión también genera gran cantidad de gases contaminantes.
Impactos edáficos: Las instalaciones mineras afectan directamente al suelo. Las
excavaciones eliminan completamente el suelo y en otras ocasiones las
acumulaciones de escorias cubren totalmente el suelo. Cuando desaparece la
vegetación y el suelo se favorecen los procesos erosivos.
El lavado del mineral extraído puede dar lugar a la contaminación del suelo ya que
el agua filtrada contiene iones contaminantes, sobre todo si la explotación es de
aluminio, cobre o hierro. En este sentido es necesario recordar lo ocurrido con las
minas de pirita de Boliden-Apirsa (una empresa Sueca instalada en el Bajo
Guadalquivir), que lavaba en balsas el mineral hasta que dichas estructuras se
rompieron y vertieron todo su tóxico contenido en Aznalcóllar, muy cerca del Coto
de Doñana.
Impactos hidrológicos: Las explotaciones mineras repercuten sobre la calidad
de las aguas del área de explotación y lógicamente de toda la cuenca hidrográfica.
Toda el agua que se usa en el lavado del mineral es agua contaminada que puede
afectar a las aguas superficiales a las aguas subterráneas.
Por otro lado, la acumulación de escorias hace que el agua de lluvia lave estos
materiales y se contaminen.
Si la explotación de áridos llega al nivel freático, facilita la contaminación del
acuífero correspondiente.
Impactos morfológicos: El paisaje y el relieve natural se ven claramente
afectados. Las excavaciones, la creación de taludes y terrazas, los cambios de
pendientes etc. Provocan un cambio estructural del relieve. Las excavaciones
subterráneas pueden provocar un hundimiento de grandes áreas cuando son
abandonadas y aparición de lagunas.
Impactos visuales: Las zonas boscosas o de matorral que existía antes de la
explotación son sustituidas por los restos de escorias, estériles y materiales
propios de la industria minera. De la misma manera las construcciones de la
infraestructura, las vías de comunicación, aterrazamientos etc. pueden observarse
a kilómetros de distancia.
Impactos acústicos: Las explotaciones mineras generan altos niveles de ruidos,
debido a las explosiones necesarias para la extracción minera; también por el
funcionamiento de maquinaria de extracción, camiones de transporte etc.
Impactos biológicos y ecológicos: La explotación minera afecta gravemente a
la flora y fauna autóctona, provocando alteraciones en las cadenas y redes tróficas
del ecosistema afectado. La actividad minera limita la ganadería y la agricultura
por la ocupación del terreno y la contaminación del agua de riego.
Impactos socioeconómicos: Las minas provocan cambios sociales y
económicos ya que generan muchos puestos de trabajos, tanto directos como
indirectos. Cuando cesa la actividad minera puede ocurrir que queden en paro un
gran número de ciudadanos, provocando conflictos sociales.
Hay que considerar además, que en muchos casos las explotaciones mineras
están en países del Tercer Mundo; sin embargo, los productos extraídos se
consumen en “el Norte”. Por esta razón los países pobres se ven obligados a
sobreexplotar sus recursos sin que esto repercuta en su PIB.
Dentro de los impactos sociales hay que destacar los riesgos laborales
asociados a la minería:
Se define “riesgo laboral” a la posibilidad de que una persona sufra un daño en el
ejercicio de su trabajo. Los trabajos en minería son de un elevado riesgo laboral
por diversas razones: Por la manipulación del equipo necesario (excavadoras,
explosivos, taladradoras etc.) y por las condiciones del entorno (galerías
subterráneas, canteras, oscuridad, exposición a gases, derrumbes etc.),
podríamos resumirlos de esta manera:
Relacionados con el aire del lugar de trabajo: Ventilación inadecuada. Bolsas
de gases tóxicos. Humos y polvos con partículas de sílice.
Relacionados con explosiones y voladuras: Bolsas de grisú (metano) de
yacimientos de carbón. Hundimiento de galerías.
Relacionados con la estructura de las explotaciones, la maquinaria y los
útiles de trabajo: Desprendimientos y derrumbamiento de muros, galerías, pozos
etc. por fallos en el diseño de la construcción o apuntalamiento de túneles. Errores
en la manipulación de grúas, elevadores, vagones, camiones etc.
Relacionados con la climatología adversa: Deslizamientos de terrenos por la
lluvia, roturas en las plataformas marinas por el oleaje, vientos huracanados etc.
Medidas correctoras de la explotación minera.
Las explotaciones mineras suelen dejar una profunda huella en el paisaje, cuando
cesa la actividad quedan grandes áreas desoladas e inutilizables para otros usos
posteriores, a no ser que se convierta en una centro de atracción turísticos (minas
de Riotinto en Huelva, que ahora se explota turísticamente).
La recuperación de estas zonas es muy costosa y además estos costes no se
tenían en cuenta cuando comenzaba la explotación. La legislación actual obliga a
incluir en el presupuesto de la explotación los costes derivados de la finalización
de la actividad.
Los proyectos de restauración van encaminados en dos direcciones:
1- Integrar la explotación en el paisaje: Suavizar pendientes, camuflar los
estériles, reforestar, quitar instalaciones inservibles, rellenar las fosas o canteras
cuando cese la actividad. Tapar con los materiales extraídos las canteras o
entradas de minas.
2- Adecuar la explotación para otros usos: Transformar la explotación en zonas
de recreo, deportivas o industriales. Las canteras podrían servir como teatros o
auditorios al aire libre (como los teatros romanos). Si la explotación deja al aire el
nivel freático, se puede usar como lagos para recreo y esparcimiento.
Concretamente, se ha realizado de un proyecto para convertir en circuito de
velocidad las canteras de Alhaurín el Grande. Las minas de Riotinto son en la
actualidad un museo minero que atrae anualmente a más de 5000 visitantes.
Visita las minas de Riotinto:
http://minasderiosa.blogspot.com/2006/06/minas-de-riotinto-museo-minero.html
Hay que considerar que cualquier actividad minera deja impactos irreversibles, por
lo tanto siempre hay que pensar en el costo medioambiental para decidir si
merece la pena la explotación.
Impactos derivados de la explotación de los recursos energéticos.
Impactos derivados de la explotación de los recursos energéticos. Energía
nuclear: contaminación térmica y radiactiva. Combustibles fósiles: impactos
derivados de la extracción, transporte, tratamiento del combustible y su utilización.
PETRÓLEOS:
Obtención: Hay un elevado riesgo de accidente durante su obtención en pozos y
plataformas petrolíferas.
Transporte: Los oleoductos se pueden romper con cierta facilidad además de ser
un objetivo de terroristas. Los grandes barcos monocascos de transporte de
crudos, han sido víctimas de tormentas que han provocado su rotura y vertido del
crudo sobre el litoral marítimo. El Exxon Valdes (sobre Alaska) y el Prestige (en
las costas de Galicia, Cantabria y la costa oeste de Francia), son dos buenos
ejemplos que ilustran lo que es un desastre ecológico en toda su magnitud.
Refinado: El procesado de los crudos también generan peligros sobre las zonas
próximas; es necesario que las industrias refineras se construyan muy alejadas
de los núcleos de población. Igualmente necesario es un plan de evacuación y
emergencia que contribuya a minimizar el riesgo durante el procesado del crudo.
Distribución: Durante el transporte por carretera en camiones cisterna el riesgo
es muy elevado por accidente de circulación. En este caso pueden contaminarse
el suelo y las aguas superficiales además de las subterráneas.
Combustión: En las centrales térmicas de fuel y en el motor de explosión de todos
los vehículos que usan hidrocarburos, se producen gases que contaminan la
atmósfera. Ejemplos de estos gases son el dióxido de carbono, óxidos de azufre,
óxidos de nitrógenos y trazas de iones metálicos tóxicos.
Energía nuclear:
- Existe un peligro de contaminación radioactiva durante la extracción en las minas
de Uranio y durante el enriquecimiento, transporte, fusión o almacenamiento de
residuos.
- Los residuos permanecen activos durante millones de años por lo que necesitan
un emplazamiento seguro y estable donde se puedan acumular. Los cementerios
nucleares tienen un fuerte rechazo social, razón por la cual existen dificultades
para construirlos.
- Las centrales nucleares calientan las aguas que le sirven de refrigerante, este
aumento de temperatura alteran la redes tróficas en las inmediaciones de la
central.
- Se ha podido comprobar que en todas las centrales existen fisuras; la pérdida de
materiales radioactivos es muy peligrosa ya que se incorporan a las redes tróficas.
- Los accidentes o posibles actos terroristas en las centrales pueden provocas
auténticas catástrofes medioambientales, muerte de millares de personas y un
elevado número de afectados durante décadas.
Gas natural: produce cantidades menores de
contaminación por CO2 y óxidos de azufre que las de
petróleo o carbón. El principal impacto lo podrían causar
los accidentes de tráfico durante el transporte y los
posibles incendios que podría provocar. Los gaseoductos
construidos por las costas de Marruecos, Argelia y Libia
son objeto de frecuente asaltos terroristas. En muchas
ocasiones han provocado gigantescas explosiones debido
a perforaciones accidentales o provocadas.
Carbón:
Obtención: Durante la extracción del carbón de las minas se producen una
alteración de la topografía de la zona. La red hidrográfica queda igualmente
afectada. Desaparecen los suelos y la flora y fauna quedan muy afectadas.
Asimismo se generan ruidos, polvo etc.; también se generan residuos debidos a
la combustión de la parte orgánica
del carbón.
Combustión: Aunque la tecnología
actual es bastante eficiente, la
combustión del carbón origina
cenizas y escorias que requieren un
tratamiento especial. En la
combustión se generan COx , SOx,
NOx y trazas de elementos
metálicos que son importantes
contaminantes atmosféricos.
Activistas de Greempeace hacen publicidad de
paneles solares frente a la central térmica de
Carboneras (Almería)