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TEMA 1. MEDIO AMBIENTE Y TEORÍA DE SISTEMAS.

1. Concepto de medio ambiente.

La definición más aceptada de medio ambiente es la que se dio en La Conferencia de las Naciones Unidas (Estocolmo, 1972). “Es el conjunto de componentes físicos, químicos, biológicos y sociales, capaces de afectar de forma directa o indirecta, en un plazo corto o largo, sobre los seres vivos y las actividades humanas”. Rellena la tabla con más ejemplos:

Componentes físicos

Componentes químicos

Componentes biológicos

Componen-tes sociales

Afecta de forma directa

Afecta de forma indirecta

Afecta a corto plazo

Afecta a largo plazo

Agua

Salinidad del suelo o agua

Vegetales Dinero El exceso de lluvia puede provocar inundaciones

Tras las inundaciones suelen aparecer enfermeda- des

La contami-nación irrita las vías respiratorias

La lluvia ácida va destruyendo lentamente bosques, lagos, monu-mentos…

2 .Enfoque interdisciplinar de las ciencias ambientales.

2.1 Relación del Medio Ambiente con otras disciplinas (Física, Química, Matemáticas, Ecología, Economía, Geología…)

Debido a la propia naturaleza del objeto de estudio de las Ciencias Ambientales (componentes

físico-químicos, biológicos y sociales), las Ciencias Ambientales constituyen una disciplina de síntesis que integra las aportaciones parciales de diferentes disciplinas, entre las que destacan las ciencias naturales (Biología, Geología, Física y Química) junto con otras pertenecientes a las ciencias sociales (Economía, Derecho, Ingeniería, Arquitectura, Historia…), y es de vital importancia unificar los conocimientos de todas estas disciplinas, ya que los componentes del medio ambiente físico-químicos (atmósfera, hidrosfera, geosfera), biológicos (seres vivos o biosfera) y sociales (la humanidad o antroposfera) interaccionan unos con otros, de forma que cualquier intervención en el medio arrastra repercusiones sobre todos los componentes del medio. Así por

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ejemplo: la tala de árboles para obtener dinero, muebles, trabajo… (componentes sociales), tiene entre otras repercusiones: la disminución de la fauna (componente biológico), el aumento de la erosión, el aumento del CO2, disminución de la humedad, aumento del riesgo de inundaciones… (componentes fisicoquímicos). Las inundaciones podrían afectar a un núcleo urbano y la erosión a la agricultura. En resumen, al intervenir el medio ambiente por motivos sociales acaba teniendo repercusiones en los demás componentes del medio incluyendo otros componentes sociales. Este hecho de que cualquier intervención en el medio natural, por puntual que ésta sea, arrastra tras de si una serie de repercusiones en cadena sobre todos los componentes del medio ambiente, se conoce como efecto dominó.

En conclusión, el estudio del medio ambiente es interdisciplinar y para enfocarlo se necesita una visión holistica (de conjunto o global) para poder estudiar todas las interacciones entre sus componentes y las posibles repercusiones, en caso de alterarse alguno de ellos.

3. Aproximación a la teoría de sistemas.

3.1 Concepto de sistema. Enfoque reduccionista y holístico. Para estudiar cualquier fenómeno se pueden utilizar dos enfoques:

- El enfoque reduccionista: Divide el objeto de estudio en sus elementos y los estudia por separado. En el caso del medio ambiente son tan importantes los fenómenos como las relaciones entre ellos, por tanto se debe de estudiar desde otro enfoque.

- El enfoque holístico: Estudia tanto los elementos como las relaciones entre ellos. Para estudiar el medio ambiente desde el enfoque holístico se usa la teoría de sistemas.

Ejemplos:

- Si estudiamos un coche desde el enfoque reduccionista, sólo se estudiarían sus piezas por separado (volante, cristal, puerta, botones, asientos, ruedas…) y, así sólo, no se puede ver su funcionamiento ya que el coche no funciona si no se conectan (relacionan) todas sus piezas, que sería entonces el enfoque holístico, que estudia tanto las piezas sueltas como conectadas.

- No podemos estudiar bien un león sin tener en cuenta los herbívoros de los que se alimenta, sus competidores

(hienas) que le pueden quitar la comida, el lugar donde vive, los cazadores furtivos…, por eso es necesario el enfoque holístico en Ciencias Ambientales ya que para estudiar bien un sistema ambiental se deben estudiar todas las relaciones que hay entre los elementos del medio ambiente (leones, cazadores, hienas, agua, temperatura, paisaje...).

Sistema es un conjunto de elementos y las interrelaciones entre ellos, en el que interesa considerar fundamentalmente el comportamiento global. En un sistema se comprueba que el todo es más que la suma de sus partes; así por ejemplo, un televisor montado es más complejo que sus partes sueltas (cables, tornillos, pantalla…), ya que sueltas carecen de función. Si sólo me fijo en sus elementos carece de significado y no se puede explicar el fenómeno. Las interacciones entre los elementos del sistema ponen de manifiesto las llamadas propiedades emergentes que surgen del comportamiento global (al darse la interacción de los elementos del televisor aparece una nueva propiedad: el televisor funciona da imágenes y sonido, esta propiedad que antes no tenían los elementos por separado es una propiedad emergente). Por tanto, para estudiar los sistemas se utiliza el enfoque holístico, ya que considera el comportamiento global que tiene funciones (propiedades emergentes) que no aparecen en sus componentes por separado. Ejemplos de sistemas: lago, bosque, ciudad de Murcia, moto, farola, lavadora, mar Mediterráneo, pradera del Serengeti, España, planeta Tierra, hormiguero… Ejemplos: Un sistema será del tamaño y complejidad que determine el observador que lo quiere observar, así por ejemplo, una célula es un sistema donde sus elementos (núcleo, membrana, citoplasma, orgánulos…) interrelacionan

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entre sí para mantener su función. Un individuo también se puede considerar un sistema donde sus elementos (huesos, músculos, vasos sanguíneos, nervios…) interrelacionan entre sí para mantener su función y la vida. Un bosque sería otro ejemplo de sistema donde sus elementos (plantas, hongos, ríos, charcos, animales, microorganismos, aire…) interrelacionan entre sí para mantener el funcionamiento del bosque. Incluso el planeta Tierra es un sistema donde sus elementos (Atmósfera, Hidrosfera, Litosfera y Biosfera) interrelacionan entre sí para mantener el funcionamiento del planeta.

3.2 Tipos de sistemas: abiertos, cerrados y aislados.

Los sistemas suelen intercambiar materia, energía e información con el entorno. Teniendo en cuenta los intercambios con el entorno del sistema que estudiamos, distinguimos tres tipos de sistemas:

- Sistema Aislado: no entra ni sale materia ni energía, no existe en la realidad, sólo en el laboratorio.

- Sistema Cerrado: hay entrada y salida de energía pero no de materia. Podríamos considerar

el planeta como un sistema cerrado, ya que prácticamente no entra materia (se escapan algunos gases al espacio y del espacio entra polvo-partículas-meteoritos, pero la materia que entra y sale es despreciable a efectos globales, por lo que se puede considerar un sistema cerrado para que su estudio sea más sencillo) .

- Sistemas Abiertos: son sistemas con intercambio de materia y energía. A estos corresponden

los sistemas naturales como charcas, lagos, bosques, etc. Dibuja los 3 tipos de sistemas:

Explica los intercambios de materia y energía en el ejemplo del sistema abierto de un lago:

3.3 Dinámica de sistemas.

Para estudiar los sistemas se utiliza el enfoque holístico, mediante una metodología conocida como dinámica de sistemas que se basa en observar y analizar las relaciones e interacciones existentes entre las partes del objeto de nuestro estudio, recurriendo al uso de modelos. (Todo esto se verá en el siguiente apartado).

Las principales relaciones entre los elementos del sistema son los intercambios de materia, de energía e información.

4. Realización de modelos sencillos de la estructura de un sistema ambiental natural Un modelo es una simplificación de la realidad que nos ayuda a explicarla. Tipos de modelos: mentales, formales e informales:

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- Modelo mental: aquellos modelos que desarrollamos en nuestro cerebro para explicar la realidad. (hacemos modelos mentales de cómo son y como funcionan las cosas que nos rodean para interpretar el mundo real y los vamos modificando con la experiencia). - Modelo formal o matemático: explica la realidad mediante fórmulas matemáticas. - Modelo informal: es aquel modelo que utiliza un lenguaje simbólico, no formal. El más importante de los informales es el modelo de relaciones causales, éste utiliza las variables y las relaciona mediante flechas. Ejemplos: ↑ Tª ↓ casquetes polares

↑ horas de trabajo ↑ sueldo ↑ vegetación ↑ herbívoros

4.1 Caja Negra

Se utiliza para estudiar las relaciones de un sistema con el exterior sin tener en cuenta lo que sucede dentro del sistema. Se simboliza con una caja negra de la que entran y salen flechas.

Materia y/o energía Materia y/o energía Recuerda que los modelos de sistemas de caja negra pueden ser abiertos, cerrados o aislados, según si el sistema intercambia con el exterior materia y energía, energía solamente o ninguna de las dos respectivamente (en selectividad pueden preguntar tipos de sistemas de caja negra, en lugar de tipos de sistemas pero la respuesta es la misma). Ejercicio: Escribe los datos que faltan en un modelo de sistema de caja negra para un coche:

¿Es un sistema abierto o cerrado?

4.2 Caja Blanca. Relaciones causales: concepto y tipos (simples: directas, inversas o encadenadas; y complejas: realimentación o retroalimentación positiva y negativa. Aplicar estos conceptos con el crecimiento de una población).

A diferencia del modelo de caja negra, en el modelo de sistema de caja blanca no sólo interesa lo que entra y sale del sistema, sino que también estudia lo que sucede dentro del sistema. Para estudiar lo que sucede dentro del sistema se marcan las variables que componen el sistema y se relacionan mediante flechas (usando el modelo de relaciones causales). Ejemplo: en el sistema de un lago las variables serían entre otras: número de peces, cantidad de algas, salinidad del agua, contenido de oxígeno en el agua…, y las relaciones mediante flechas serían por ejemplo ↑ algas � ↑ oxígeno disuelto en el agua…

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Ejemplo típico de un modelo de sistema de caja blanca: (el sistema comprende todo el interior del cuadro y vale para cualquier sistema natural como un bosque, zona de cultivo, lago, pradera, río…, donde los carnívoros, herbívoros…, son variables del sistema, y la luz solar y el calor son intercambios de energía del sistema con el exterior). Luz solar calor Ejercicio: dibuja en este cuadro un sistema de caja blanca para una pecera (invéntate 2 o 3 variables del sistema)

� Tipos de relaciones causales:

Las relaciones que suceden entre las variables de un sistema de caja blanca, pueden ser directas o positivas cuando la variación en una variable produce una variación del mismo signo en la otra variable, es decir, si una variable aumenta la otra aumentará y si en lugar de aumentar, disminuye, la otra variable también disminuirá (mismo signo siempre). Se representa con un signo (+).

Ejemplo de relaciones directas o positivas: ↑ alimento ↑ población

Carnívoros

Descomponedores

Herbívoros

Productores

+

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↓ alimento ↓ población Una vez hemos comprobado que las variaciones en las variables son del mismo signo sólo se deja el signo + y ya no hacen falta las indicaciones ↑ y ↓, por lo tanto, las relaciones causales se representan simplemente: alimento población ¡Cuidado!, en el otro sentido las variables no son directas o positivas porque al aumentar la población disminuirá el alimento (signo contrario), por eso lo más importante es fijarse en el sentido de la flecha: alimento población (ahora ya no es directa)

Ejercicio: vuelve a los cuadros de caja blanca de la página anterior y señala (con un signo +

obviamente) todas las relaciones causales positivas que veas. Relaciones inversas o negativas: cuando el cambio en una variable produce una variación de signo opuesto en la otra variable. Se indica con un signo (-).

Ejemplo de relaciones inversas: ↑ depredadores ↓ presas

↓depredadores ↑ presas ↑ población ↓ alimentos Recuerda que al final se representan:

depredadores presas población alimentos

Ejercicio: vuelve a los cuadros de caja blanca de la página anterior y señala todas las

relaciones causales negativas que veas. Relaciones causales encadenadas: son aquellas en las que hay más de dos variables. Pueden ser positivas si todas las variables son del mismo signo o si hay un número par de signos negativos, y pueden ser negativas si hay un número impar de signos negativos. ( + ) Vegetación herbívoros carnívoros (es encadenada positiva porque todas son positivas) + Se puede simplificar quedando: Vegetación carnívoros (al simplificar se pone el signo positivo o negativo según corresponda)

+

+

_

_

_

_

_

+ +

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Ejercicio: invéntate dos relaciones encadenadas, una positiva porque tiene un número par de relaciones negativas y otra encadenada negativa porque tenga un número impar de signos negativos. No te olvides de poner también como quedarían al simplificarlas. Encadenada positiva:

Encadenada negativa:

� Relaciones causales complejas: Retroalimentación (o realimentación o bucle de

retroalimentación o feedback). Las relaciones causales directas, inversas o encadenadas son las relaciones causales simples, mientras que las

retroalimentaciones son relaciones complejas porque tienen consecuencias en el origen, es decir, la última variable afecta a la primera, formando un círculo sin fin.

Las retroalimentaciones son relaciones causales en donde una variable influye sobre otra u otras

y al final la última variable actúa sobre la primera, es decir, se trata de una relación causal que se cierra sobre sí misma, como la pescadilla que se muerde la cola. Pueden ser negativas o positivas, dependiendo de que la última variable influya en distinto sentido o en el mismo sentido a la primera variable respectivamente (es más fácil que uses el truco anterior de que si el número de relaciones negativas es par la retroalimentación es positiva, y si el número de relaciones causales negativas es impar es una realimentación negativa).

Las retroalimentaciones positivas se representan con un signo + dentro de un círculo situado en el centro de la relación y las realimentaciones negativas con un signo – dentro del círculo.

Una realimentación positiva: A la derecha se representan las gráficas resultantes de + cada retroalimentación.

Natalidad Población

Una realimentación negativa:

Mortalidad población

La realimentación positiva se llama también bucle de refuerzo,

ya que provoca un alejamiento de la situación inicial y desestabiliza el sistema al producir un incremento descontrolado del funcionamiento del sistema. A su vez, la realimentación negativa actúa como medida de control de las realimentaciones

+

_ _

_

−

+

+

−

+

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positivas, estabilizando los sistemas al contrarrestar la tendencia del sistema a alejarse del estado óptimo.

Ejercicio: Dibuja cómo quedarían las dos realimentaciones anteriores interactuando y la gráfica resultante. Fíjate cómo la realimentación negativa contrarresta la tendencia al desequilibrio de la realimentación positiva:

El resultado de las dos juntas mantiene estable el sistema (población en equilibrio) gracias a la realimentación negativa.

Los sistemas que se equilibran mediante uno o más bucles de realimentación negativa se llaman sistemas homeostáticos, por ejemplo, los sistemas del cuerpo humano que mantienen las concentraciones adecuadas en el cuerpo de glucosa, hormonas, sales minerales, cantidad de agua… Realiza el siguiente ejercicio de relaciones causales que apareció en la PAU en Junio de 2006: En el sencillo modelo de funcionamiento del clima terrestre que se acompaña, comente las relaciones causales (directas, inversa, encadenadas) entre cada uno de los componentes, insertando los signos (+) o (–) donde corresponda. Suponga un flujo de radiación solar constante.

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5. Complejidad y entropía. 5.1 La energía en los sistemas. Primera y segunda ley de la Termodinámica. Entropía.

Puesto que la energía es el principal intercambio en los sistemas, debemos estudiar las leyes que rigen la energía (las leyes de la termodinámica).

- Primera ley de la termodinámica: “ la energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma”. Esto significa que la energía que entra en un sistema debe ser igual a la que sale del sistema (generalmente en forma de calor) más la que permanece dentro del sistema.(por ejemplo la energía que entra en un lago por la radiación solar sobre todo, debe ser igual a la que sale del lago al ceder calor a la atmósfera más la que se ha quedado dentro del lago para aumentar la temperatura del agua y la absorbida por los organismos fotosintéticos que la almacenan en los enlaces de la materia orgánica que forman con la energía solar). - Segunda ley de la termodinámica, dice que la redistribución espontánea de la energía siempre se mueve hacia un incremento de la dispersión y del desorden (en cada transferencia, la energía se transforma y suele pasar de una forma mas concentrada y organizada a otra mas dispersa y desorganizada). Esta ley introduce el concepto de entropía que mide la parte no utilizable de la energía contenida en un sistema (La entropía es la energía que no ha sido utilizada para realizar trabajo y generalmente se manifiesta en forma de calor). La entropía hace referencia al aumento del desorden, más entropía más desorden, es decir, cuando la energía está mas dispersa (más desordenada, menos complejidad) aumenta la entropía y cuando la energía está más concentrada (más ordenada, más complejidad) disminuye la entropía. La tendencia natural del Universo es hacia un estado de máxima entropía (al máximo desorden y menor complejidad), pero los seres vivos se oponen a esta tendencia porque son sistemas ordenados. (Los seres vivos son la excepción a la segunda ley ya que hacen lo contrario, es decir, disminuyen el desorden y aumentan la complejidad al crecer y reproducirse por lo que disminuyen su entropía, pero esto se hace a costa de aumentar la entropía en el sistema). En resumen la 2ª ley de la termodinámica dice que la entropía tiende a aumentar en los sistemas.

6. El Medio Ambiente como sistema. Ejemplificar en la hipótesis de Gaia.

El medio ambiente, en concreto nuestra Tierra, es un sistema formado por subsistemas interrelacionados que son: hidrosfera, atmósfera, sociosfera, biosfera y geosfera. Por ejemplo: la atmósfera aporta agua con las precipitaciones a la hidrosfera, los seres vivos toman oxígeno de la atmósfera, la sociosfera contamina la atmósfera, etc. Continuamente suceden en el medio ambiente relaciones causales entre sus variables, entre las que se encuentran realimentaciones positivas reguladas por realimentaciones negativas que mantienen el equilibrio en el medio, pero las acciones del hombre están afectando a estas relaciones poniendo en peligro el equilibrio del planeta entero, como está sucediendo con el incremento del efecto invernadero o la desertización. Ejercicio: dibuja las relaciones causales que conducen a la desertización, utiliza las variables: actividades humanas, vegetación, erosión, retención de agua por el suelo y desertización. La hipótesis de Gaia es un ejemplo de que el medio ambiente es un sistema en el que sus elementos interaccionan. HIPÓTESIS DE GAIA (madre Tierra). Afirma que la Tierra tiene capacidad de autorregularse mediante la interacción de sus elementos (atmósfera, hidrosfera, geosfera y biosfera).

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La capacidad de mantener constante el medio ambiente viene de la biosfera, ya que los seres vivos adquieren la capacidad de controlar el medio ambiente global para cubrir sus necesidades. De modo que la biosfera es algo más que un catálogo de especies, es una entidad con propiedades mayores que la suma de sus partes. Esto significa que la biosfera tiene capacidad homeostática (reguladora). Esta teoría se demuestra por las siguientes observaciones:

- La temperatura media de la Tierra se mantiene constante a pesar de que la intensidad solar ha variado a lo largo del tiempo. (el Sol, como otras estrellas similares, ha ido aumentando en luminosidad desde su origen, pero como había más CO2 antiguamente tenía una temperatura similar al producirse mayor efecto invernadero).

- La Tierra tiene un 78% nitrógeno (N2) en la atmósfera, que es mucho mayor que en otros

planetas y esto sólo se puede explicar por efecto de los seres vivos. (bacterias que transforman los nitratos en N2).

- Concentración de gases como oxígeno y dióxido de carbono se han mantenido estables

durante muchos millones de años gracias a los seres vivos. (con la aparición de los organismos fotosintéticos se produjo la formación de oxigeno y la disminución del CO2 (también los organismos formadores de caparazones o esqueletos de CaCO3 han retirado CO2 de la atmósfera) en unas concentraciones que se han mantenido hasta la actualidad, con la excepción del aumento del CO2 por las actividades humanas).

7. CAMBIOS AMBIENTALES A LO LARGO DE LA HISTORIA DE LA TIERRA

7.1 INTRODUCCIÓN A lo largo de la historia de la Tierra se han producido una serie de cambios ambientales

provocados por una serie de factores (biológicos, físico-químicos o extraterrestres) que llegaron a desencadenar importantes variaciones climáticas y biológicas (extinciones).

7.2 CONCEPTO DE EXTINCIÓN Cuando se habla de extinción de especies, se hace referencia a la muerte de todos los

individuos que componen una especie, ya sea a nivel local o global. En el momento en que una especie no disponga de medio alguno para hacer frente a las

variaciones ambientales, estará condenada a la extinción, que se produce con una probabilidad constante y característica para cada grupo, independientemente de la edad de las especies. Cuando hablamos de extinciones en masa hacemos referencia a que desaparecen, al menos, el 50% de los seres vivos presentes en el planeta en ese momento.

7.3 FACTORES DE EXTINCIÓN Distinguimos tres tipos de factores de extinción que provocaron cambios ambientales

relevantes: Biológicos, Físico-químicos y Extraterrestres Los factores biológicos son aquellos que tienes que ver con las relaciones entre especies

animales y vegetales que pueblan el planeta Tierra. Son: La depredación, las enfermedades de origen bacteriano o vírico y la competencia.

Pero podemos añadir un cuarto factor biológico que es el propio tamaño de la población. Si cualquier causa redujese el tamaño de la población excesivamente, esta corre el peligro de

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extinguirse pues sería mucho más vulnerable ante la selección natural por la reducción de la variabilidad genética.

Los factores físico-químicos son muy variados. Pueden provocar cambios ambientales e, indirectamente, la extinción de las especies que no los resistan. Los componentes físico-químicos del ambiente son: la radiación, la humedad, la temperatura, las cantidades disponibles de nutrientes, etc.

Las variaciones que en ellos pueden producirse son muchas. En primer lugar hay un grupo que llamamos cambios climáticos: glaciaciones periódicas, estacionalidad extremada, que afectan principalmente a las zonas continentales y altera gravemente los regímenes de los recursos tróficos. Para organismos marinos, pueden ser considerados igualmente como cambios climáticos variaciones de temperatura, fluctuaciones de la salinidad o alteraciones en la circulación de las corrientes.

Muy graves deben ser los aumentos de la temperatura global, que pueden ser causados por el aumento de la radiación recibida o por la conocida acumulación de dióxido de carbono en la atmósfera, pero hay mas causas.

También es importante la acción de las oscilaciones del nivel del mar y el movimiento de las placas tectónicas, que están estrechamente relacionados. En estos casos se inundan o quedan al descubierto enormes extensiones de tierra, perjudicando a organismos terrestres o marinos respectivamente.

Los factores extraterrestres son responsables de efectos más globales y, por ello, son de mayor importancia para explicar las fases de extinción masiva que a lo largo de la historia de la Tierra se han producido..El argumento más ampliamente difundido y aceptado en la actualidad para explicar algunas extinciones masivas es el del impacto de un asteroide sobre la Tierra. El polvo cósmico y las radiaciones son los menos importantes comparativamente. En la actualidad se considera que las extinciones en masa han jugado un papel importante en la historia de la vida.

Desde los albores de la vida en la Tierra, algunas especies de los diversos organismos que habitan al planeta se han extinguido y han posibilitado el surgimiento y desarrollo de nuevas especies de organismos que pueden adaptarse mejor al medio ambiente. Cuando ocurre una extinción en masa de una o más especies se desarrollan otras nuevas. Esto hace que las extinciones desempeñen una función importante en la evolución de la vida en la Tierra. Si las especies no llegaran a extinguirse para dejar su espacio a organismos más avanzados, la vida en la Tierra no habría progresado hasta lo que es actualmente, y los únicos organismos que habitarían la Tierra serían los microorganismos primigenios con que empezó la vida en el mar.

7.4 LAS EXTINCIONES DURANTE EL PROTEROZOICO La historia geológica de la Tierra se divide en dos grandes épocas llamadas eones: el precámbrico o criptozoico y el fanerozoico (antiguamente se llamaba precámbrico pero actualmente se considera más aceptado el nombre de criptozoico. El precámbrico (pre=antes, antes del cámbrico) o criptozoico (cripto del griego “oculto” y zoico “animales”, alude al hecho de que es una época en la que no se conocen fósiles animales) se divide en tres épocas (Hadeano o Hádico, Arcaico o Arqueense y Proterozoico) marcadas por grandes acontecimientos: Hadeano o Hádico desde la formación de nuestro planeta (hace unos 4.500 m.a.) hasta hace 3.800 m.a. En él no se identifican rocas, excepto meteoritos. No se han hallado evidencias de vida. El Arcaico se caracteriza por la aparición de las primeras rocas con el enfriamiento de la corteza. Aparecen las primeras formas de vida y existe el primer registro de los fósiles unicelulares, similares a los estromatolitos modernos, producidos por cianobacterias. Por último, el Proterozoico (2.500 m.a. hasta 544) se caracteriza por la oxidacion de la atmósfera (la aparición de la fotosíntesis oxigénica hace 2.500 m.a. produjo O2, dando una atmósfera oxidante) y el enfriamiento de la misma. Proterozoico deriva de protero: primera o antes de y zoo: animal, es decir, es una época anterior a la aparición de los animales pluricelulares.

Durante el Proterozoico se produce un hecho trascendental en la evolución de la atmósfera y de la vida, como fue la aparición de la fotosíntesis.

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Una de las más sorprendentes características de la atmósfera es la gran escasez de gases nobles, en contraste con su abundancia en el cosmos, lo que nos hace suponer que sea de origen secundario. O bien la Tierra fue originada sin atmósfera, o bien la perdió en una fase posterior. Esto segundo es lo más probable. Se propone una fuente interna (salida de gases por los volcanes) como la causante de la atmósfera. Su composición, que era totalmente diferente a la actual, debería ser a base de CH4, NH3, H, He, Ne y vapor de agua.

Pero la aparición de la fotosíntesis hizo que pasara de anaerobia a aerobia, lo que trajo consigo que la vida no fue un episodio pasajero. Con la fotosíntesis, la atmósfera e hidrosfera se

enriquecieron en oxígeno, apareciendo la vida aeróbica y la capa de ozono que impediría el paso de los rayos ultravioleta. Suele pasar desapercibido el que la aparición de los autótrofos, con la consiguiente oxigenación de la atmósfera, supuso la primera crisis biótica, ya que las formas primitivas serían destruidas por dicho oxígeno, y que si a su vez, necesitaban de los infrarrojos, igualmente serían agredidas por la disminución de estas radiaciones al aparecer la capa de ozono.

7.4.1 La extinción precámbrica

Tuvo lugar hace aproximadamente 600 M. a. La causa de esta extinción fue la glaciación Eocámbrica, que comenzó hace cerca de 680 M. a. y terminó hace 570 M. a. El origen de esta glaciación (la más intensa que ha experimentado la Tierra durante su historia) puede deberse a la explosión demográfica del plancton calcáreo, que habría provocado un efecto “antiinvernadero”. Esta extinción fue determinante para la diversificación de la fauna siguiente, que difirió en gran medida de su predecesora. Durante esta época se desarrollaron organismos de cuerpo blando, destacando entre ellos los peces gelatinosos y gusanos segmentados. Esta fauna excepcional posterior a la extinción precámbrica es conocida como fauna de Ediacara.

7.5 LAS EXTINCIONES DURANTE EL FANEROZOICO

Deriva del griego fanero: visible y zoo: animal. Indica que en esta época aparecen los fósiles animales. Se divide en paleozoico, mesozoico y cenozoico (paleo: antiguo, meso: medio y ceno: nueva) que significan época de los animales antiguos, época de los animales intermedios y época de los animales más actuales, respectivamente.

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7.5.1 Las extinciones del Paleozoico En primer lugar hay que indicar que a principios del Paleozoico (540 M. a.) se produce la

llamada explosión cámbrica, aparición geológicamente repentina de organismos macroscópicos multicelulares.

7.5.1.1. La extinción Ordovícico-Silúrico (-435 M.a.)

Duró aproximadamente de un millón de años y causó la desaparición de alrededor del 50 % de las especies. Casi acaba con la vida marina; algunos peces sobreviven y los invertebrados pagan un duro tributo. Sus causas fueron: 1) Cambios en el nivel del mar. La bajada de unos 70 m. del nivel del mar causó el mayor efecto sobre la destrucción de las faunas, ya fuese por la destrucción de su hábitat o por la reducción del área. 2) Cambios climáticos. Posteriormente a la regresión se produce un cambio climático que hace que los casquetes glaciares de Gondwana se descongelaran, provocando una transgresión. 3) Distribución continental. Durante el Ordovícico superior hubo una inusual rapidez de movimientos tectónicos que dieron lugar a cambios climáticos igualmente rápidos. En general, el hemisferio norte estaba cubierto casi en su totalidad por un vasto océano; en el ecuador se localizaban pequeños continentes y océanos aislados; y en el hemisferio sur se extendía una gran masa continental.

Debió ocurrir que el movimiento de las placas colocó durante unos cientos de millones de años a lo que es hoy la Amazonía y el norte de África —que formaban parte de Gondwana y eran entonces tierras adyacentes— en las cercanías del Polo Sur geográfico, en condiciones climáticas favorables para la acumulación de hielo. Aparte de la baja insolación, el mar no quedaba lejos, por lo que no faltaba el suministro suficiente de humedad para que las precipitaciones invernales de nieve fuesen intensas.

La mayor paradoja de esta glaciación del Ordovícico es que la concentración de CO2 durante aquel período era muy superior a la actual. Por eso parece que fueron los factores geográficos, y no la composición química del aire, los que debieron tener más importancia en su desencadenamiento.

7.5.1.2. La extinción del Devónico

Tuvo lugar hace aproximadamente 360 M. a. y fue particularmente severa para los organismos marinos bentónicos que vivían en aguas tropicales someras. El depósito marino de cantidades masivas de carbón orgánico y carbonatos inorgánicos redujeron sustancialmente los niveles de CO2 atmosférico. Se supone que la pérdida de este gas contribuyó al enfriamiento global.

7.5.1.3. La Extinción Permotriásica (Catástrofe P/T o the Great Dying)

En el límite entre los sistemas Pérmico y Triásico (250 M. a.), la diversidad de la vida representada en el registro fósil se reduce a un nivel no apreciado desde el Cámbrico. Este notable acontecimiento es, con un amplio margen, el más severo de la historia de la vida en la tierra, y afectó drásticamente a la composición y la subsiguiente evolución de la biota de la Tierra. Perecieron el 90 % de todas las especies marinas y terrestres, entre ellos el 98 % de los crinoideos, el 78 % de los braquiópodos, el 76 % de los briozoos, el 71 % de cefalópodos, 21 familias de reptiles y 6 de anfibios, además de un gran número de insectos. Los conocidos trilobites desparecieron para siempre con esta extinción en masa. Foto: trilobites animales típicos del paleozoico y ammonites típicos del mesozoico.

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Las causas de la extinción Permotriásica parecen estar vinculadas con erupciones volcánicas, concretamente con la Siberian traps (trampa siberiana), extrusiones basálticas superiores a 1.3 km 3 /año, que cubrieron un área de 337.000 km 2. Se estima un volumen de lava basáltica solidificada de entre 1.6 y 2.5 millones de km 3. El vulcanismo a esta escala podría haber producido cantidades masivas de CO2 y SO2, así como aerosoles que podrían haber bloqueado una importante proporción de la luz solar. Inicialmente, esto habría traído consigo un enfriamiento global. Sin embargo el SO2 habría producido fenómenos de lluvia ácida y durante varios meses la mayoría de las partículas se habrían ido de la atmósfera. Esto podría haber desempeñado un importante rol en las extinciones terrestres. De todas formas, el CO2 permanecería, lo cual desembocaría en un calentamiento global. La descongelación de vastas extensiones de permafrost en Siberia pudo además añadir metano a la atmósfera, reforzando el efecto invernadero.

7.5.2. Las extinciones del Mesozoico

7.5.2.1. La extinción del Triásico Superior (205 M.a.) El límite Triásico-Jurásico marca un vuelco en el número de especies en el registro fósil. Este evento afectó tanto a la vida terrestre como a la acuática. El motivo de la extinción sigue siendo incierto (erupciones volcánicas o impactos de meteoritos).

Esta extinción fue especialmente relevante en el aspecto que espoleó el auge de los grandes dinosaurios. Su radiación se debió en gran parte a que quedaron muchos nichos ecológicos libres tras esta extinción, nichos que fueron ocupados por éstos durante el Jurásico y en adelante.

7.5.2.2. La extinción del límite K-T (65 M. a.)

En el límite entre las eras Secundaria y Terciaria se produjo una importante extinción causada, probablemente, por el impacto de un meteorito en el golfo de Méjico. Los impactos meteóricos dejan en los niveles estratigráficos importantes concentraciones de iridio. En Caravaca tenemos pruebas de su evidencia (ver Capa Negra).

Aunque desaparecieron muchos animales (dinosaurios, ammonites…) y plantas, no debemos pensar que el límite K-T fue un desastre para toda criatura viviente. Muchos grupos de organismos sobrevivieron: insectos, mamíferos, pájaros y angiospermas, en la tierra; peces, corales y moluscos en el océano sufrieron una tremenda diversidad nada más terminar el Cretácico. Incluso gracias a la desaparición de los dinosaurios pudieron desarrollarse con mayor celeridad los mamíferos.

7.5.3 Las extinciones del Cenozoico

Durante la era Cenozoica (correspondiente a los últimos 65 M. a.) se han vivido también varios fenómenos extintivos, aunque no tan relevantes como los anteriores.

La primera de ellas tuvo lugar en el Eoceno superior (33 M. a.). Se supone que esta extinción se debió a un fenómeno de enfriamiento global, pero las causas de éste aún están indeterminadas.

La segunda se produjo en el Oligoceno inferior (hace unos 28 M. a.) y fue desencadenada por severos cambios climáticos y vegetacionales. Los principales afectados fueron los mamíferos terrestres.

La tercera se produjo durante el Mioceno superior (hace unos 9 M. a.) cuando una ola de frío antártico se extendió por el planeta. Los mamíferos fueron los principalmente afectados.

Ya en el Cuaternario se produjeron variaciones climáticas que dieron lugar a varias glaciaciones que afectaron igualmente a los mamíferos.

NOTA: En letra pequeña, aclaraciones para los alumnos

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TEMA 2. FUENTES DE INFORMACIÓN AMBIENTAL 1. Sistemas de determinación de posición por satélite (GPS). 2. Fundamentos, tipos y aplicaciones (sólo conceptos). 3. Teledetección: fotografías aéreas, satélites meteorológicos y de información medioambiental (sólo conceptos). 4. Interpretación de fotografías aéreas (sólo conceptos). 5. Radiometría y sus usos (sólo conceptos). 6. Programas informáticos de simulación medioambiental (sólo conceptos). Las nuevas tecnologías se pueden aplicar al medio ambiente para mejorar su estudio. 1. Sistemas de determinación de posición por satélite (GPS).

El sistema de posicionamiento global (GPS) desarrollado por EEUU con fines militares es ahora ampliamente utilizado con fines civiles. Consiste en 24 satélites que se pueden comunicar con unos aparatos llamados receptores GPS que te permiten medir la posición (longitud, latitud y altitud) en cualquier instante.

2. Fundamentos, tipos y aplicaciones (sólo conceptos).

Se necesitan un mínimo de 3 satélites para calcular la posición por triangulación. (Los 3 satélites miden la distancia que los separa del receptor GPS para calcular su posición, los receptores GPS normalmente pueden sintonizar más de 6 satélites al mismo tiempo). Hay 3sistremas GPS cuya diferencia principal es la diferente exactitud:

○ Sistema SPS (servicio de posicionamiento estándar) utiliza una sola señal de radio. Su precisión se sitúa en torno a 100m.

○ Sistema PPS (servicio de posicionamiento preciso) utiliza, además, otra señal para corregir los errores de propagación de la primera al atravesar la ionosfera. Su exactitud es de unos metros, es de uso militar.

○ Sistema DGPS (GPS diferencial) tiene una exactitud de menos de 3m al usar un segundo receptor GPS fijo en un punto conocido.

Los rusos tienen un sistema de posicionamiento similar al GPS americano llamado GLONASS (24 satélites) y la Unión Europea ha desarrollado el sistema Galileo (30 satélites).

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Además de usarse para conocer la posición, también se usan para estudios en movimiento ya que

pueden calcular la trayectoria, velocidad y tiempo estimado en llegar al objeto. Ejemplo: se utilizan en navegación, también en aviones, coches y seguimiento de animales, fenómenos (plagas, huracán, marea negra…), rescates…

3. Teledetección: fotografías aéreas, satélites meteorológicos y de información medioambiental (sólo conceptos). La teledetección (tele=distancia; detectar a distancia) es la adquisición de información o la medida de ciertas propiedades de un objeto o fenómeno sin contacto físico con el objeto o fenómeno. Esto se consigue por la aparición de una perturbación (radiación electromagnética, ondas sísmicas, magnetismo, electricidad) en el objeto o fenómeno a estudiar; dicha perturbación es registrada para ser medida e interpretada.

La teledetección más común es por radiometría (radio = radiación, metría = medida), que obtiene mediciones utilizando la radiación electromagnética. Principalmente usa la radiación visible (0,4 – 0,7 micras), infrarroja y microondas. En conclusión podemos definir la teledetección como un conjunto de mecanismos, técnicas y procesos para detectar a distancia objetos y sus características mediante el análisis de la radiación electromagnética que emiten o reflejan y que es recogida por sensores adecuados. La teledetección necesita 3 elementos:

- Una fuente de radiación (ejemplo el Sol o un radar). - Sensor que detecta la radiación que emite el objeto de estudio (generalmente radiación visible reflejada al recibir la luz del Sol e infrarroja emitida al calentarse). El sensor está colocado en sitios como satélites, aviones, barcos, etc. Los sensores pueden ser pasivos o activos dependiendo de si solo reciben un flujo de energía externa a ellos (ellos no la producen sino que reciben el reflejo de la energía luminosa del Sol u otro tipo de energía emitida por los objetos como radiación infrarroja que emiten los cuerpos calientes al liberar calor) o si emiten ellos energía y captan el reflejo de la misma (por ejemplo un radar emite una onda y recibe el rebote de esa onda cuando choca contra un objeto). - Centro de recepción al que envían y en el que recogen la información.

Funciones: meteorología, estudios de vegetación, contaminación, vigilancia de la capa de

ozono, fotos, vídeos… Si tomamos datos a distintos intervalos de tiempo es muy útil para estudios

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como avance de la desertización en el tiempo, evolución del calentamiento global, cambios en la vegetación, dispersión de los contaminantes…

Como se puede observar en estas imágenes del espectro electromagnético, cuanto mas rápido vibran las ondas (más

frecuencia) más energía poseen, por eso las de mayor frecuencia (ultravioleta, rayos X y gamma) son radiaciones muy dañinas, alterando los átomos (por eso se llaman radiaciones ionizantes, pudiendo dejar los átomos ionizados, es decir con carga eléctrica al alterar su número de electrones). Otra curiosidad es que cuanto menos frecuencia tienen las ondas, mayor es su longitud de onda, lo que les permite recorrer grandes distancias con menor pérdida de energía (ondas de radio, televisión, móviles…). Las más usadas en teledetección son la radiación visible (por ejemplo en fotos aéreas), la infrarroja (por ejemplo en estudios sobre el calentamiento terrestre) y ultravioleta (por ejemplo en estudios de la dispersión de algunos contaminantes atmosféricos).

Fotografías aéreas: Utiliza la reflexión natural de los rayos solares y se obtiene normalmente,

desde un avión. Las fotografías aéreas convencionales aportan imágenes fácilmente interpretables, al corresponder con la visión ocular normal. La fotografía, además del espectro visible, puede recoger radiaciones ultravioletas e infrarrojas cercanas, si se emplean películas y filtros adecuados. Las fotografías mas utilizadas son las verticales, pues permiten visión estereoscópica (se ven tridimensionales si se superponen dos fotografías adyacentes que tengan al menos un 60% de recubrimiento); por su parte, las fotografías oblicuas son bastante usadas para obtener imágenes de edificios y ciudades.

las fotografías aéreas verticales consisten en sobrevolar el territorio con un avión y tomar fotografías de eje vertical recubriendo el territorio con fotogramas que se solapen tanto longitudinal como transversalmente, obteniéndose el recubrimiento necesario para verlas en el estereoscopio.

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Satélites meteorológicos y de información medioambiental: No son fotografías aéreas, las imágenes de satélite representan una forma de captura indirecta (reciben las ondas electromagnéticas que se reflejan o que emiten los objetos, captando radiaciones recibidas fuera del espectro visible) y se almacenan como matrices numéricas. Mediante diversos programas informáticos, estos valores numéricos pueden visualizarse en forma de imágenes, ya sea en escala de grises, en color verdadero o en falso color. Los satélites meteorológicos recogen datos de la atmósfera, la superficie terrestre y el mar, con los que elaboran la información meteorológica y predicciones climáticas. Los principales satélites meteorológicos son las series TIROS y GOES estadounidenses y la serie METEOSAT europea.

Los satélites medioambientales recogen observaciones de gran cantidad de variables físicas y químicas de la superficie terrestre y su atmósfera, incluyendo el estado de la vegetación, los recursos y la contaminación. Los principales son la serie LANDSAT y los satélites TERRA y EO–1 que vigilan aerosoles, temperatura, glaciares, contaminación, vegetación, incendios… y los satélites europeos ENVISAT y ERS en estudios oceánicos, meteorológicos, medioambientales (NOx, O3, O2…), exploraciones arqueológicas, análisis de desastres naturales, vigilancia de icebergs…

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- Sistemas de Información Geográfica (SIG): es un conjunto de programas y equipos informáticos que almacena y gestiona datos de una localidad (área geográfica). Puede analizar los datos para obtener nuevos datos, representaciones gráficas y mapas. Algunas de sus funciones son la gestión de áreas protegidas, catastro, seguir evolución de la vegetación, estudios de impacto ambiental, para gestionar los recursos…

4. Interpretación de fotografías aéreas (sólo conceptos).

En el laboratorio se observará mediante un estereoscopio de espejos dos fotografías aéreas

verticales que fueron tomadas consecutivas y tienen un recubrimiento en torno a 2/3, esto hará que las imágenes que se vean reflejen el relieve real (se ven tridimensionales) y trataremos de distinguir formas del relieve, ríos, usos del suelo (cultivos, minería…), carreteras…

En la imagen podemos apreciar como es un estereoscopio, debajo se coloca dos fotografías que incluyan al menos un 60% de imágenes comunes y veremos tridimensional las imágenes que coinciden.

5. Radiometría y sus usos (sólo conceptos).

Una disciplina complementaria de la teledetección es la radiometría,

de radio (radiación) y metría (medición), que comprende un conjunto de métodos, basados en los fundamentos físicos de la radiación electromagnética, que permiten obtener información de los objetos o fenómenos estudiados. Sus usos son los vistos en teledetección: estudios de vegetación, contaminación, meteorología…

6. Programas informáticos de simulación medioambiental (sólo conceptos).

La disponibilidad de potentes computadoras y de programas informáticos muy sofisticados ha hecho posible la elaboración de modelos de simulación. Los primeros modelos de simulación aplicados a las ciencias ambientales son el World–2 y World–3 que analizaban el futuro que le aguardaba al planeta considerando diferentes escenarios de actuación. Los autores llegaron a la conclusión de que el planeta alcanzaría su limite de desarrollo físico en el plazo de 100 años si no cambiamos las tendencias económicas y de crecimiento de la población. El modelo de simulación World–2 utiliza 5 variables: población, recursos naturales (no renovables), alimentos producidos, contaminación y capital invertido. En 1972 obtuvo las conclusiones de que no podemos mantener por un tiempo indefinido nuestro actual ritmo de crecimiento, pero se podría conseguir la estabilización con las siguientes reducciones: 50% de la tasa de natalidad, 75% en la tasa de consumo de recursos naturales, un 25% en la cantidad de alimento producidos, un 50% en la tasa de contaminación y un 40% en la tasa de inversión de capital. El modelo de simulación World–3 se trataba de perfeccionar y enriquecer el modelo anterior. En 1991 obtuvo, entre otras, las conclusiones de que si se continúa con el ritmo actual los límites del planeta se alcanzaran dentro de 100 años.

Actualmente, se aplican programas de simulación para multitud de aspectos como la calidad del aire, el estado de los bosques, la evolución del suelo…pero sobre todo en meteorología, lo que permite predecir el tiempo para intervalos de 3 o 4 días. (En ellos se apoya la predicción del tiempo).

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TEMA 3. LA ATMÓSFERA.

1. LA ATMÓSFERA: Estructura, composición química y propiedades físicas. 1.1 Introducción (capa fluida de unos 10000 km., según autores, que rodea la Tierra.

Formada por gases, líquidos y sólidos en suspensión; el 95% de su masa se encuentra en los primeros 15 Km.…) Curiosidad (no estudiar): La atmósfera se puede definir como la envoltura de gases que rodea la Tierra. Se

formó por la desgasificación que sufrió el planeta durante su proceso de enfriamiento desde las primeras etapas de su formación (al bajar la temperatura muchas sustancias que estaban gaseosas pasaron a líquido o sólido). A esto hay que añadir grandes cantidades de gases y polvo emitidos por los volcanes y los cambios a lo largo del tiempo por los seres vivos que aportaron O2 y N2 a la atmósfera y disminuyeron la concentración de CO2 y, como no, los cambios actuales provocados por la humanidad que aumentan el CO2 mediante la quema de combustibles fósiles y la deforestación.

Como consecuencia de la compresibilidad de los gases y de la atracción gravitatoria

terrestre, la mayor parte de la masa de la atmósfera se encuentra comprimida cerca de la superficie del planeta, de tal manera que en los primeros 15 Km se encuentra el 95% del total de su masa. Sin embargo, las proporciones de los diferentes gases, lo que coloquialmente se conoce como aire, se mantienen casi inalterables hasta los 80-100 Km. de altitud (homosfera), el resto tienen una composición más variable (heterosfera). El límite superior de la atmósfera se estima alrededor de los 10.000 Km de altura donde la concentración de gases es tan baja (prácticamente despreciable) que se asemeja a la del espacio exterior, aunque algunos autores ponen el límite en 30.000, otros 40.0000…

Además de los gases, en la composición de la atmósfera también aparecen líquidos (agua

líquida en las nubes) y sólidos como polen, esporas, polvo, microorganismos, sales, cenizas y agua sólida en las nubes formando minúsculos cristales de hielo. 1.2 Composición química de la atmósfera.

1.2.1 Componentes mayoritarios y minoritarios.

Mayoritarios: son aquellos que están en mayor proporción en el aire: nitrógeno (N2), oxígeno (O2), argón (Ar), vapor de agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2). Minoritarios: son todos los componentes restantes que aparecen en cantidades muy pequeñas, medidos en partes por millón.

1.2.2 Homosfera y Heterosfera. Hasta los primeros 80-100 Km la composición del aire es homogénea, manteniéndose las mismas proporciones en los gases (aunque lógicamente la concentración de gases decrece), llamándose a esta capa homosfera; a partir de esta altura la composición varía habiendo gases que predominan según una altura determinada, llamándose a esta capa heterosfera.

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Composición media del aire seco de la homosfera. -Nitrógeno (N2) 78,083% -Oxígeno (O2) 20,945% -Argón (Ar) 0,934% -Dióxido de carbono (CO2) 0,035% -Otros: Neón (Ne), Helio (He), Criptón (Kr), Hidrógeno (H2), Xenón (Xe), metano (CH4), Ozono (O3), óxidos de Nitrógeno (NOx), etc. 0,003%

A esto habría que añadir el vapor de agua, que no se ha puesto porque varía mucho de unas

zonas (4%) a otras (1%).

Composición de la heterosfera. GAS PREDOMINANTE ALTITUD Capa de Nitrógeno molecular (N2) Entre 100 y 200 Km. Capa de Oxígeno atómico (O) Entre 200 y 1000 Km. Capa de Helio (He) Entre 1000 y 35000 Km. Capa de Hidrógeno atómico (H) A partir de 3500 Km. Fíjate como a mayor altura el gas predominante es más ligero (menor masa atómica) 1.3. Propiedades físicas de la atmósfera.

1.3.1. Presión atmosférica: concepto, unidad de medida e isobara. Es el peso ejercido por la masa de aire atmosférico sobre la superficie terrestre. Casi la totalidad de la masa de la atmósfera se encuentra en los primeros kilómetros por encima de la superficie terrestre (debido a la fuerza de atracción gravitatoria sobre los gases), por lo que la presión atmosférica disminuye rápidamente con la altura, por ejemplo en los primeros 5 Km de altura se encuentra el 50% de su masa y a los 15 km de altura se encuentra el 95% de su masa. El valor de esta presión se mide con el barómetro. A nivel del mar es 1 atmósfera o 1013 milibares, y es equivalente al peso de una columna de mercurio de 760 mm de altura y un cm2 de base. En los mapas meteorológicos, la presión atmosférica suele representarse mediante las isobaras, que son líneas que unen los puntos de igual presión.

1.3.2. Temperatura: variación de la temperatura en función de la altitud (se repetirá en la estructura de la atmósfera).

El aire de la troposfera se calienta a partir del calor emitido por la superficie terrestre. La temperatura es máxima en la superficie terrestre, alrededor de 15 ºC de media, y a partir de ahí comienza a descender con la altura según un Gradiente Térmico Vertical (GTV) de 6,5 ºC de descenso cada Km que se asciende en altura (la temperatura baja 0,65 ºC cada 100m de altura) hasta llegar a -70 ºC a los 12 Km de altura. A partir de aquí, la temperatura asciende con la altura hasta llegar próximo a los 0 ºC en los 50 Km. Este incremento de temperatura está relacionado con la absorción por el ozono de la radiación solar ultravioleta. De los 50 a los 80 Km de altura, la temperatura disminuye hasta alcanzar los -140 ºC; a partir de aquí, la temperatura va ascendiendo en altura al absorber las radiaciones de alta energía, pudiendo alcanzar más de 1000 ºC a unos 600 Km de altura; a partir de aquí la baja densidad de gases impide la transmisión del calor y carece de

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sentido hablar de temperatura. Curiosidad: el calor es el paso de energía de un cuerpo que está a más temperatura a otro cuerpo que está a menor temperatura.

1.4 Estructura de la atmósfera. Las capas de la atmósfera y sus propiedades básicas. La atmósfera está dividida según las variaciones en la temperatura en una serie de capas superpuestas que de abajo a arriba son las siguientes:

- Troposfera; su espesor varía entre los 9 Km. sobre los polos y los 18 Km. sobre el ecuador, siendo su altura media 12 Km. Contiene la mayoría de los gases de la atmósfera. A los 500 metros iniciales se les denomina capa sucia, porque en ellos se concentra el polvo en suspensión procedente de los desiertos, los volcanes y la contaminación. Este polvo actúa como núcleos de condensación que facilitan el paso del vapor de agua atmosférico a agua líquida, la troposfera contiene prácticamente todo el vapor de agua atmosférica. Hay importantes flujos convectivos de aire, verticales y horizontales, producidos por las diferencias de presión y temperatura que dan lugar a los fenómenos meteorológicos (precipitaciones, viento, nubes). El aire de la troposfera se calienta a partir del calor emitido por la superficie terrestre. La temperatura de la troposfera es máxima en su parte inferior, alrededor de 15 ºC de media, y a partir de ahí comienza a descender con la altura según un Gradiente Térmico Vertical (GTV) de 6,5 ºC de descenso cada Km que se asciende en altura (la temperatura baja 0,65 ºC cada 100m de altura) hasta llegar a -70 ºC en el límite superior de la troposfera: la tropopausa.

- Estratosfera; se extiende desde la tropopausa hasta los 50 Km de altura, límite de la

estratosfera llamado estratopausa. En esta capa se genera la mayor parte del ozono atmosférico que se concentra entre los 15 y 30 Km de altura llamándose a esta zona capa de ozono u ozonosfera. La temperatura asciende con la altura hasta llegar próximo a los 0 ºC en la estratopausa. Este incremento de temperatura está relacionado con la absorción por el ozono de la radiación solar ultravioleta, por lo que esta capa actúa como pantalla protectora frente a los perjudiciales rayos ultravioleta. Dentro de esta capa hay movimientos horizontales de aire, pero no verticales como sucede en la troposfera.

- Mesosfera; se extiende hasta los 80 Km. de altura. La temperatura disminuye hasta alcanzar

los -140 ºC en su límite superior llamado mesopausa. Algunos autores dicen que en esta capa se desintegran los meteoritos por el rozamiento con las partículas de la mesosfera produciéndose las llamadas estrellas fugaces, pero otros autores responsabilizan de este fenómeno a la termosfera donde se alcanzan temperaturas muy altas.

- Termosfera o ionosfera; se denomina así porque gran parte de las moléculas presentes

están ionizadas por la absorción de las radiaciones solares de alta energía (rayos gamma, rayos X y parte de la radiación ultravioleta), provocando que el nitrógeno y el oxígeno pierdan electrones quedando ionizados con carga +, los electrones desprendidos originan campos eléctricos por toda la capa. La interacción de las partículas subatómicas procedentes del Sol con los átomos ionizados da lugar a fenómenos luminosos llamados auroras polares (aurora boreal en polo norte y aurora austral en polo sur) que suceden cerca de los polos magnéticos. En la ionosfera rebotan las ondas de radio y televisión usadas en las telecomunicaciones. La temperatura de la termosfera va ascendiendo en altura al absorber las radiaciones de alta energía, pudiendo alcanzar más de 1000 ºC (Curiosidad: la baja densidad de gases hace que esta temperatura realmente no signifique mucha energía). Su límite superior se denomina termopausa, entre los 600 – 800 Km de altura, continuándose con la exosfera.

- Exosfera: desde los 600 – 800 Km de altura hasta unos 10.000 Km según autores. Tiene una

bajísima densidad de gases hasta llegar a ser similar a la del espacio exterior (casi vacío) con

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lo que el cielo se oscurece (no hay prácticamente materia que absorba la luz). Curiosidad: La poca densidad hace imposible medir la temperatura y ésta no se puede propagar, con lo que carece de sentido hablar de temperatura en esta capa.

Más datos: la magnetosfera es la región del espacio que rodea la Tierra, en la que el campo magnético terrestre forma un escudo protector contra el viento solar (flujo de partículas, mayoritariamente protones emitidos desde la atmósfera solar) y las radiaciones mas peligrosas, como los rayos gamma y rayos X solares, lo que constituye una condición que posibilita la existencia de vida en nuestro planeta. La magnetosfera comienza a unos 500 Km. de altitud por encima de la ionosfera, y se prolonga mucho mas lejos que la exosfera, a unos 60.000 Km. de altitud en la dirección del Sol y mucho mas distante en dirección opuesta. 2. FUNCIÓN REGULADORA Y PROTECTORA DE LA ATMÓSFERA.

2.1 El balance de radiación solar.

La Tierra tiene una temperatura media constante en el tiempo, por lo que existe un balance

radiactivo nulo entre la cantidad de radiación solar entrante y la radiación terrestre saliente, si no se calentaría y enfriaría continuamente.

De la radiación total proveniente del sol, un 30% es reflejada (albedo) por las nubes, superficie

terrestre y atmósfera (gases, polvo,…), el 25 % es absorbida por la atmósfera debido a la capa de ozono (3%), vapor de agua y partículas del aire (17% ambos) y las nubes (5%) y un 45% es absorbida por la superficie (océanos > continentes), calor que saldrá de la superficie lenta y

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gradualmente hacia la atmósfera en forma de calor latente asociado a la evaporación > onda larga > conducción directa a la atmósfera.

La radiación presente en la atmósfera (tanto la absorbida por ésta como la recibida de la

superficie terrestre que acaba volviendo a la atmósfera) es devuelta al espacio en forma de radiación de onda larga (aunque el efecto invernadero o contrarradiación retarda la vuelta al espacio de la radiación).

2.2 Función protectora: la atmósfera como filtro protector (acción de la Ionosfera y Estratosfera.

La atmósfera presenta diferentes gradientes de temperatura en sus diferentes capas. Esto es

debido a que absorbe de manera selectiva las radiaciones de diferentes longitudes de onda que nos llegan del Sol.

En la ionosfera se absorben las radiaciones de onda corta y alta energía (rayos X, rayos gamma

y parte de la radiación ultravioleta, todas ellas muy perjudiciales para la vida); y en la ozonosfera, gran parte de la radiación ultravioleta. Curiosidad: Al entrar en la troposfera ya se ha absorbido toda la radiación del espectro electromagnético menor de 290 micras de longitud de onda y la composición es 9% ultravioleta, 41% visible y 50% infrarroja. Las radiaciones correspondientes al espectro visible atraviesan la atmósfera y alcanzan la superficie terrestre, de donde se deduce que la atmósfera es casi transparente a dichas radiaciones y no experimenta un calentamiento apreciable al ser atravesada por las mismas. No ocurre así con las radiaciones infrarrojas y las de menor energía, que son absorbidas por el CO2 y el vapor de agua atmosféricos y que ocasionan un aumento de la temperatura.

2.3 Función reguladora del clima por la atmósfera: variaciones del albedo, efecto invernadero y circulación general del aire.

La atmósfera por el día refleja (albedo) y absorbe parte de la radiación solar, evitando el sobrecalentamiento de la superficie del planeta. También absorbe parte de la radiación infrarroja que emite la superficie, evitando que se enfríe bruscamente por la noche ya que parte de ese calor vuelve a la Tierra como contrarradiación (efecto invernadero), y por último, la circulación del aire tiende a compensar los desequilibrios de temperatura originados por la diferente insolación en distintas zonas del planeta. Concretando:

- Albedo: de toda la radiación visible incidente que llega a la parte baja de la atmósfera

(troposfera), una parte (normalmente un 30%) es reflejada por las nubes, polvo, hielo, nieve, y la superficie terrestre como el suelo desprovisto de vegetación y constituye el denominado albedo. Un incremento del albedo produce un enfriamiento. Curiosidad: el albedo oscila entre el 5 y 10% en los mares, entre el 60 y 85% en superficies nevadas y hielo, 10-15% en los bosques y 30-50% en los desiertos.

- Efecto invernadero: parte de la luz visible no reflejada llega al suelo y causa su

calentamiento. Como consecuencia de este calentamiento se produce lentamente una posterior radiación de calor (radiación infrarroja) desde el suelo hacia la atmósfera, que produce su calentamiento al ser absorbida por el CO2 y el vapor de agua entre otros componentes atmosféricos calentando la atmósfera. Éste es el fenómeno llamado efecto invernadero, que es aumentado por la contrarradiación ya que parte de esta radiación absorbida es devuelta a la superficie.

- Circulación general del aire: la circulación general de la atmósfera redistribuye la energía

solar que llega a la Tierra, disminuyendo las diferencias de temperatura entre el ecuador y las latitudes más altas (participa en el balance de calor con los grandes sistemas de vientos,

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huracanes y ciclones que transportan calor desde las zonas tropicales hacia los polos y frío desde zonas polares hacia el ecuador). Curiosidad: las ¾ partes de la superficie de la Tierra están cubierta de agua, el agua absorbe muy bien la radiación solar y mediante las corrientes marinas cálidas (desde el ecuador hacia las altas latitudes) y frías (desde los polos hacia las latitudes más bajas) regulan el clima de manera mucho más eficaz que la atmósfera. Tanto el transporte oceánico como atmosférico están regulados por un bucle de realimentación negativa.

3. INVERSIONES TÉRMICAS. CONCEPTO Y DESARROLLO

CONCEPTO: En la troposfera la temperatura disminuye con la altura (GTV= ↓ 0,65 ºC/ 100m), en la parte más baja el aire es más cálido y por lo tanto, menos denso, por lo que tiende a ascender (y en la parte más alta el aire frío es más denso y tiende a descender por otro lugar donde no haya ascenso de aire cálido). Pero podemos encontrar zonas en la troposfera en las que (existen perturbaciones en el GTV) la temperatura aumenta con la altura, a este hecho se le llama inversión térmica que impide el ascenso del aire situado abajo (más frío y por tanto más denso). Las inversiones térmicas son muy negativas para los episodios de contaminación atmosférica porque el aire frío situado a menor altura pesa más y no puede ascender, impidiendo la dispersión de la contaminación atmosférica. Dicho de otra manera, si con la altura la temperatura va disminuyendo en suficiente proporción, los contaminantes ascenderán con el aire y según lo hagan se irán expandiendo, disminuyendo su concentración, hasta alcanzar la estratosfera, donde los vientos en altura los dispersarán totalmente. Por el contrario, hay dificultad para que se produzca la dispersión de los contaminantes cuando no hay corrientes ascendentes de aire. Una situación especialmente grave se da cuando hay inversión térmica (zona donde el aire asciende en altura en lugar de descender), ya que los contaminantes quedan atrapados cerca de la superficie. Sin vientos importantes, temperaturas bajo cero y una gran estabilidad atmosférica no hay dispersión ni dilución de contaminantes.

DESARROLLO: Las inversiones térmicas se suelen producir en invierno, cuando las noches

son más largas y la superficie terrestre se enfría mucho, provocando que el aire en contacto con la superficie se enfríe más rápidamente que el aire situado por encima. Este fenómeno se favorece en ausencia de nubes y de viento (piensa en que la ausencia de nubes durante la noche produce un rápido enfriamiento, pues las nubes actúan de pantalla, evitando que el calor almacenado durante el día escape rápidamente, POR ESO LOS AGRICULTORES MURCIANOS SABEN QUE EN INVIERNO LAS NOCHES SIN NUBES PUEDEN HELARSE SUS COSECHAS, PERO CON NUBES NO SE TIENEN QUE PREOCUPAR). Con anticiclones es más probable que se desarrollen situaciones de inversión térmica (los anticiclones producen ausencia de nubes). La situación se puede agravar si se forma niebla (nubes a ras del suelo), pues los contaminantes reaccionan con el agua de la niebla produciendo sustancias más dañinas como ácidos, el frío favorece la niebla pues a menor temperatura el vapor de agua se condensa formando gotas de agua en suspensión (niebla), la niebla reduce la visibilidad con lo que al amanecer tarda más el Sol en calentar la superficie para romper la inversión térmica.

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La inversión térmica se rompe cuando la radiación solar llega a la superficie terrestre con la suficiente intensidad y duración como para calentarla, calentándose también el aire próximo. De esta forma se establece el GTV normal y la posibilidad de que se produzca un ascenso del aire.

Otras formas de desarrollarse una inversión térmica son también por el movimiento de una

masa de aire desde una zona cálida a otra fría (el aire frío se sitúa abajo por ser mas denso y el aire cálido se sitúa a mayor altura por ser menos denso) o por el choque de dos masas de aire con humedad, presión y temperaturas diferentes (una masa polar y otra tropical).

4. CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA: fuentes, principales contaminantes, detección, prevención y corrección.

4.1 Concepto de contaminación atmosférica.

Se entiende por contaminación atmosférica “la presencia en el aire de materias o formas de energía en concentraciones elevadas sobre su nivel ambiental normal como para que impliquen riesgo, daño o molestia grave para las personas y bienes de cualquier naturaleza (animales, plantas, materiales…)”. Las sustancias contaminantes pueden ser naturales o artificiales y presentarse sólidas, líquidas o gaseosas.

4.2 Fuentes de la contaminación del aire: natural y antrópica.

Natural: Comprenden las debidas a la actividad biológica de la biosfera, a la actividad

geológica de la Tierra (erupciones volcánicas fundamentalmente) y a otros procesos naturales como impactos de meteoritos, incendios forestales de origen natural, etc.

Antrópica: Son las que se originan como consecuencia de la actividad humana. Destaca especialmente la combustión de combustibles fósiles y sus derivados, bien en la industria o en el uso doméstico.

4.3 TIPOS DE CONTAMINANTES.

4.3.1 Primarios: Son los que proceden directamente de las fuentes de emisión. Son responsables de la mayor parte de la contaminación atmosférica.

4.3.1.1 Partículas.

Sin considerar el agua pura, en la atmósfera se encuentran pequeños sólidos y gotitas

líquidas que, en conjunto, reciben el nombre de partículas. Varían muchísimo tanto por la composición química como por el tamaño. Las de tamaño mayor de 10 µm se llaman partículas sedimentables y precipitan pronto, pero las de menor tamaño se llaman partículas en suspensión porque pueden permanecer mucho tiempo en la atmósfera, aunque en general, son eliminadas por la lluvia. - Partículas sedimentables: son un contaminante primario que tiene alta velocidad de sedimentación. Con un tamaño superior a 10 µ. Origen. Polvo del suelo. Trituración y pulverización de rocas y áridos. Movimientos de tierra. Industrias cementeras… Efectos. Por su rápida sedimentación no son perjudiciales.

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- Partículas en suspensión: son un contaminante primario con un tamaño inferior a 10 µ. Origen. Polvo del suelo, erupciones volcánicas, incendios, combustión de combustibles fósiles, sal marina, canteras, minería, industrias cementeras… Efectos: variados, depende de su naturaleza, algunas incluso pueden ser metales pesados (efectos muy graves), en general enfermedades del aparato respiratorio, incremento del efecto invernadero, interfiere en la fotosíntesis (obstruyen los estomas y forman costras que interfieren en la fotosíntesis), reflejan la radiación solar (albedo)…

4.3.1.2 Compuestos de azufre.

El más abundante es el SO2 (gas incoloro, no inflamable, olor picante e irritante) que resulta principalmente de la oxidación del azufre presente en los combustibles fósiles al quemarse, sobre todo del carbón que es rico en azufre, también procede de incendios y volcanes (todo esto puede formar también SO3). El SO2 se puede transformar en SO3 por oxidación en la atmósfera (en este caso seria contaminante secundario y no se estudia en este apartado de contaminantes primarios), o bien el SO3 se puede formar, al igual que el anterior, sobre todo en las combustiones. El SO3 se puede transformar en ácido sulfúrico (H2SO4) que además de ser muy perjudicial para la salud, es uno de los contaminantes secundarios responsables de la lluvia ácida. El SO2 es muy corrosivo para materiales de construcción (calizas, cementos, pizarras…), metales (hierro, acero galvanizado…), agrietamiento de pinturas, deterioro del cuero… también puede depositarse sobre la vegetación y el suelo, el SO2 produce lesiones en las hojas de las plantas, influye en la actividad fotosintética. En humanos el SO2 produce problemas respiratorios (aunque se necesitan concentraciones superiores a las que causan daños a las plantas) y puede afectar a mucosas como a la ocular. Otro compuesto de azufre es el H2S (gas incoloro, fuerte olor desagradable) se distingue a baja concentración por su mal olor a huevos podridos, procede principalmente del metabolismo anaerobio (descomposición de materia orgánica en pantanos, turberas …), aunque también de volcanes, escapes de refinerías de petróleo y fábricas de gas. De forma natural se oxida en muy pocos días transformándose en SO2. Excepto el H2S todos los demás son óxidos de azufre (SOx).

4.3.1.3 Compuestos de nitrógeno.

NO (gas incoloro, inodoro, tóxico), NO2 (gas pardo rojizo, olor asfixiante, muy tóxico), N2O (gas incoloro, no tóxico), NH3 (amoníaco de olor irritante). Gran parte del NO se transforma en NO2 mediante reacciones fotoquímicas y el amoníaco se oxida a óxidos de nitrógeno. Óxidos de nitrógeno (NOx) son todos excepto el amoniaco NH3. Origen. Combustibles, motores, vehículos, aviones. Industria química. Fabricación de fertilizantes. Descargas eléctricas en tormentas. Incendios forestales. Erupciones volcánicas. Acción bacteriana en el suelo. En resumen el NO2 procede casi en su totalidad de las combustiones de origen antrópico, el NO tiene varios orígenes entre ellos también las combustiones y el N2O procede de la desnitrificación bacteriana, cada vez más abundante por el uso de abonos nitrogenados a gran escala (aunque también puede proceder de las combustiones). El amoníaco procede sobre todo de la descomposición anaerobia. Efectos. Sobre los tintes textiles, las corrosiones en estructuras metálicas y el aparato respiratorio (en los 3 casos NO2), sobre el crecimiento de las plantas (NO2), incremento del efecto invernadero (N2O). El NO2 es de color marrón-rojizo muy abundante en las ciudades (debido al tráfico) dando este color tan típico en las cúpulas de contaminación que envuelven muchas ciudades, al reaccionar el NO2 con el agua origina ácido nítrico (contaminante secundario muy reactivo que además participa en la formación de la lluvia ácida junto con el ácido sulfúrico).

4.3.1.4 Óxidos de carbono. Óxidos de carbono. El CO (gas incoloro, inodoro, insípido, inflamable, tóxico, es el contaminante del aire más abundante (porque el CO2 no se considera contaminante propiamente dicho, por ser producido en la respiración y usado en la fotosíntesis de forma natural) y de más amplia distribución), CO2 (gas incoloro, inodoro, no tóxico). Origen. Combustión de combustibles fósiles y de biomasa genera CO2 si hay suficiente oxígeno, si no forma CO (combustión incompleta, los vehículos generan mucho CO), erupciones volcánicas e incendios forestales generan ambos óxidos de carbono. El CO2 se forma en la respiración celular de los seres vivos e incluso en algunas fermentaciones. La degradación de la clorofila, la emisión por los océanos y descomposiciones anaerobias de metano (CH4) son otras fuentes de CO (esta última es la fuente más abundante de CO). El CO se puede transformar en CO2 (por hongos del suelo no presentes en las ciudades).

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Efectos. Sobre los aparatos respiratorio y circulatorio (CO) ya que el monóxido de carbono bloquea la capacidad de la hemoglobina para transportar el oxígeno ya que se une a la hemoglobina, puede causar muerte por asfixia incluso a muy bajas concentraciones ya que su afinidad por la hemoglobina es más de 200 veces mayor que la del oxígeno (a los vegetales y animales inferiores no afecta porque no tienen hemoglobina). Incremento del efecto invernadero (CO2).

4.3.1.5 Hidrocarburos.

La mayor parte de los hidrocarburos de la atmósfera son de origen natural como la descomposición anaerobia de la materia orgánica (pantanos, marismas, aparatos digestivos sobre todo de herbívoros…) que produce el más abundante y menos reactivo de los hidrocarburos que es el metano (CH4), aunque produce efecto invernadero. Las plantas liberan los hidrocarburos terpenos (componentes volátiles de resinas y esencias).

Los de origen antrópico se forman en arrozales, depuradoras y vertederos (CH4 por descomposición),

evaporación de disolventes orgánicos (usados en pinturas, barnices, lacas…) y sobre todo por industrias petrolíferas y vehículos. Los hidrocarburos son muy abundantes en las ciudades.

Además del efecto invernadero producido por el metano, el principal efecto de los hidrocarburos es que pueden

reaccionar en la atmósfera (por procesos de oxidación fotoquímica) dando contaminantes secundarios muy perjudiciales como el ozono troposférico que a su vez induce la formación de otros oxidantes fotoquímicos (intervienen en el smog fotoquímico) como PAN (nitrato de peroxiacetilo), PPN (nitrato de peroxipropionilo), NPBz (nitrato de peroxibenzoilo) y ácidos nítrico y sulfúrico.

Es muy importante destacar otros compuestos orgánicos de carbono, aunque no son

estrictamente hidrocarburos (sólo C y H), como las dioxinas y furanos y los policlorobifenilos (PCB), los 3 tienen efectos cancerígenos y mutagénicos y son producidos en la incineración de residuos que contienen sustancias cloradas y en reacciones durante el tratamiento de productos químicos clorados (como sucede en la industria química de pesticidas).

4.3.1.6 Compuestos halogenados y sus derivados.

Son sustancias que contienen cloro y flúor, destacan: Cl2 (muy tóxico), HCl (ácido

clorhídrico o cloruro de hidrógeno, de olor fuerte e irritante), CFCs (clorofluorocarbonos) y HF (ácido fluorhídrico o fluoruro de hidrógeno, gas incoloro, olor irritante y muy corrosivo).

Origen. Erupciones volcánicas, emisiones marinas. Industrias químicas, aerosoles, vehículos e industrias. Los

plásticos conocidos como PVC (policloruros de vinilo) desprenden cloro por incineración, la industria libera poca cantidad de cloro, pero éste se encuentra entre los gases expulsados por los vehículos. El HF y sus derivados tienen su origen en la actividad de industrias de aluminio, fertilizantes, vidrio, cerámicas…

Efectos. Los CFCs no son tóxicos ni inflamables y son muy estables por lo que se emplean en aerosoles,

formación de espumas, refrigerantes y frigoríficos, pero en la estratosfera provocan la destrucción de la capa de ozono, irritación de las vías respiratorias y mucosas (sobre todo el cloro), decoloración de las plantas, los derivados del flúor son muy corrosivos.

4.3.1.7 Metales pesados.

Son elementos químicos de masa atómica y densidad elevadas presentes en la atmósfera como partículas y en pequeñas concentraciones. Se consideran muy peligrosos, puesto que no se degradan ni química ni biológicamente (vida media de miles o millones de años), por lo que se acumulan en los seres vivos transfiriéndose a través de las cadenas alimentarias, entre los más nocivos destacan: Pb, Cd, Hg, Ar, Ni. (aprender sobre todo el plomo y el mercurio que son los más conocidos).

Origen. Combustión de combustibles fósiles, industria metalúrgica, nuclear y espacial, minería, incineración de

residuos. Por su peligrosidad destacar el mercurio que se desprende de la combustión del carbón y de la incineración de residuos urbanos e industriales, aparece en algunos fungicidas usados en agricultura. Y destacar también el plomo que hasta hace poco estaba en gasolinas y en pinturas.

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Efectos. Son acumulativos. Actúan sobre los aparatos respiratorio, circulatorio y sistema nervioso, además son carcinógenos (cancerigenos).

4.3.1.8 Ruido.

Se puede definir como todo sonido molesto e intempestivo que produce efectos fisiológicos y psicológicos en las personas. Origen. Cualquier actividad humana que produzca vibraciones: tráfico, industrias, obras, aeropuertos, sirenas, electrodomésticos, lugares de ocio (cafeterías, discotecas…), TV… Efectos. Sobre las personas: efectos fisiológicos y psicológicos, entre los que destacan pérdida de audición, dolor de cabeza, aceleraciones del ritmo cardíaco y respiratorio, aumento de la presión sanguínea, úlcera, pérdida de apetito, náuseas, disminución de la secreción salivar, vómitos, alteraciones del equilibrio y vértigos, alteraciones hormonales como exceso de adrenalina, irritabilidad, estrés, neurosis, alteraciones del sueño, disminución de la concentración en el trabajo (accidentes laborales y errores) y en los estudios (dificultades en el aprendizaje)… Las vibraciones también pueden afectar a edificios y monumentos.

4.3.1.9 Radiaciones ionizantes.

Las radiaciones ionizantes son una serie de partículas u ondas electromagnéticas que se caracterizan por producir cambios en la materia que atraviesan al ionizar los átomos que la forman. Son los rayos X, y γ (gamma) y las partículas α y β. Las más penetrantes, y por tanto, las más peligrosas son los rayos X (poder de penetración de decímetros) y gamma (metros).

Origen. Desintegración natural de átomos presentes en rocas y minerales. Residuos explosivos nucleares,

actividades de investigación que emplean marcadores radiactivos, actividades médicas de tratamiento y exploración (rayos X, gammagrafías…) y todo lo relacionado con las centrales nucleares como la minería del uranio, el enriquecimiento del uranio, los residuos de las centrales nucleares, accidentes en las centrales, escapes…

Efectos. El gran peligro de estas radiaciones es que pueden afectar al ADN, hasta provocar mutaciones que

pueden transmitirse genéticamente, cáncer, malformaciones genéticas, etc.

4.3.2 Secundarios.

Son los que se forman por interacción química entre contaminantes primarios o entre éstos y componentes normales de la atmósfera, especialmente el vapor de agua y la radiación solar, formándose otros compuestos nuevos por transformación de los ya existentes.

4.3.2.1 Anhídrido sulfúrico (SO3) y ácido sulfúrico (H2SO4)

El SO3 formado a partir del SO2, es un gas incoloro que participa en el smog clásico (corrosivo y peligroso para el aparato respiratorio) y se condensa rápidamente y reacciona con el agua para formar el H2SO4 que es un contaminante secundario responsable de la lluvia ácida, junto con el HNO3.

4.3.2.2 Tritóxido de nitrógeno (NO3)

El NO3 procede de la oxidación del NO2 por el ozono, juega un papel destacado en el smog fotoquímico u oxidante que irrita las vías respiratorias y daña a las plantas. Curiosidad:

NOx + hidrocarburos + luz ultravioleta O3 + PAN + Aldehídos

(Oxidantes del smog fotoquímico)

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4.3.2.3 Nitrato de peroxiacetileno (PAN)

Se forma a partir de los hidrocarburos mediante una reacción fotoquímica (ver reacción química anterior). Es una de las sustancias responsables del smog fotoquímico y como todas las otras sustancias contaminantes del smog fotoquímico es un oxidante (irrita las vías respiratorias y daña a las plantas).

4.3.2.4 Ozono troposférico (O3). Gas azul pálido, irritante y picante. Se descompone fácilmente, lo que explica su poder oxidante. Origen. Acción de la radiación ultravioleta sobre el O2, acción de la luz ultravioleta sobre los NOx e hidrocarburos, descargas eléctricas sobre el O2 atmosférico. Efectos. Irritación del aparato respiratorio. Dolores de cabeza, efecto invernadero (aunque en la estratosfera es beneficioso, en la troposfera el ozono es un contaminante), participa en el smog fotoquímico. Ataca a las plantas y materiales.

4.4 DISPERSIÓN DE CONTAMINANTES. EMISIÓN E INMISIÓN.

Emisión; es la cantidad de contaminante emitido desde cualquier medio emisor (fuente

contaminante) en un período de tiempo determinado. Se suele expresar en µg/m3 o en ppm. Ejemplo la cantidad de contaminante que sale del tubo de escape de un coche o de la chimenea de una fábrica.

Inmisión; es la cantidad de contaminante que llega al receptor una vez transportados y

difundidos por la atmósfera. Por ejemplo la cantidad de contaminante presente en la clase, la calle o cualquier otro lugar.

La dispersión de los contaminantes, para evitar valores altos de inmisión en un lugar

determinado, depende de las características de las emisiones, de las condiciones atmosféricas y de características geográficas y topográficas.

4.4.1 Factores que influyen en la dinámica de dispersión: Características

de las emisiones, condiciones atmosféricas, características geográficas y topográficas.

Características de las emisiones:

- Naturaleza del contaminante. Si es un gas permanecerá en la atmósfera mucho más tiempo que si es una partícula (sólido o líquido) que se deposita más rápidamente.

- Temperatura de emisión. En el caso de contaminantes gaseosos, si su temperatura en el momento de salir a la atmósfera es mayor que la del aire circundante, el contaminante ascenderá hasta las capas altas facilitándose su dispersión. Por el contrario, si su temperatura es menor que la del aire circundante se acumulará en las partes bajas de la atmósfera.

- Velocidad de salida del contaminante. A mayor velocidad, más rápido asciende y, en caso de inversión térmica, mayor probabilidad hay de que atraviese la capa invertida y pueda dispersarse más fácilmente.

- Altura del foco de la fuente emisora. A mayor altura, mayor facilidad para que se produzca la dispersión del contaminante (chimeneas de gran altura donde hay más viento o simplemente a mayor altura que la que suele producirse la capa de inversión facilitará la dispersión de los contaminantes).

Condiciones atmosféricas: temperatura del aire y sus variaciones con la altura, inversión térmica, precipitaciones, insolación.

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La capacidad de la atmósfera para dispersar y diluir los contaminantes viene determinada por las condiciones atmosféricas locales. Los factores de la atmósfera que más influyen son:

- Temperatura del aire y sus variaciones con la altura: El Gradiente Térmico Vertical (GTV). Si con la altura la temperatura va disminuyendo en suficiente proporción, los contaminantes ascenderán con el aire y según lo hagan se irán expandiendo, disminuyendo su concentración, hasta alcanzar la estratosfera, donde los vientos en altura los dispersarán totalmente. Por el contrario, hay dificultad para que se produzca la dispersión de los contaminantes cuando no hay corrientes ascendentes de aire. Una situación especialmente grave se da cuando hay inversión térmica (zona donde el aire asciende en altura en lugar de descender), ya que los contaminantes quedan atrapados cerca de la superficie. Los anticiclones favorecen la formación de nieblas contaminantes. Sin vientos importantes, temperaturas bajo cero y una gran estabilidad atmosférica no hay dispersión ni dilución de contaminantes. Con anticiclones es más probable que se den situaciones de inversión térmica: donde las temperaturas a nivel del suelo son inferiores a las temperaturas en altura. Las inversiones se dan frecuentemente durante la noche, como consecuencia del enfriamiento del suelo; también por el movimiento de una masa de aire desde una zona cálida a otra fría o por el choque de dos masas de aire con humedad, presión y temperaturas diferentes (una masa polar y otra tropical).

- Velocidad del viento. Determina una mayor o menor rapidez en la dispersión de los

contaminantes. - Dirección del viento. Determina el área hacia donde se pueden desplazar los contaminantes

emitidos. - Precipitaciones. Producen un efecto de lavado sobre la atmósfera, arrastrando los

contaminantes al suelo. - Insolación. La radiación solar favorece las reacciones que dan lugar a algunos

contaminantes secundarios (reacciones fotoquímicas).

Características topográficas y geográficas: existencia o no de brisas marinas, existencia de valles, presencia de masas vegetales, presencia de núcleos urbanos (isla de calor).

La situación geográfica y el relieve tienen una influencia en el origen de brisas, que arrastran los contaminantes o provocan su acumulación.

La presencia de masas vegetales disminuye la cantidad de contaminación en el aire, al frenar la velocidad del viento, facilitando la deposición de partículas.

La topografía puede favorecer las situaciones de inversión térmica, bien por la presencia de montañas costeras que dificultan la acción de las brisas marinas, o configurando valles profundos en los que, en invierno, la insolación llega con dificultad al fondo del valle.

ISLAS DE CALOR

Las áreas urbanas producen calor (además del calor producido dentro de la ciudad por las actividades humanas, tenemos que materiales de construcción como el ladrillo, el asfalto y el cemento que absorben y retienen el calor de manera más eficiente que el suelo y la vegetación) y contaminación, además sus construcciones frenan los vientos suaves. Se observa que las ciudades suelen tener varios grados más de temperatura que en las afueras, por eso se les llama isla de calor. Al tener el aire mayor temperatura en la ciudad que en su periferia, el aire caliente urbano asciende y es sustituido por aire de la

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periferia (donde suelen haber industrias contaminantes) que se introduce en la ciudad; al enfriarse el aire urbano que ascendió, desciende por la periferia de la ciudad, el cual volverá al centro urbano cerrando el ciclo. Por tanto, en ausencia de vientos fuertes y lluvias la dispersión de los contaminantes no es fácil, ya que el carácter cíclico de los vientos dificulta la dispersión de los contaminantes produciendo lo que se conoce como cúpula de contaminantes que rodea la ciudad (en ocasiones desde lejos antes de entrar con el coche a la ciudad se puede distinguir la cúpula de contaminantes que envuelve algunas ciudades)

BRISA MONTAÑA-VALLE

En zonas de valles y laderas se generan las llamadas brisas de valle y montaña. Durante el día las laderas se calientan y se genera una corriente ascendente de aire caliente, mientras que en el fondo del valle (al no darle el Sol) se acumula aire frío y se origina una situación de inversión que impedirá la dispersión de los contaminantes. Durante la noche sucede lo contrario: el aire de las laderas se enfría debido al enfriamiento terrestre, el aire desciende al valle desde las colinas más altas. Durante las noches, como por la ladera desciende aire frío se crea una situación de inversión térmica, que provoca la acumulación de contaminantes.

Las montañas y los valles se calientan de manera desigual a lo largo del día. En las primeras horas de la mañana, el Sol calienta e ilumina un lado oriental de la montaña, en tanto que el otro lado todavía permanece oscuro y frío. El aire se eleva sobre el lado iluminado y desciende sobre el lado oscuro. Al mediodía, los rayos del Sol caen sobre los dos lados y los calientan. Al final de la tarde, la situación es similar a la de la mañana, pero de manera inversa. Después de la oscuridad, a medida que el aire se enfría debido al enfriamiento terrestre, el aire desciende al valle desde las colinas más altas.

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Este calentamiento diferencial genera vientos ascendentes durante el día y descendentes a lo largo de las laderas de montaña. Los valles forman a menudo una especie de circo con laderas en todas las direcciones. Durante las horas centrales del día y por calentamiento solar, se producen ascendencias sobre las laderas del valle expuestas al Sol. Paralelamente, se producen movimientos compensatorios que trasladan aire desde el fondo del valle hacia esas laderas, y si ese aire no es suficiente, aspiran el mismo desde otros valles o llanuras próximas. Todo esto se traduce en fuertes ascendencias sobre las laderas expuestas al Sol, así como descendencias en la parte central del valle.

A última hora de la tarde ocurre lo contrario, es decir, por enfriamiento de las laderas que ya no son calentadas

por el Sol, el aire escurre desde las mismas hacia el fondo del valle, de forma que todo este aire que baja actúa como una cuña sobre el centro del valle, levantando el aire cálido que aún quede procedente de los relieves que aún conservan calor. Esto sucede hasta que el Sol se oculte por completo y es lo que se llama restitución térmica. Por la noche, cuando todo se ha enfriado no hay ningún tipo de ascendencia, y el aire, más frío y pesado, se deposita como una losa sobre el fondo del valle. BRISA MARINA.

En las zonas costeras se originan sistemas de brisas que durante el día desplazan los contaminantes hacia el interior (la tierra se calienta más y el aire asciende, provocando que sea sustituido por aire que viene del mar), mientras que durante la noche, al invertirse la circulación de las mismas (la tierra se enfría más y el mar está más caliente), la contaminación se desplaza hacia el mar. Las brisas marinas favorecen la dispersión de los contaminantes (sin la brisa marina habría menos viento), pero este carácter cíclico hace que los contaminantes no se dispersen completamente. Origen de la brisa marina: Las propiedades térmicas de la tierra y el agua son diferentes. La tierra y los objetos que se encuentran sobre ella se calentarán y enfriarán rápidamente; el agua lo hace lentamente. Mientras el Sol irradia sobre la interfaz tierra-agua, la radiación solar penetra varios metros a través del agua. Por otro lado, la radiación solar que alcanza la superficie terrestre sólo calentará los primeros metros, y de manera rápida. El aire adyacente se calienta, se hace menos denso y se eleva. El aire frío sobre el agua se desplaza tierra adentro y se desarrolla una circulación local desde el agua (mar, lagos y anchos ríos), conocida como “brisa marina” o “brisa agua-tierra”.

Por la noche, el aire que está sobre la tierra se enfría rápidamente debido a la irradiación, que hace que la temperatura de la tierra disminuya más rápidamente que la del cuerpo adyacente de agua. Esto crea un flujo de retorno

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llamado “brisa terrestre”. Las velocidades del viento en una brisa terrestre son ligeras; mientras que las velocidades del viento en el mar pueden ser muy aceleradas. La presión diferencial sobre la tierra y el agua causa las brisas marinas. Con éstas (durante el día), la presión sobre la tierra calentada es menor que la presión sobre el agua más fría. En cambio, con las brisas terrestres (durante la noche) ocurre lo contrario.

4.5 EFECTOS DE LA DISPERSION DE CONTAMINANTES: locales (smog

sulfuroso o húmedo y smog fotoquímico), regionales (lluvia ácida; ver mas adelante) o globales (agujero de la capa de ozono; ver mas adelante).

Consideramos efectos globales aquellos que abarcan la totalidad del planeta y que sólo

pueden mitigarse si se actúa sobre su origen. Se incluyen en globales el agujero de la capa de ozono y el cambio climático producido por la acumulación en la atmósfera de gases de efecto invernadero. Los efectos regionales abarcan grandes extensiones de terreno como Europa, pero no a todo el planeta. Los efectos regionales y globales se verán en los apartados 5 y 6 , ahora sólo veremos los efectos locales (smog).

Efecto Local: SMOG sulfuroso y fotoquímico del ozono, de los radicales libres activos y de los PAN.

Los efectos locales más importantes son los ocasionados por cada uno de los contaminantes y la

formación de nieblas contaminantes o smog (viene del inglés smoke = humo y fog = niebla). Estas nieblas o smogs provocan una elevada pérdida de calidad del aire y graves alteraciones en la salud humana. Existen dos tipos de smog: clásico (o húmedo o invernal o ácido o sulfuroso o “puré de guisantes”) y fotoquímico (o estival).

El smog clásico o sulfuroso es típico de ciudades con alto contenido en SO2 en el aire, elevada

humedad atmosférica, con partículas y situaciones anticiclónicas. Se conoció y estudió a partir del grave proceso de contaminación en Londres en 1952 donde murieron 4.000 personas: El Támesis produce nieblas que, en invierno, se hacen estables debido al fenómeno de la inversión térmica; estas nieblas acumulaban contaminantes procedentes de las industrias. Al ser el origen de la contaminación atmosférica la quema de combustibles fósiles, especialmente el carbón, los contaminantes que caracterizan el smog son; CO, CO2, SO3, SO2 y una gran cantidad de partículas en suspensión que daba a la niebla una cierta consistencia (de ahí la denominación “puré de guisantes”). Los efectos que producen se centran en el aparato respiratorio: irritación de las mucosas, tos, asma, etc. También provocan una disminución considerable de la visibilidad y deterioran las hojas de las plantas decolorándolas y endureciéndolas.

El smog fotoquímico tiene su origen en la presencia en la atmósfera de oxidantes fotoquímicos (niebla de oxidantes) que emanan de las reacciones de óxidos de nitrógeno, hidrocarburos y oxígeno con la energía proveniente de la radiación ultravioleta. Este proceso se ve favorecido por situaciones anticiclónicas, fuerte insolación y vientos débiles que dificultan la dispersión de contaminantes y refuerzan la capa de inversión térmica que se forma en las primeras horas del día (con anticiclón el suelo por la noche se enfría más que el aire pudiendo formar una inversión térmica que desaparecería en condiciones normales con las primeras horas de Sol, pero la niebla disminuye el calentamiento del suelo impidiendo la desaparición de la inversión) y puede durar bastante tiempo si la situación anticiclónica es estacionaria. El smog fotoquímico se caracteriza por la presencia de bruma, formación de O3, PAN y aldehídos. Los efectos sobre las personas se localizan fundamentalmente en las mucosas, produciendo irritación en los ojos y la nariz y complicaciones respiratorias en niños, en ancianos y en personas con trastornos respiratorios (otros efectos pueden ser dolores de cabeza y alergias). Sobre las plantas actúa reduciendo la actividad fotosintética. También tiene un efecto corrosivo importante sobre los metales, cuero, fibras sintéticas y sobre el caucho. Y, además, el O3 es un gas con efecto invernadero. La niebla que se forma, de color parduzco, reduce la visibilidad.

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4.6 DETECCIÓN, PREVENCIÓN Y CORRECCIÓN DE LA

CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA. 4.6.1 Detección de la contaminación atmosférica: redes de estaciones de

vigilancia e indicadores biológicos de contaminación (líquenes).

Una red de estaciones de vigilancia, permite saber el nivel de las concentraciones de los contaminantes en un lugar y en cada momento; está formada por estaciones con sensores que detectan los niveles de inmisión de contaminantes o por estaciones donde se toman muestras que posteriormente se analizarán en un laboratorio. Las primeras son las mejores porque saben los niveles de inmisión a tiempo real. También están las redes de vigilancia de emisiones utilizadas para conocer la contaminación que emiten grandes focos como centrales térmicas, refinerías…; cuando se trata de pequeños focos como calefacciones domésticas, vehículos…, se suelen obtener los datos mediante estimaciones. Una situación normal en una gran ciudad es que haya varias estaciones de detección de la contaminación repartidas por diferentes puntos de la ciudad y un centro de control donde llega la información de todas las estaciones y se encargan de alertar a las autoridades e industrias cuando la contaminación supera los niveles permitidos.

Los líquenes son bioindicadores de contaminación atmosférica excelentes, ya que la inmensa mayoría de ellos no pueden vivir en zonas con determinados niveles de contaminación; aunque hay algunos que pueden tolerar ciertos niveles de contaminación, lo que es seguro es que en zonas donde la contaminación es muy importante no aparecen líquenes. Algunos líquenes son tan extremadamente sensibles a la contaminación que si aparecen en un lugar determinado indican la buena calidad de ese aire y que no hay industrias contaminantes a mucha distancia.

NOx + hidrocarburos + luz ultravioleta + oxígeno O3 + PAN + Aldehídos

(Oxidantes del smog fotoquímico)

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4.6.2 Prevención de la contaminación atmosférica: ordenación territorial, tecnologías de baja emisión, educación ambiental, cumplimiento de acuerdos internacionales, medidas políticas arriesgadas, cumplimiento de los principios operativos de sostenibilidad (de la emisión sostenible, de emisión 0, de integración sostenible, de selección sostenible de tecnologías de precaución), etc.

Las más comunes son:

- Planificación de los usos del territorio (ordenación territorial). Deben establecer los lugares idóneos para realizar las diferentes actuaciones humanas, de forma que sus efectos sobre las poblaciones, la biosfera y los materiales sean los menores posibles.

- Realización de estudios de Evaluación de Impacto Ambiental (EIA). Son estudios previos a la realización de actuaciones humanas sobre el medio que puedan ocasionar impactos ambientales, con el fin de establecer medidas correctoras que mitigen los impactos antes de que aquellos se lleven a cabo.

- Programas de I+D relativos a la búsqueda y aplicación de fuentes de energía alternativas y menos contaminantes, sobre todo fuentes de energía renovables.

- Mejora de la calidad y el tipo de combustibles como gasolinas sin plomo, combustibles con menor contenido de azufre como el gas natural (el menos contaminante de los combustibles fósiles).

- Medidas legislativas con el establecimiento de normativas sobre calidad del aire por parte de las administraciones locales, regionales, nacionales e internacionales.

- Empleo de tecnología moderna de baja o nula emisión de contaminantes. - Necesidad de establecer y cumplir acuerdos internacionales.

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- Educación ambiental. Las Administraciones públicas tienen que informar a los ciudadanos de los problemas que ocasiona la contaminación y que los ciudadanos sean conscientes de la contaminación que ellos mismos producen tanto en sus hogares como en sus actividades.

- Principios operativos de sostenibilidad: pretenden garantizar las capacidades de reproducción de la biosfera atendiendo a los siguientes criterios operativos:

- Principio de la recolección sostenible: las tasas de recolección de los recursos renovables (suelo, especies silvestres, bosques, ecosistemas marinos, etc.) no ha de superar su capacidad de regeneración.

- Principio del vaciado sostenible: es casi-sostenible la explotación de recursos naturales no renovables cuando su tasa de vaciado sea igual a la tasa de creación de sustitutos renovables (la extracción de petróleo comportaría la plantación de árboles para la obtención de alcohol a partir de madera).

- Principio de emisión sostenible: las tasas de emisión de residuos o tasas de descargas deben ser iguales a las capacidades naturales de asimilación o tasas de absorción de los ecosistemas a los que se emiten esos residuos (lo cual implica emisión cero de residuos acumulativos o no biodegradables).

- Principio de irreversibilidad cero (o de emisión cero): Reducción a cero de los impactos ambientales irreversibles (desertización, extinción de especies, etc.)

- Principio de desarrollo equitativo (integración sostenible?): Además de garantizar el desarrollo de las generaciones venideras, se trata de conseguir una mejor calidad de vida de todos los habitantes del planeta: acceso a la sanidad, a la educación y a las tecnologías de la información; y erradicar la pobreza, la marginación, las desigualdades y los conflictos sociales (el desarrollo económico con igualdad dando un equitativo acceso a bienes básicos a todas las personas y no un desarrollo que favorezca sólo a unos pocos).

- Principio de selección sostenible de tecnologías: Es preciso favorecer las tecnologías limpias y eficientes, es decir, que se aumente la cantidad aprovechable por cada unidad de recurso empleado.

- Principio de precaución. Según este principio, ante la magnitud de los riesgos a que nos enfrentamos se debería imponer una actitud de vigilante anticipación que identifique y descarte de entrada las vías que podrían llevar a desenlaces catastróficos, aún cuando la probabilidad de éstos parezca pequeña y las vías alternativas más difíciles u onerosas (costosas).

4.6.3 Corrección de la contaminación atmosférica (sólo citar): pantallas

acústicas, almacenes de CO2, concentración y retención de partículas, sistemas de depuración de gases, etc.

Algunas medidas correctoras que se utilizan con frecuencia son:

- Chimeneas de gran altura para ayudar a la dispersión de los contaminantes. - Sistemas de depuración de gases que emplean mecanismos de absorción basados en la

circulación de líquidos capaces de disolver el contaminante gaseoso, métodos de adsorción que emplean sólidos que retienen selectivamente los contaminantes a eliminar, procesos de combustión de gases mediante el empleo de antorchas o quemadores y procesos de reducción catalítica en el caso de contaminantes que se pueden transformar en compuestos no tóxicos al reaccionar con un agente reductor.

- Concentración y retención de partículas con equipos adecuados, como los separadores de gravedad, basados en la acción de la gravedad; los filtros de tejido, en los que la corriente de aire con las partículas pasa a través de un tejido filtrante; los precipitadotes electroestáticos, donde las partículas cargadas eléctricamente por la acción de un campo magnético se depositan en unos electrodos que las atraen, y los absorbedores húmedos que fijan las partículas a un líquido absorbedor. Estos métodos tienen el inconveniente de que pasan los contaminantes del aire a residuos sólidos o líquidos (pasan la contaminación de un sitio a otro pero no la elimina).

- Colocación de pantallas acústicas en autovías y otras carreteras muy transitadas o ruidosas a su paso por centros urbanos.

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- Procesos de combustión. - Utilización de vehículos eléctricos. - Convertidores catalíticos (catalizadores) como los que llevan los coches más actuales en el

tubo de escape, catalizando la destrucción de varios tipos de contaminantes. - Almacenamiento de CO2 bajo tierra: se trata de tomar el dióxido de carbono (CO2) que sale

de las chimeneas de las centrales térmicas y, en vez de lanzarlo a la atmósfera, inyectarlo bajo tierra a suficiente presión como para que se quede allí inerte. Así se reducen las emisiones y se puede producir electricidad sin emitir tanto CO2, algo especialmente necesario en España, el país desarrollado que más se aleja de sus compromisos del Protocolo de Kioto y que ya ha triplicado el tope pactado para 2012. Hay formas de inyectarlo en acuíferos que sean inservibles para el uso humano o en formaciones impermeables, como minas de sal, capas de carbón o un tipo de pizarras. Hay depósitos económicos, como podría ser inyectar el CO2 producido en una central de gas en el mismo yacimiento del que se obtiene el gas. Esto aumenta la presión de la bolsa de gas y aumenta la extracción de más gas.

- Almacenamiento de CO2 en mares y océanos: se inyecta el CO2 en aguas profundas; al igual que el almacenamiento bajo tierra, son técnicas inmaduras donde se desconocen los posibles efectos secundarios (posibles impactos ambientales), son técnicas caras y en el caso del almacenamiento en aguas profundas hay algunas fugas.

5 LA LLUVIA ÁCIDA.

La lluvia puede tener de manera natural un cierto grado de acidez con valores de ph de 5,6. Esta acidez natural se produce por la disolución del CO2 atmosférico en las gotas de agua, originando H2CO3 (ácido carbónico, es un ácido débil) que posteriormente precipita con la lluvia. Valores inferiores a pH 5-5,6 en la lluvia se consideran lluvia ácida. Ésta es debida principalmente a la oxidación del SO2 y del NO2 (otros como el HCl son menos abundantes) formándose los ácidos sulfúrico (H2SO4) y nítrico (HNO3) respectivamente. El dióxido de azufre (SO2) es el que más contribuye a la lluvia ácida ya que es más soluble que el dióxido de nitrógeno y su oxidación es más fácil (se puede decir que ⅔ de la acidez la origina el H2SO4 y ⅓ es debida al HNO3). La reacción más frecuente de oxidación es con el ozono (puede ser con otros oxidantes como radicales OH-): La combustión de combustibles fósiles (vehículos, centrales térmicas y diversos procesos industriales) es el principal causante de la lluvia ácida (emiten SO2 y NO2), sobre todo la combustión de carbón que contiene mucha cantidad de azufre. Estos contaminantes pueden caer a la superficie terrestre de dos maneras:

- Deposición seca. Cuando los SO2 y los NO2 se depositan cerca de los focos emisores en la superficie terrestre al poco tiempo de ser emitidos. Sus efectos son tan dañinos como la deposición húmeda.

- Deposición húmeda. Si, por el contrario, estos compuestos permanecen más tiempo en la atmósfera, sufren el proceso de oxidación formándose los ácidos sulfúrico (H2SO4) y nítrico (HNO3). Estos ácidos se disuelven en el agua atmosférica produciendo una precipitación ácida en forma de lluvia, nieve o granizo (incluso nieblas o rocíos).

Contaminación transfronteriza: Puesto que estos compuestos que producen la lluvia ácida

pueden ser transportados a largas distancias desde las fuentes emisoras hasta que precipiten, dicha lluvia podrá afectar a zonas y ecosistemas muy diversos, a cientos de kilómetros de los focos emisores, produciéndose el efecto conocido como contaminación transfronteriza, así por ejemplo los

SO2 + O3 + H2O H2SO4 + O2

2NO2 + O3 + H2O 2HNO3 + O2

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contaminantes producidos por Gran Bretaña y Alemania se trasladan hacia Noruega, Dinamarca y los países del Este, donde la lluvia ácida ha acabado con grandes extensiones de bosques y con la vida de muchos de sus lagos. Este efecto se ha visto aumentado por la construcción de chimeneas muy altas que favorecen la dispersión de los contaminantes hacia lugares alejados a los focos de emisión. Los efectos más importantes de la lluvia ácida son:

- Acidificación de las aguas superficiales, sobre todo de las estancadas, los lagos y las lagunas (en los ríos al irse renovando el agua tardaría más en acidificarse). La acidificación del agua facilita la disolución de iones metálicos (Al3+, Pb2+, Zn2+…) tóxicos y con capacidad bioacumuladora, provocando problemas en los eslabones siguientes de las cadenas tróficas, incluidos humanos. Un 40% de los 85.000 lagos suecos están acidificados y unos 2.500 totalmente muertos aunque dan una falsa sensación de vitalidad porque las aguas se ven muy limpias. También la acidez causa efecto asfixia porque en aguas ácidas aumenta mucho el CO2 disuelto.

- Acidificación de los suelos, modificándose el equilibrio iónico, es decir, provoca la pérdida

de elementos minerales necesarios para los vegetales (Na+, K+, Ca2+…) y aumentan otros potencialmente tóxicos como Al3+, Mn2+…

- Destrucción de la vegetación, especialmente los bosques de coníferas, de forma indirecta a

través de la contaminación del suelo o directamente porque las gotas ácidas se depositan en las hojas atacando su cutícula; las hojas se vuelven amarillas y se caen, pudiendo provocar la muerte del vegetal si ocurre en la mayoría de sus hojas.

- Ataque a diferentes materiales, como corrosión de metales y la degradación y alteración de los materiales de construcción llamado “mal de piedra” que afecta a las rocas calizas de edificios y muchas catedrales y otros monumentos. Consiste en la transformación de la caliza en yeso (que se disuelve fácilmente) como consecuencia del ataque del ácido sulfúrico.

Los tratamientos básicos para evitar los efectos del mal de piedra consisten en sanear e impermeabilizar las rocas utilizando, por lo general, resinas sintéticas inertes u otros productos hidrófobos.

CaCO3 + H2SO4 + H2O CaSO4 · 2 H2O + CO2 (Caliza) (Yeso)

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6. EL “AGUJERO” DE LA CAPA DE OZONO.

El ozono se crea y se destruye continuamente en la estratosfera de forma natural por efecto de la radiación ultravioleta. Formación: el oxígeno molecular (O2) absorbe radiación ultravioleta (λ<242 nm) originando oxígeno atómico (O) que reacciona con el O2 produciendo ozono (O3). Destrucción: el ozono (O3) absorbe luz ultravioleta de mayor longitud de onda que el O2 (λ<310 nm) disociándose en oxígeno molecular y oxígeno atómico. Además, existen sustancias como los óxidos de nitrógeno (NOx y N2O) producidos de forma natural en las tormentas, volcanes e impactos de meteoritos (NOx) y en la desnitrificación bacteriana de los suelos (N2O) que actúan sobre el O3 y el O dando O2, favoreciendo la disminución de la cantidad de ozono (O3). Ambos procesos de formación y destrucción de ozono se mantenían en equilibrio hasta hace unas décadas.

Entre los años 1977 y 1984, se detectó que la cantidad de ozono existente durante la

primavera en la Antártida había disminuido en un 40 %. Los científicos denominaron a este fenómeno “el agujero de ozono”. Sin embargo, el término no se ajusta a la realidad, ya que lo que realmente se produce es una disminución del espesor de la capa de ozono, entre 1 y 2 Km., a una altura de unos 16 Km. Esto es debido al aumento de las sustancias que de forma natural disminuyen el ozono (NOx y N2O) y a la aparición de sustancias nuevas que destruyen el ozono, sobre todo los CFCs o clorofluorocarbonos que son hidrocarburos halogenados (les añaden Cl y F). El aumento de los NOx es debido al uso de los combustibles fósiles y el N2O al abuso de los fertilizantes nitrogenados en la agricultura. Aumenta la desnitrificación bacteriana del suelo al aportarles abonos nitrogenados. Es muy difícil que los NOx lleguen hasta la estratosfera porque son reactivos y forman otros compuestos como el ácido nítrico de la lluvia ácida, sin embargo los N2O son muy estables (no son reactivos) por lo que podrían llegar a la estratosfera donde en un proceso de fotólisis por la luz ultravioleta origina los NOx que disminuyen el ozono (el N2O directamente no afecta al ozono). Para que las sustancias de la troposfera lleguen a la estratosfera deben superar 3 barreras que se lo impiden: primero la inversión térmica de la estratosfera que impide el ascenso de aire a la estratosfera (en la estratosfera la temperatura aumenta con la altura en lugar de disminuir como sucede en la troposfera), segundo el agua de lluvia arrastra los contaminantes y los disuelve y tercero una barrera química formada por sustancias reactivas sobre todo radicales OH presentes en la troposfera que degradan los contaminantes que alcanzan mayores alturas, por eso las sustancias poco reactivas como los N2O y los CFCs no son destruidas teniendo más posibilidades de llegar a la estratosfera. Los NOx pueden llegar fácilmente a la estratosfera si provienen de pruebas nucleares (actualmente “prohibidas”) ya que el color naranja del hongo atómico en altura es debido a la gran cantidad de NO producido y la onda expansiva inyecta estos óxidos directamente en la estratosfera. También los aviones supersónicos que vuelan a gran altura en la estratosfera producen NOx.

Los hidrocarburos halogenados son los grandes culpables de la destrucción de la capa de ozona de la estratosfera. Sin embargo, cuando fueron sintetizados se vio que tenían una propiedad perfecta desde el punto de vista ambiental, eran totalmente inertes en la troposfera y no formaban compuestos peligrosos para los seres vivos. La falta de actividad en la troposfera les permite llegar a la estratosfera, donde la radiación ultravioleta los descompone liberando átomos de Cl que actúan como catalizadores en reacciones de transformación de ozono en oxígeno molecular. Hay muchos tipos de hidrocarburos halogenados con Cl, F y Br. Los más utilizados son los clorofluorocarbonos (o clorofluorocarburos) llamados CFCs o freones como el CFCl3 y CF2Cl2, los bromofluorocarbonos o halones, los hidroclorofluorocarbonos o HCFCs, el bromuro de metilo (CH3Br) usado como fungicida, el tetracloruro de carbono (CCl4) usado como disolvente… El Br es incluso peor que el cloro pero los bromuros son menos abundantes, el F no afecta al ozono.

Formación del ozono O2 + luz ultravioleta O + O

O + O2 O3

Disminución del ozono O3 + luz ultravioleta O + O2

NO + O3 NO2 + O2 NO2 + O NO + O2

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Como se observa después de destruir el ozono el cloro queda libre para seguir destruyendo

más ozonos, cada átomo de Cl puede permanecer en la estratosfera alrededor de 100 años, y puede catalizar la destrucción de unas 100.000 moléculas de ozono antes de reaccionar con los NOx que pueden capturar el cloro e inmovilizarlo (vimos anteriormente que los NOx destruían el ozono, pero también capturan cloro, por tanto si el efecto del cloro es muy grande los NOx son más beneficiosos que perjudiciales para el ozono). Al reaccionar los NOx con el cloro producen nitrato de cloro, haciendo desaparecer el cloro de la estratosfera.

Si la pérdida de ozono se produce precisamente sobre los polos, es porque a temperaturas

muy bajas se inactivan los NOx al actuar como núcleos de condensación del agua, al reaccionar con el agua se transforman en ácido nítrico, precipitando con la nieve. Se forma una realimentación positiva porque al disminuir los NOx hay más cloro libre destruyendo ozono, a menor absorción de luz ultravioleta por el ozono más fría está la estratosfera, formándose más cristales de hielo que inactivan los NOx. Los CFCs se sintetizaron y produjeron masivamente hace pocas décadas para ser utilizados en la industria del frío (como refrigerantes en frigoríficos y aire acondicionado), como propelentes (sprays), formación de espumas (espumas aislantes) o en la lucha contra incendios (por ejemplo los extintores llevan hidrocarburos halogenados). Los CFCs además de la destrucción del ozono en la estratosfera, producen un incremento del efecto invernadero en la troposfera.

Los efectos de la pérdida de la capa de ozono estratosférica son potencialmente graves para la biosfera, ya que la radiación ultravioleta es un potente agente mutagénico: el ADN absorbe esta radiación modificándose su estructura. Las principales afecciones y enfermedades que se pueden producir por la radiación ultravioleta son el cáncer de piel, afecciones oculares como cataratas (en ganado ovino se han observado fuertes cegueras) y el debilitamiento del sistema inmunológico. En los ecosistemas marinos afecta principalmente a aquellos organismos que están en la base de las cadenas tróficas (bacterias, fitoplancton, huevos y larvas de peces) afectando al resto de los eslabones tróficos. En las plantas el incremento de los rayos ultravioletas provoca, entre otras alteraciones, la reducción del tamaño de las hojas, un menor crecimiento y una peor calidad de las semillas. Aunque se dejasen de utilizar totalmente estos compuestos (algunos están prohibidos en muchos países y otros con acuerdos internacionales de disminución de su producción) de manera inmediata, la destrucción del ozono seguirá todavía durante décadas por la acción de las moléculas

Disminución del ozono por CFCs

CFCl3 + luz ultravioleta CFCl2 + Cl Cl + O3 ClO + O2 ClO + O Cl + O2

Captura del cloro

ClO + NO2 ClNO3

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que aún quedan en la troposfera y en la estratosfera. Estudios recientes han demostrado que un 1% en la reducción de la capa de ozono acarrea un aumento de un 2% en la radiación ultravioleta que llega a la superficie terrestre. Este aumento supone, a su vez, entre un 4 y un 6% de incremento de los carcinomas de piel. 7. AUMENTO DEL EFECTO INVERNADERO. Algunos gases presentes en la atmósfera (dióxido de carbono, metano, CFCs, vapor de agua, ozono, óxidos de nitrógeno) permiten el paso de radiación solar de onda corta (visible y ultravioleta), pero retrasan la salida de la radiación de onda larga (infrarroja, es decir, calor) emitida por la superficie terrestre al retener y devolver parte de ese calor de nuevo a la superficie. Esto se traduce en un aumento de la temperatura que se conoce con el nombre de efecto invernadero, proceso natural (el efecto invernadero no es algo malo, sino su aumento) que ha hecho posible el desarrollo de la vida en nuestro planeta y que provoca que la temperatura media de la Tierra sea 15ºC y que las diferencias de temperatura entre el día y la noche sean menos acusadas. En ausencia de tales gases, se calcula que la temperatura media en la superficie terrestre sería de unos –18 ºC (33º C menos). Lo que está sucediendo es un calentamiento global del planeta por el aumento de la concentración de gases de efecto invernadero, principalmente CO2, debido a las actividades humanas. En los últimos cien años la temperatura ha aumentado más de 0,5º C, en parte debido a un aumento de CO2 en más de un 30%. Este aumento de CO2 es un 70% debido a la quema de combustibles fósiles y madera y un 25% a la transformación de la caliza en cemento y de la intensa deforestación; de forma natural el CO2 disminuye por la fotosíntesis y sobre todo por los océanos que lo disuelven y queda atrapado en gran cantidad formando carbonato cálcico en los fondos marinos, por ejemplo en los caparazones de corales.

Entre otras actividades humanas destacan la actividad industrial y especialmente la utilización de energía procedente de la quema de combustibles fósiles, como las que más han aumentado el contenido de gases de efecto invernadero en la atmósfera. Se sabe que en los últimos miles de años la concentración de CO2 atmosférico se mantuvo alrededor de 280 ppm (partes por millón ó 0,028%), pero a partir de la Revolución Industrial, con la quema de combustibles fósiles, comenzó su vertiginoso ascenso hasta 366,7 ppm en 1998. Ciertamente el CO2 atmosférico es el principal responsable de este calentamiento (el vapor de agua produce más efecto invernadero pero no se tiene en cuenta cuando se habla del calentamiento global ni del aumento del efecto invernadero porque se supone constante no interviniendo en el calentamiento global, ya que el agua precipita limitando su cantidad en la atmósfera) pero no el único, ya que existen otros gases de invernadero incluso mucho más potentes que el CO2, aunque su incidencia en el calentamiento global no sea tanta, dada su menor concentración en la atmósfera. Destacan el metano (CH4), el ozono troposférico, el óxido nitroso (N2O) y los CFCs. Desgraciadamente, éstos también están aumentando mucho su concentración aunque el CO2 es el que juega un papel más importante en el calentamiento global (por ejemplo el metano y los CFCs aumentan por actividades distintas al uso de combustibles fósiles). El segundo gas en importancia es el metano con una concentración de 1,7 ppm, que ha aumentado en los últimos años por fuentes antrópicas, en especial por las fermentaciones del aparato digestivo del ganado, arrozales, las fugas de los oleoductos, los vertederos de residuos sólidos y la combustión de biomasa. EEUU es responsable del 24,5 % de las emisiones mundiales de gases de invernadero y todos los países desarrollados producen el 63 % de las emisiones.

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Efectos previsibles: elevación de las temperaturas, variaciones de las precipitaciones y en la distribución de climas, extinción de especies, devastación de bosques y producción agrícola, aumento de los incendios, subida del nivel del mar (por la expansión térmica del agua del mar, deshielo de los glaciares de montaña, derretimiento de las cubiertas de hielo de los polos), salinización de acuíferos costeros al subir el nivel del mar, desplazamiento de las zonas climáticas hacia los polos, desplazamiento de cinturones vegetales, alteración de la circulación oceánica, aparición de nuevas enfermedades y plagas del campo, mayores inundaciones en determinadas zonas y fuertes sequías en otras, etc. Como consecuencia de todo ello, se elevaría la tensión internacional por la disputa de los recursos de agua y alimentos, proliferación de refugiados, etc. De seguir con el mismo nivel de emisiones de gases de efecto invernadero (no seguimos sino que aumentamos todavía más) se postula que aumentaría la temperatura 0,3º C y subiría entre 3 y 10 cm el nivel del mar cada 10 años con aumentos de 2 a 6º C para mediados del siglo XXI y subiría unos 50 cm el nivel del mar en 2100. Es muy difícil prever realmente el aumento de los gases y de la temperatura global ya que no sabemos exactamente lo que sucedería al combinar todas las posibles retroalimentaciones negativas y positivas que podrían disminuir o potenciar el suceso respectivamente. Ejemplos: al aumentar el CO2 aumentaría la fotosíntesis y el crecimiento vegetal (disminuyendo el CO2), a mayor temperatura más evaporación y más nubosidad que aumenta el albedo disminuyendo la temperatura o más calor produciría más evaporación y más vapor de agua produciría más calor porque tiene efecto invernadero, al derretirse el hielo disminuye el albedo calentando más (derritiéndose más hielo), si disminuye la velocidad de las corrientes profundas se acumularía más CO2 en la atmósfera…

El calentamiento parece que sería menor en los trópicos que en las zonas polares, algunos modelos señalan mayores precipitaciones (a veces de gran intensidad) en el centro de Europa y en Rusia; y sequías importantes en el sur de Europa. En España y en Estados Unidos estas predicciones apuntan a un incremento de la superficie desértica. Se puede afirmar que:

- Se ha producido un incremento real, aunque irregular, de la temperatura en la superficie de la Tierra.

- Ha existido un retroceso, aunque irregular, de la mayoría de los glaciares de montaña en el mismo período.

- La precipitación ha variado mucho en el África subsahariana desde hace unas pocas decenas de años.

- En amplias zonas del planeta se han observado dentro de este siglo importantes variaciones tanto en la precipitación como en la nubosidad media.

Medidas que podrían corregir o estabilizar el proceso: acuerdos internacionales para disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero, frenar la deforestación y la desertización, educar a la población para el ahorro energético, evitar la contaminación marina (mata algas, plantas acuáticas y fitoplancton), industrias con tecnologías menos contaminantes (por usar energías renovables o por usar filtros que disminuyen la emisión de contaminantes o por usar motores más eficientes…) utilizar gases en vez de carbón, aprovechar la actividad microbiana en los vertederos para obtener metano (en vez de que se pierda en la atmósfera recogerlo y usarlo como combustible porque es gas natural), realizar repoblación forestal, detener la producción de CFCs, buscar altos rendimientos energéticos y nuevas fuentes de energía (alternativas y de fusión), detener el crecimiento demográfico (porque aumentan las demandas de arroz, ganado y energía), emprender nuevas formas de alimentar el ganado que originen menos metano, aumento de energías renovables, mejorar la tecnología en la producción de electricidad, etc.

Acuerdos internacionales: en 1997 se aprobó el protocolo de Kioto que recoge, por primera vez, compromisos concretos de 38 países industrializados para reducir las emisiones de 6 gases de efecto invernadero (hasta intentar obtener las emisiones que tenían estos mismos países en 1990). El acuerdo ha sido firmado por más de 80 países (los que están en vías de desarrollo no están con límites de emisión concretos como los 38 más industrializados para los que tiene carácter

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obligatorio), pero no entrará en vigor hasta que sea ratificado y, hasta ahora, Estados Unidos se niega a la ratificación del protocolo de Kioto. España no está cumpliendo el protocolo de Kioto porque entre 1990 (año base establecido por el protocolo de Kioto para volver a esos niveles de emisión) y 2004 ha aumentado en más del 35% la emisión de CO2.

8. EL CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL DEFINICIÓN: El Cambio Climático Global es un cambio atribuido directa o indirectamente a las actividades humanas que alteran la composición global atmosférica y que se añade a la variabilidad climática natural observada en periodos comparables de tiempo. CAUSAS: Para poder comprender las causas del cambio global climático y el aumento de la temperatura global (la temperatura de la superficie terrestre ha aumentado aproximadamente 0.6°C en el último siglo) se debe considerar al sistema climático bajo una visión holística (consecuencia del vínculo que existe entre la atmósfera, los océanos, la criosfera, la biosfera y la geosfera). No obstante, la principal causa es el aumento de concentraciones de gases invernadero tales como el dióxido de carbono, metano, óxidos nitrosos y clorofluorocarbonos. Estos gases están atrapando una porción creciente de radiación infrarroja terrestre y se espera que hagan aumentar la temperatura planetaria.

EFECTOS: El cambio climático es un proceso planetario pero sus efectos son regionales y locales: - ascenso del nivel del mar (inundación de las áreas costeras) - disminución del albedo (mayor aumento de las temperaturas) - reducción de los glaciares, aumento de los icebergs y descongelación del océano Ártico (disminución de la salinidad del agua oceánica y cambios en las corrientes oceánicas)

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- desplazamiento de las zonas climáticas hacia los polos (destrucción de la tundra que actúa como sumidero de gases invernadero, cambios en la distribución de plantas y animales, extinción de incontables especies, fracasos en cultivos en áreas vulnerables, floraciones prematuras, deshielo de las nieves perpetuas…) - aumento generalizado de las temperaturas de la troposfera entre 1,4 y 5,8ºC durante los próximos 100 años - cambios en la distribución de las precipitaciones (tormentas más intensas, inundaciones, sequías, huracanes y avances de los desiertos) - reducción de la calidad de las aguas - problemas de salud, hambre y enfermedades derivadas de la disminución de las cosechas, reactivación de enfermedades producidas por mosquitos y otros vectores de transmisión, expansión del área de enfermedades infecciosas tropicales Además hay una gran incertidumbre con respecto a las implicaciones del cambio climático global, a las magnitudes y las tasas de estos cambios a escalas regionales y a las respuestas de los ecosistemas, que a su vez, pueden traducirse en desequilibrios económicos. 9. LA CONTAMINACIÓN ATMOSFERICA EN LA REGIÓN DE MURCIA

Cuando en la Región, al igual que en el resto de España, surgen las primeras intenciones serias de frenar los procesos de deterioro de la calidad del aire, a principios de los años setenta, es precisamente cuando aparecen en todos los países industriales los principales obstáculos para la adecuada instrumentación de políticas ambientales decididas: escasez de recursos económicos, derivada de la crisis económica; dificultades para la elección de combustibles menos contaminantes, debido a la crisis energética y pérdida de capacidad inversora. Desde el punto de vista de la contaminación atmosférica, existe en la Región dos espacios geográficos diferenciados: 1. El que comprende las pedanías cercanas a Cartagena 2. El que comprende al resto de la Región.

En el primer caso la contaminación es originada principalmente por una potente industria de base, y abarca toda la ciudad y núcleos cercanos, es decir, es generalizada; en el segundo caso las emisiones industriales de contaminantes son enormemente más reducidas, y sólo originan problemas puntuales por una situación de promiscuidad de industrias como cementeras y canteras, y viviendas, siendo el aporte común más importante el originado por los vehículos automóviles. Sin duda, ha sido y es el Valle de Escombreras de Cartagena el núcleo con mayor contaminación atmosférica de la Región. En la zona de Cartagena-Escombreras se encuentra la mayor parte de la industria pesada, albergando más potencia instalada que el resto de la Región en conjunto.

Cartagena fue durante el período 1977-78 la ciudad de España donde los niveles del contaminante SO2 son más elevados, y casi con toda seguridad de los países europeos. Hasta 1979, y no por falta de movilizaciones populares, la Administración sólo ejerce medidas coyunturales fundamentalmente dirigidas a la instalación de la red de vigilancia; y es en 1979 cuando tras la declaración de "zona de atmósfera contaminada" se toman las medidas estructurales que producen una inflexión sostenida de los niveles registrados del contaminante SO2 originando desde mediados de 1981 una situación admisible para este contaminante.

Las primeras medidas de niveles de inmisión en la Región son realizadas por la campaña analítica 1966/67 por la entonces Jefatura Provincial de Sanidad, y que por falta de medios económicos y de material adecuados reduce su estudio al contaminante "polvo atmosférico" y a la ciudad de Murcia.

La vigilancia de la calidad del aire en la región de Murcia parte en la década de los 70 con la instalación por parte de dicha Jefatura Provincial de Sanidad, de una red de toma de muestras en Cartagena. Posteriormente en la década de los 80 esta red manual se extendió al resto de la Región con la instalación de captadores manuales de muestras en Murcia capital, Molina de Segura,

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Alcantarilla, Yecla y Lorca. En el año 1985 se empiezan a instalar las primeras estaciones automáticas de vigilancia atmosférica en Cartagena y en 1992 se pone en marcha la estación automática de Murcia Capital. En la actualidad hay instaladas en toda la región 10 estaciones automáticas que configuran la Red Regional de Vigilancia de la Contaminación Atmosférica.

Dentro de los productos contaminantes en la Región destaca manifiestamente el SO2 procedente de la generación de energía térmica, refino de petróleos, fábricas de biocarburantes.y combustiones. En segundo término y en función del tonelaje anual detectado, pueden citarse las partículas en suspensión y los óxidos de nitrógeno.

En Cartagena la contaminación de origen industrial representa más del 95% de la emisión global de contaminantes. En concreto la emisión de SO2 puede estimarse en unas 50.000 Tm/año para la zona de Escombreras, y correspondiendo el primer lugar a la Central Térmica, y a continuación a la Refinería de Petróleos. La emisión de otros contaminantes es más reducida.

En el resto de la Región se producen situaciones puntuales de contaminación atmosférica de origen industrial, no debido a grandes emisiones sino, más bien, a errores urbanísticos; destacando Alcantarilla, donde además de una importante emisión de partículas sólidas se produce una impactante emisión de furfural, peligroso contaminante para la salud, de olor insoportable.

La actual Red Regional de Medición de Contaminantes Atmosféricos tiene dos estaciones en la zona de Murcia (Murcia-Alcantarilla y San Basilio), siete estaciones medidoras en la zona de Cartagena y su entorno (La Unión, La Aljorra, Torreciega, Alumbres, San Ginés, Mompean y Valle de Escombreras) y una estación medidora en la zona de Lorca. Existe además una estación medidora móvil. Estos datos se pueden consultar a través de la página web de la Consejería de Desarrollo Sostenible y Ordenación del Territorio.

El Ayuntamiento de Murcia tiene dos estaciones medidoras en la Avenida del Río Segura y Jardín de las Atalayas, pero no están homologadas con la Red Regional de la Consejería de Desarrollo Sostenible y Ordenación del Territorio, ni con la Red Estatal del Ministerio de Medio Ambiente. Tampoco se ha habilitado ningún sistema de consulta de los niveles de contaminación atmosférica medidos por las estaciones a su cargo en tiempo real, a través de la página web del ayuntamiento. Los contaminantes que miden estas estaciones son los siguientes: 1. Partículas menores de 10 µm (PM10)

Las partículas contaminantes en la atmósfera denominadas (PM10) abarcan un amplio espectro de sustancias orgánicas e inorgánicas dispersas en el aire procedentes de fuentes naturales y artificiales, la combustión de carburantes del tráfico es una de sus principales causas.

Las PM10, son partículas “torácicas”, menores de 10 µm (micras). Todas las partículas de diámetro menor de 10 µm (micras) se denominan PM10 y pueden penetrar hasta las vías respiratorias bajas. Las partículas PM10 son uno de los problemas ambientales más severos dadas sus graves afecciones al sistema respiratorio. Estas partículas atmosféricas se emiten por la actividad humana (emisiones del tráfico rodado, emisiones de la industria petroquímica, actividades metalúrgicas y de producción de fosfatos, etc.) a las que se pueden sumar, en ocasiones, las emitidas por fuentes de origen natural como las intrusiones de polvo sahariano que afectan de vez en cuando a la Región Murciana. 2. DIOXIDO DE NITROGENO (NO2)

El dióxido de nitrógeno (NO2) es un gas contaminante. El dióxido de nitrógeno (NO2) en el aire de la región murciana proviene, en su mayor parte de la oxidación del óxido de nitrógeno (NO) emitido por el tráfico rodado y, en algún caso, también por las centrales de producción eléctrica. El NO2 interviene también en diversas reacciones químicas en la atmósfera que dan lugar a ozono troposférico (O3) y partículas en suspensión menores de 2’5 micras, es decir, es precursor de otros contaminantes..El NO2 afecta a los tramos más profundos de los pulmones, inhibiendo algunas

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funciones de los mismos, como la respuesta inmunológica y produciendo una merma en la resistencia a las infecciones. Los niños y asmáticos son los más afectados por exposición a concentraciones altas de NO2. Los efectos directos del NO2 se han analizado en estudios toxicológicos de exposiciones controladas. Dichos estudios indican que el NO2 tiene capacidad de promover reacciones inflamatorias en el pulmón. La exposición a corto plazo en altos niveles causa daños en las células pulmonares mientras que la exposición a más largo plazo en niveles bajos de dióxido de nitrógeno puede causar cambios en el tejido pulmonar similares a un enfisema. 3. OZONO TROPOSFÉRICO (O3)

El ozono (O3) troposférico, en superficie, es un gas contaminante secundario que se forma por reacciones fotoquímicas impulsadas por la acción de la luz solar sobre los óxidos de nitrógeno producidos por la contaminación por el tráfico rodado y los compuestos orgánicos volátiles por emisiones de fábricas y gasolineras. El ozono, altamente reactivo, tiende a descomponerse en las zonas en las que existe una alta concentración de óxido de nitrógeno (NO). Esto explica que su presencia en el centro de las grandes ciudades suele ser más baja que en los cinturones metropolitanos y en las áreas rurales circundantes. Es probable que con el aumento de la insolación y el tráfico en determinadas zonas en verano aumenten los episodios de contaminación por ozono. 4. DIOXIDO DE AZUFRE (SO2)

El dióxido de azufre (SO2) es un gas irritante y tóxico, emitido fundamentalmente por determinadas actividades industriales. La exposición de altas concentraciones por cortos períodos de tiempo puede irritar el tracto respiratorio, causar bronquitis y congestionar los conductos bronquiales de los asmáticos. La exposición crónica al SO2 y a partículas de sulfatos se ha correlacionado con un mayor número de muertes prematuras asociadas a enfermedades pulmonares y cardiovasculares. El efecto irritante continuado puede causar una disminución de las funciones respiratorias y el desarrollo de enfermedades como la bronquitis.

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TEMA 4. LA HIDROSFERA.

1. CONCEPTO Y CARACTERÍSTICAS DE HIDROSFERA. La hidrosfera es la capa de agua que rodea la Tierra. El agua circula continuamente de unos

lugares a otros, cambiando su estado físico, en una sucesión cíclica de procesos que constituyen el denominado ciclo hidrológico, el cual es la causa fundamental de la constante transformación de la superficie terrestre. La energía necesaria para que se puedan realizar esos cambios de estado del agua y el ciclo hidrológico procede del Sol. En resumen es una cubierta dinámica, con continuos movimientos y cambios de estado, que regula el clima, participa en el modelado del relieve y hace posible la vida sobre la Tierra. La hidrosfera es también responsable de riesgos geológicos externos como inundaciones, muchos deslizamientos del terreno, algunas subsidencias del terreno…

La hidrosfera se formó por la condensación y solidificación del vapor de agua conteniendo en la atmósfera primitiva. El agua cubre casi las tres cuartas partes de la superficie de la Tierra. La mayoría (97%) es agua salada que forma mares y océanos y, una pequeña parte (3%), se encuentra en la atmósfera y sobre los continentes, generalmente en forma de agua dulce. Esta última parte se encuentra de mayor a menor cantidad de agua: hielo> agua subterránea> lagos, embalses, pantanos, ríos > atmósfera > biosfera (seres vivos).

Entre las características de la hidrosfera destacamos su composición mineral, salinidad, contenido en oxígeno, variación de la temperatura con la profundidad y densidad:

-Composición del agua del mar y del agua continental.

La salinidad media de mares y océanos es de 35 gr/l (3,5%), las sales principales son el Cl- y el Na+, y en menor proporción SO4

2-, Mg2+ y otros iones, mientras que la salinidad de las aguas continentales varía muchísimo dependiendo de las rocas por donde discurra el agua (si son rocas muy solubles el agua se carga de sales superando la salinidad del mar), también puede variar su composición química dependiendo de la naturaleza de los terrenos que atraviesan, aunque en general, en las aguas continentales predominan los aniones CO3

2-, HCO3-, SO4

2-, , Cl- y los cationes Na+, K+, Ca2+ y Mg2+.

-Características del agua oceánica: salinidad, temperatura: termoclina. Densidad y contenido en oxígeno.

Salinidad: es la concentración total de los iones disueltos presentes en el agua. La salinidad media de mares y océanos es de 35 gr/l, aunque existen variaciones de unos mares a otros debido a la mayor evaporación que concentra las sales (Mar Mediterráneo 38 g/L, Mar Rojo 40 g/L, Mar Muerto 226 g/L) o al aporte de aguas dulces como las procedentes de la fusión glacial (Mar Báltico 5 g/L). Temperatura: varía en los océanos con la profundidad y la latitud (latitudes bajas presentan aguas cálidas mientras que latitudes altas aguas frías). En las latitudes medias y bajas es típica la presencia de 3 capas en profundidad con diferentes características térmicas: - Capa superficial o epilimnion: afectada por la temperatura exterior y la radiación solar, tiene una profundidad de unos 200 metros, la temperatura (de 12 a 30 ºC según latitud) suele ser bastante uniforme gracias también a la mezcla que produce el oleaje. - Capa de transición o termoclina: situado debajo de la anterior capa cálida, aquí se produce un descenso brusco de la temperatura con la profundidad, el límite es muy variable, según la latitud y

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estación del año, pudiendo llegar a 1.000 metros de profundidad. Esta agua fría (más densa) situada debajo de la cálida (menos densa) impide la mezcla del agua cálida con las aguas profundas.

- Capa profunda o hipolimnion: presenta temperaturas frías (0-5 ºC) y constantes (con poca o nula variación térmica, aunque en algunos casos disminuye la temperatura muy lentamente con la profundidad), ya que la termoclina impide la mezcla con las aguas cálidas superficiales, por lo que también disminuye e incluso puede desaparecer el oxígeno disuelto. Esta diferenciación térmica se aprecia durante todo el año en las zonas tropicales, en verano en las zonas templadas (en invierno no hay termoclina) y no existe en las regiones frías (en latitudes árticas y antárticas, la temperatura del agua superficial es cercana a los 0 ºC, con lo que varía muy poco con la profundidad y así, no hay diferentes capas). Densidad: la densidad del agua oceánica es algo mayor que la del agua pura, variando en proporción directa con la salinidad (más sales más densidad) y en proporción inversa con la temperatura (más temperatura menos densidad). De estos dos factores, tiene una mayor incidencia la temperatura, por lo que el agua más densa es la de los mares polares. La distinta densidad de las masas de agua provoca su desplazamiento tanto en horizontal como en la vertical, de manera que las más densas se colocan por debajo de las más ligeras. Así las variaciones de densidad constituyen un factor determinante en la dinámica oceánica (responsable junto con la dinámica atmosférica de suavizar las diferencias de temperatura en la Tierra). Contenido en oxígeno: Los gases disueltos en el agua son los mismos que componen el aire libre, pero en diferentes proporciones, condicionadas por la aportación atmosférica y diversos factores. La temperatura y la salinidad influyen reduciendo la solubilidad de los gases cuando cualquiera de esos dos parámetros aumenta. Otros factores son la actividad metabólica de los seres vivos. El oxígeno (O2) abunda sobre todo en la superficie, donde predomina la fotosíntesis sobre la respiración, y suele presentar su mínimo hacia los 400m de profundidad, donde los efectos de la difusión desde el aire libre y de la fotosíntesis ya no alcanzan, pero donde todavía es alta la densidad de organismos consumidores, que lo agotan. En resumen, las aguas más agitadas, frías y con abundantes organismos fotosintéticos tendrán más oxígeno.

2. DISTRIBUCIÓN DEL AGUA EN LA TIERRA.

97% salada (océanos y mares) 3% dulce (hielo > agua subterránea > lagos-embalses, pantanos, ríos > atmósfera > biosfera).

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3. CONCEPTO Y BALANCE DEL CICLO HIDROLÓGICO.

El ciclo hidrológico es posible debido a unos procesos que hacen pasar el agua de unos

compartimentos de la hidrosfera a otros, en algunos casos con cambio de estado incluido. Estos procesos son: evaporación, evapotranspiración, condensación, precipitación, infiltración y escorrentía. Tanto el agua de escorrentía como la infiltrada en el terreno (agua subterránea) se dirigen de vuelta al mar cerrando el ciclo. Para que se produzcan estos procesos es necesaria la energía del Sol (produce la evaporación y evapotranspiración) y la fuerza de la gravedad (causa precipitaciones, escorrentía y la infiltración).

Balance: en los océanos se evapora más cantidad de agua de la que se precipita en los océanos. En los continentes precipita más agua de la que se evapora en los continentes. Los continentes por lo tanto, tienen un balance positivo del agua y los océanos tienen un balance negativo. Esta diferencia se ve compensada por el agua que regresa a los océanos desde los continentes. Entonces el balance global del ciclo hidrológico está equilibrado.

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4. LA CONTAMINACIÓN HIDRICA: DETECCION, CORRECCION Y PREVENCION.

4.1 CONTAMINACION DE LAS AGUAS. CONCEPTO.

El agua está contaminada cuando su composición o su estado natural se ven modificados, de tal modo que el agua pierde las condiciones aptas para los usos a los que estaba destinada. Así, un agua contaminada presenta alteraciones en sus propiedades físicas (temperatura, color, densidad o radiactividad) y químicas (composición) que la hacen inadecuada para su uso, especialmente en el consumo humano o para su función ecológica.

La ley de aguas (en su artículo 85) define la contaminación del agua como la acción y el efecto de introducir materias o formas de energía o inducir condiciones en el agua que, de modo directo o indirecto, impliquen una alteración perjudicial de su calidad en relación con los usos posteriores o con su función biológica.

4.2 ORIGEN Y TIPOS DE CONTAMINACIÓN.

4.2.1 Contaminación natural.

Sin intervención humana. Suelen ocasionar la presencia en el agua de partículas sólidas minerales, debido a los procesos erosivos y de transporte o a erupciones volcánicas, y de partículas orgánicas procedentes de restos vegetales o de cadáveres o excrementos de animales. La capacidad autodepuradota del agua es suficiente para eliminarlos.

4.2.2 Contaminación antrópica Con intervención humana. A su vez, dependiendo del uso que haya producido la contaminación. Se pueden distinguir tres tipos.

Urbana o doméstica. Resultado del uso del agua en viviendas, actividades comerciales y servicios. El agua suele presentar restos fecales, restos de alimentos y productos químicos procedentes de detergentes, lejías, cosméticos, productos de bricolaje, etc. Además, suele contener gran cantidad de microorganismos, algunos patógenos.

Agrícola y ganadera. Es una fuente de contaminación muy seria. Se produce por el uso de abonos, fertilizantes, plaguicidas, etc. Los componentes de estos productos son arrastrados por el agua de riego o lluvia o por el agua utilizada en la limpieza de los enseres agrícolas, en la limpieza de establos, corrales, etc. Esta agua lleva estiércol y orines, materia orgánica en suspensión, sales minerales, productos tóxicos empleados en los plaguicidas y microorganismos. Generalmente, estos restos pasan a contaminar las aguas subterráneas. En nuestro caso, en el campo de Cartagena, vía agua subterránea o vía escorrentía por las ramblas, estos contaminantes llegan en grandes cantidades al Mar Menor, siendo responsables entre otros problemas de la gran proliferación de medusas.

Industrial. La actividad industrial produce un gran impacto debido a la gran variedad de contaminantes que puede aportar el agua, tanto productos sólidos y líquidos como formas de energía: materia orgánica, metales pesados, acidificación, alcalinización, aceites, grasas, incremento de la temperatura, cambios de pH, radiactividad, etc.

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Otras fuentes (vertederos, fugas, escapes…)

- Vertederos de residuos: urbanos, industriales o agrarios. - Fugas y escapes en conducciones y depósitos de origen urbano o industrial. Los líquidos

residuales del lavado y otros tratamientos a que son sometidos los minerales y rocas que se extraen de un yacimiento, que contienen ácidos, metales pesados y otras sustancias peligrosas, pueden contaminar las aguas y los suelos de las zonas cercanas; por eso, suelen almacenarse en grandes balsas para ser sometidos a una depuración previa a su vertido. Sin embargo, si se producen fugas, como ocurrió con la rotura de la balsa de la mina de Aznalcollar (cerca del parque de Doñana) se producen grandes desastres ecológicos.

- Uso de automóviles: produce aceites lubricantes, baterías, anticongelantes, combustible, etc. - Accidentes y limpieza de petroleros: provoca la aparición de las mareas negras.

Muchos de los contaminantes de origen antrópico son bioacumulables, es decir, se va

incrementando su concentración a lo largo de las cadenas tróficas hasta alcanzar valores tóxicos que llegan a ocasionar la muerte del individuo. Esto es debido a que son compuestos sintéticos (creados por el hombre) como el DDT, componentes de plásticos…, que normalmente no aparecen en la naturaleza como los metales pesados, y por tanto, no existen organismos, ni siquiera bacterias, capaces de metabolizarlos y biodegradarlos.

4.3 TIPOS DE CONTAMINANTES. 4.3.1Contaminantes físicos: cambios de Tª; radiactividad; particulas en suspension.

4.3.1.1 Cambios de temperatura.

Aumento o disminución de la temperatura. Su origen es debido a las actividades de

refrigeración (se enfrían los motores o cámaras de vapor industriales, sobre todo de centrales nucleares y centrales térmicas que producen energía eléctrica), centrales hidroeléctricas (el agua de las turbinas se vierte al río con una temperatura más baja cuando en las anteriores era temperatura mucho más alta).

Los efectos que produce son la modificación en la fauna y flora en mayor o menor grado según la importancia de la variación (la trucha y el salmón por ejemplo son peces de agua fría y desaparecerían si aumenta la temperatura), interferencia en la duración de los ciclos biológicos de algunas especies (en el crecimiento o en la reproducción, por ejemplo muchos insectos aumentan en número por crecimiento más rápido y más puestas cuando aumenta la temperatura porque piensa que son poiquilotermos y con bajas temperaturas su metabolismo es más lento porque tienen el cuerpo a menor temperatura) y variación del oxígeno disuelto (disminuye con el incremento de la temperatura, pudiendo morir peces y muchos otros animales por la disminución del oxígeno al aumentar la temperatura del agua), sobre todo si existe contaminación con materia orgánica, donde la temperatura aumenta la velocidad de las reacciones químicas, con lo que las bacterias descomponedoras aerobias gastan el oxígeno a mayor velocidad. En ausencia de oxígeno se favorece el desarrollo de microorganismos patógenos. A mayor temperatura se aumenta la solubilidad de sales y compuestos orgánicos, modificando la composición química del agua, ya que algunos de estos compuestos podrían ser tóxicos y alterar el ecosistema acuático.

4.3.1.2 Radiactividad.

El origen de las partículas radiactivas es: las centrales nucleares, minas de uranio, residuos radiactivos procedentes de centros de investigación, hospitales, volcanes (gas radón radiactivo), industria armamentista… Los submarinos nucleares pueden pasar meses sumergidos gracias a su reactor nuclear, pero sus residuos han contaminado los mares de todo el mundo. Según testimonios de soldados rusos, los contenedores con residuos radiactivos se tiraban directamente al mar y si no se hundían rápidamente los ametrallaban para abrirles agujeros. Otro caso que merece mencionarse fue el vertido indiscriminado de bidones con residuos nucleares al fondo

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marino (por ejemplo cerca de las costas gallegas) hasta principios de los años 80, cuando fue prohibido por la convección de Londres. Actualmente, muchos de estos bidones presentan corrosiones y agrietamientos, por donde pueden pasar los radioisótopos al agua marina y afectar, por tanto, a las redes tróficas por bioacumulación (recuerda que los seres humanos estamos en los últimos eslabones de las redes tróficas, por lo que la acumulación de radioisótopos es mayor en nosotros que en muchas otras especies).

Los efectos que producen son cáncer; alteraciones genéticas, malformaciones congénitas… Se produce acumulación en lodos de ríos, embalses y fondos oceánicos.

4.3.1.3 Partículas en suspensión.

Existen materiales en suspensión inorgánicos (lodos, arenas, etc.) y orgánicos (restos vegetales y animales, restos de alimentos, papeles…). Su origen es variado: aguas residuales domésticas, urbanas, agrícolas o industriales, explotaciones mineras, sedimentos transportados hasta el medio acuático por los agentes geológicos externos…

Los efectos que producen son aumento de la turbidez, dificultando la fotosíntesis y la visibilidad, respiración y movilidad de los animales. Modificación de las propiedades físicas del agua, olor, sabor y color, incremento de la actividad bacteriana aeróbica (eutrofización), obstruyen los sistemas de filtración de organismos acuáticos, sobre la superficie de las partículas se pueden agregar contaminantes, favoreciendo su introducción y transporte en el medio. Cuando los sólidos en suspensión coagulan y forman flóculos, sedimentan en el fondo, perjudicando a los organismos que viven allí (larvas de insectos, huevos de peces…).

4.3.2 Contaminantes químicos.

4.3.2.1 Variaciones de pH. Los ácidos y álcalis causan variaciones en el pH de las aguas, que influyen en los organismos,

máxime cuando muchos de estos compuestos son tóxicos y su toxicidad aumenta normalmente con el pH y la temperatura. Los ácidos contaminantes pueden proceder de actividades industriales como tintorerías, galvanoplastia, destilerías del petróleo…, pero las principales fuentes son dos: la lluvia ácida (donde los ácidos fuertes sulfúrico y nítrico acidifican ríos y lagos del mundo) y la minería del carbón, donde los compuestos de azufre se disuelven, se oxidan y producen ácido sulfúrico. Pocas especies resisten un pH ácido (la actividad biológica normal en el agua se desarrolla a un pH entre 6 y 8,5) y además un agua ácida favorece la disolución de metales, envenenándose lentamente.

4.3.2.2 Cloruros y sulfatos

El cloruro sódico (sal común) y los sulfatos producen la salinización del agua, que determina qué tipo de organismos habitan esas aguas (por ejemplo hay peces como el fartet que tolera el agua muy salada, pero otros como la trucha necesitan aguas dulces) ya que la salinización (el contenido en sales) afecta a la presión osmótica del medio que puede producir la entrada excesiva del agua en los organismos (baja concentración de sales, es decir baja presión osmótica) o la salida de agua de los organismos deshidratándolos (alta concentración de sales, es decir alta presión osmótica) si no están debidamente adaptados a esas presiones osmóticas (cada organismo tiene un intervalo de salinidad al que está adaptado por eso no puedes meter un pez de agua dulce en el mar ni viceversa porque moriría).

4.3.2.3 Fosfatos

Los fosfatos (y los nitratos también, incluso los sulfatos: los nitratos son la fuente de nitrógeno con la que los

vegetales sintetizan su materia orgánica, los sulfatos son la fuente de azufre y los fosfatos de fósforo) son sales minerales (nutrientes) necesarias para los organismos fotosintéticos, por lo que en cantidades muy superiores a la habitual se produce la proliferación desmesurada de organismos fotosintéticos, llegando incluso a cubrirse toda la superficie del agua con organismos fotosintéticos, no entrando

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luz al interior y produciéndose la muerte y descomposición de los que permanecen abajo, la descomposición de los organismos fotosintéticos muertos acaba con el oxígeno, lo que provoca la muerte de los organismos aerobios como los peces. Este proceso se conoce como eutrofización (se verá más adelante). Los fosfatos son nutrientes generalmente en concentraciones muy bajas comparadas con el resto de nutrientes como los nitratos, por eso son sustancias limitantes que controlan el crecimiento de los vegetales y demás organismos fotosintéticos (pueden aumentar los nitratos pero si no hay suficientes fosfatos no se produce proliferación de organismos), por lo que la contaminación con fosfatos produce un desequilibrio del ecosistema provocando un crecimiento explosivo de organismos fotosintéticos. Resumen: los fosfatos producen eutrofización.

Origen: los detergentes que provienen de aguas domésticas contienen polifosfatos, la agricultura utiliza grandes cantidades de nitratos y fosfatos como fertilizantes (abonos), la descomposición de materia orgánica produce sales minerales como fosfatos y nitratos.

4.3.2.4 Oxígeno disuelto

Es importante para el desarrollo de los seres vivos y la autorregeneración. A medida que el agua se carga de materia orgánica, proliferan los organismos descomponedores que consumen el oxígeno en disolución. Si el oxígeno se consume totalmente, las aguas se convierten en tóxicas para los organismos aerobios y se producen descomposiciones anaerobias que originan sustancias malolientes como metano, sulfhídrico y nitrosaminas.

4.3.2.5 Compuestos nitrogenados

Además de contribuir los nitratos a la eutrofización (aunque en menor medida que los fosfatos), los nitratos y nitritos pueden producir toxicidad. En el intestino al combinarse los nitratos con grupos amino de los alimentos, pueden dar lugar a nitrosaminas, que son cancerígenas. Los nitritos por oxidación bacteriana se pueden transformar en nitratos contribuyendo a la eutrofización y además los nitritos son tóxicos dentro del organismo porque se unen al hierro de la hemoglobina, transformando el Fe2+ en Fe3+ (metahemoglobina) incapaz de transportar oxígeno. El trastorno generado es una falta de oxígeno en sangre, caracterizada por una coloración azulada de algunas partes del organismo (labios, extremos de los dedos…) que afecta sobre todo a los lactantes. En la naturaleza la presencia de nitritos es mínima, pero en el intestino los nitratos se transforman en nitritos con gran facilidad.

4.3.2.6 Metales pesados

En el agua, los metales pueden aparecer disueltos directamente, en forma de iones, o formar complejos químicos con moléculas orgánicas (como los quelatos), en este último caso, se favorece la estabilización en el medio acuoso y aumenta su posibilidad de incorporación a los seres vivos. Tienen efectos tóxicos (envenenamiento) los metales pesados (Hg, Cd, Pb, Cr, Co, As…), bastan pequeñas cantidades de estos metales tóxicos para provocar graves alteraciones en los seres vivos (hay otros menos tóxicos como el Fe y el Al) y además tienen efectos acumulativos (son bioacumulables y persistentes) a través de las cadenas tróficas, ya que no se degradan y se acumulan en los tejidos (ver dibujo). Los metales pesados pueden proceder de procesos naturales, como la descomposición de las rocas o la actividad volcánica, aunque las mayores cantidades las aportan las actividades humanas como la minería, procesos industriales que contienen metales y la combustión de combustibles fósiles. Destacan el plomo (saturnismo) que afecta sobre todo al sistema nervioso y el mercurio que afecta sobre todo al cerebro (enfermedad de Minamata). El mercurio se usa en algunos procesos de purificación de metales nobles, por ejemplo, las extracciones de oro en la cuenca amazónica usan mercurio para separar el preciado metal de los sedimentos y, como resultado, se vierten todos los años 130 toneladas de mercurio a los ríos. Otras importantes contaminaciones de mercurio surgen de la industria papelera, la fabricación de acetaldehído y del cloruro de vinilo (componente básico del PVC). La lluvia arrastra gran parte del plomo vertido a la atmósfera por los vehículos e industrias como cristalería, cerámica, soldadura…; los perdigones de las escopetas, pinturas, insecticidas, fungicidas y cañerías antiguas contienen plomo.

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4.3.2.7 Compuestos organoclorados y organometálicos (pesticidas, tinta, cosméticos, aceites…)

Ciertos contaminantes químicos sintéticos (no naturales) como

los plaguicidas (el DDT que actualmente está prohibido es el pesticida organoclorado más conocido por sus efectos a largo plazo), bifenilos, policlorados como los PCB usados para fabricar plásticos, furanos, además de ser tóxicos, también son persistentes generando bioacumulación (la bioacumulación afecta más a carnívoros y al ser humano por ser los últimos eslabones de las cadenas tróficas).

Los detergentes son otros compuestos orgánicos a destacar, disminuyen la tensión superficial del agua y generan espumas que dificultan el intercambio gaseoso del agua, afectan a mucosas y tejidos blandos (afectando por ello a los aparatos respiratorios de los organismos acuáticos) y contienen sulfatos y fosfatos contribuyendo a la eutrofización. Además, los detergentes contienen otras sustancias añadidas como perfumes, blanqueadores con radicales muy reactivos como el cloro…

Una posibilidad que da lugar a la movilización del Hg es a través de su metilación, que corresponde a la formación de un compuesto organometálico. En el caso concreto del mercurio, se forma el metil-mercurio, CH3Hg+, el cual, al igual que otros compuestos organometálicos, es liposoluble. En

consecuencia, estos compuestos presentan una elevada toxicidad, puesto que pueden atravesar fácilmente las membranas biológicas y, en particular, la piel, y a partir de aquí, la incorporación del metal en la cadena trófica está asegurada. La metilación de metales inorgánicos por bacterias es un fenómeno geoquímico relativamente importante. El metilmercurio es un compuesto mucho más tóxico que el mercurio. Como ejemplo podemos citar la bahía de Minamata, en el sur del Japón, se produjo una enfermedad denominada "Enfermedad de Minamata", debida al consumo de pescado y mariscos contaminados con metil mercurio, debido al paso de Hg2+ a metilmercurio por acción bacteriana. La producción de metil-Hg por bacterias y su liberación en el medio acuático es un mecanismo de defensa que protege los microbios del envenenamiento de Hg. La metilación bacteriana movilizó el Hg almacenado en los sedimentos de la bahía. Este mercurio procedía de una fábrica de plásticos que utilizaba Hg como catalizador y vertía los residuos en la Bahía.

Enfermedad de Minamata

4.3.2.8 Petróleo y sus derivados

En nuestras sociedades el petróleo y sus derivados son imprescindibles como fuente de energía y para la fabricación de múltiples productos de la industria química, farmacéutica, alimenticia, etc. El petróleo en la superficie del agua forma una película que disminuye la entrada de la luz hasta los productores, y además, dificulta el intercambio de gases con la atmósfera. Si se acumula en el fondo afecta a la flora y la fauna bentónicas. El petróleo puede cubrir las plumas de las aves marinas y la piel y el pelo de los mamíferos, dificultando sus movimientos y, lo que es peor, inutilizando su función de aislante térmico, por lo que los animales mueren por hipotermia. En

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animales que respiran por branquias, el petróleo acumulado en las branquias impide el intercambio de gases. Existen bacterias que descomponen estos hidrocarburos, pero es un proceso lento. La mayoría de los chicles lista "goma base" como uno de sus ingredientes, encubriendo así el hecho de que el petróleo, la lanolina, la glicerina, el polietileno, el acetato de polivinilo, la cera de petróleo, el ácido esteárico, y el látex (un posible alérgeno) pueden estar entre sus componentes.

4.3.3 Contaminantes biológicos: materia organica; microorganismos.

4.3.3.1 Materia orgánica. Glúcidos, proteínas, grasas vegetales y animales… La contaminación por materia orgánica es la más común debido a las actividades humanas como el tratamiento de alimentos, los desechos de este tratamiento y las aguas fecales (de los hogares y de la ganadería). Tienen un origen en las aguas residuales domésticas, urbanas, industriales, agrícolas y ganaderas. Incluso en países desarrollados más del 80% de estas aguas residuales se vierten a ríos y mares sin depurar. La presencia de materia orgánica en el agua favorece el desarrollo de los organismos descomponedores, al crecer sus poblaciones se agota el oxígeno disuelto (se produce eutrofización) y sólo pueden sobrevivir los organismos descomponedores anaerobios, apareciendo malos olores en las fermentaciones, cambio de color del agua y es un caldo de cultivo ideal para organismos patógenos. Con el tiempo las aguas vuelven a oxigenarse, terminándose de descomponer la materia orgánica y gradualmente se vuelve a las condiciones iniciales. Se completa así un ciclo de autodepuración natural de las aguas contaminadas, el problema está en que la velocidad de vertido supera la velocidad de la depuración natural, con lo que en muchos lugares la contaminación orgánica está siempre presente emitiéndose en esos lugares los malos olores.

4.3.3.2 Microorganismos. Son microorganismos patógenos los diferentes tipos de bacterias, virus, protozoos y otros organismos que transmiten enfermedades como el cólera, tifus, gastroenteritis diversas, hepatitis, etc. En los países en vías de desarrollo las enfermedades producidas por estos patógenos son uno de los motivos más importantes de muerte prematura, sobre todo de niños. Normalmente estos microbios llegan al agua en las heces y otros restos orgánicos que producen las personas infectadas.

- Virus; su origen es de aguas residuales domésticas (fecales) y agrícola-ganadera. Los efectos que producen son hepatitis, poliomielitis, diarreas, etc.

- Bacterias; su origen es de aguas residuales domésticas (fecales) y agrícola-ganadera. Sus efectos son tifus, cólera, gastroenteritis, disentería bacteriana, conjuntivitis, etc.

- Protozoos; su origen es de aguas residuales domésticas (fecales) y agrícola-ganadera. Su efecto es la disentería por amebas.

Otros contaminantes biológicos no microscópicos cuando son adultos son: - Platelmintos, nematelmintos; su origen es de aguas residuales domésticas (fecales) y agrícola-ganadera. Sus

efectos son esquistosomiasis, parasitosis intestinales. - Insectos; su origen en aguas estancadas (mosquitos). Sus efectos son vectores de diversas enfermedades

(malaria o paludismo).

Cuadro de enfermedades por patógenos contaminantes de las aguas (curiosidad, no estudiar)

Tipo de

microorganismo Enfermedad Síntomas

Bacterias Cólera Diarreas y vómitos intensos. Deshidratación. Frecuentemente es mortal si no se trata adecuadamente

Bacterias Tifus Fiebres. Diarreas y vómitos. Inflamación del bazo y del intestino.

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Bacterias Disentería Diarrea. Raramente es mortal en adultos, pero produce la muerte de muchos niños en países poco desarrollados

Bacterias Gastroenteritis Náuseas y vómitos. Dolor en el digestivo. Poco riesgo de muerte

Virus Hepatitis Inflamación del hígado e ictericia. Puede causar daños permanentes en el hígado

Virus Poliomielitis Dolores musculares intensos. Debilidad. Temblores. Parálisis. Puede ser mortal

Protozoos Disentería amebiana Diarrea severa, escalofríos y fiebre. Puede ser grave si no se trata

Gusanos Esquistosomiasis Anemia y fatiga continuas

4.4 EUTROFIZACIÓN.

El desarrollo de la biomasa en un ecosistema viene limitado, las más de las veces, por la

escasez de algunos elementos químicos, como el nitrógeno y el fósforo que los productores primarios necesitan para desarrollarse y a los que llamamos por ello factores limitantes. La contaminación puntual de las aguas, por efluentes urbanos (los detergentes llevan muchos fosfatos), o difusa, por la contaminación agraria (con fosfatos o nitratos) o atmosférica (NOx y SOx en el agua pueden ser transformados en nitratos y sulfatos), puede aportar cantidades importantes de esos elementos faltantes. El resultado es un aumento de la producción primaria (fotosíntesis) con importantes consecuencias negativas sobre la composición, estructura y dinámica del ecosistema. En ecología el término eutrofización, designa el enriquecimiento en nutrientes de un ecosistema. El uso más extendido se refiere específicamente al aporte más o menos masivo de nutrientes inorgánicos (fosfatos y/o nitratos) en un ecosistema acuático (la contaminación por materia orgánica es también introducir nutrientes), la eutrofización se suele producir en los lagos ya que sus aguas estancadas, encerradas impiden desplazar los nutrientes hacia el mar donde se diluirían y además sus aguas poco agitadas disminuyen el intercambio de oxígeno con la atmósfera. La eutrofización produce de manera general un aumento de la biomasa y un empobrecimiento de la diversidad, ya que cambia las condiciones del ecosistema, provocando su degradación y cambios drásticos en la flora y la fauna.

Proceso de eutrofización: el aporte de cantidades importantes de fosfatos y/o nitratos (que son sales minerales que necesitan los organismos fotosintéticos) provoca un crecimiento exagerado de algas que incluso cubre la superficie del agua, impidiendo que la luz penetre hasta el fondo del ecosistema. Como consecuencia en el fondo se hace imposible la fotosíntesis, productora de oxígeno libre, a la vez que aumenta la actividad metabólica consumidora de oxígeno de los descomponedores, que empiezan a recibir los excedentes de materia orgánica producidos cerca de la superficie y además, degradan los organismos fotosintéticos del fondo que acaban muriendo por la falta de luz. De esta manera en el fondo se agota pronto el oxígeno por la actividad aerobia y el ambiente se vuelve pronto anóxico (=anaerobio). La radical alteración del ambiente que suponen estos cambios, hace inviable la existencia de la mayoría de las especies que previamente formaban el ecosistema (mueren todos los organismos que necesitan oxígeno, con lo que los descomponedores tienen todavía más materia orgánica que descomponer y sin oxígeno se produce fermentaciones que originan malos olores). La eutrofización produce de manera general un aumento de la biomasa y un empobrecimiento de la diversidad, es decir, aparecen muchos seres vivos (biomasa), sobre todo descomponedores (bacterias anaerobias) y fotosintéticos de la superficie donde sí llega la luz, pero todos ellos pertenecen a unas pocas especies (poca diversidad), desapareciendo la gran variedad de especies aerobias que habían antes de producirse la eutrofización (especies de peces, invertebrados, plantas y algas acuáticas, descomponedores aerobios…).

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ESQUEMA DEL PROCESO DE EUTROFIZACIÓN

· Agua clara. · La luz penetra. · Prospera la vegetación acuática sumergida.

· Agua turbia. · La vegetación acuática sumergida queda en la oscuridad.

· Agotamiento del oxígeno. · Muerte de los vertebrados por sofoco.

Los lagos son más fácilmente contaminables que los ríos.

Un río, un lago o un embalse sufren eutrofización cuando sus aguas se enriquecen en nutrientes. Podría parecer a primera vista que es bueno que las aguas estén bien repletas de nutrientes, porque así podrían vivir más fácil los seres vivos. Pero la situación no es tan sencilla. El problema está en que si hay exceso de nutrientes crecen en abundancia las plantas y otros organismos. Más tarde, cuando mueren, se pudren y llenan el agua de malos olores y le dan un aspecto nauseabundo, disminuyendo drásticamente su calidad. El proceso de putrefacción consume una gran cantidad del oxígeno disuelto y las aguas dejan de ser aptas para la mayor parte de los seres vivos. El resultado final es un ecosistema casi destruido. Un lago oligotrófico es aquel que posee escasos nutrientes y eutrófico aquél con abundancia de nutrientes, la eutrofización transforma un medio oligotrófico en eutrófico. Entre las medidas para minimizar y corregir la eutrofización se encuentran: ▪ limitar o prohibir vertidos domesticos y agrícolas en ecosistemas acuáticos reducidos o con escasa dinámica. ▪ depurar las aguas residuales antes de devolverlas al medio natural. ▪ disminuir el contenido de polifosfatos en los detergentes. ▪ inyectar O2 puro en lagos y embalses afectados.

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El gran abuso de abonos en la agricultura y el gran consumo de detergentes con fosfatos han sido las causas principales de que muchos lagos españoles y europeos se hallen eutrofizados. Foto: laguna eutrofizada (superficie cubirta de algas, por eso se ve de color verde).

4.5 Contaminación de los sistemas fluviales: contaminación por materia orgánica y autodepuración.

Los sistemas fluviales pueden sufrir contaminación de cualquier tipo: fertilizantes de la

agricultura, excremento y orines de la ganadería, materia orgánica urbana procedente de los hogares, todo tipo de contaminantes orgánicos o inorgánicos procedentes de industrias, incremento de la temperatura del río por la refrigeración en industrias… el más frecuente es la contaminación por materia orgánica.

El aporte de materia orgánica también provoca eutrofización al incrementarse los procesos oxidativos y disminuir el oxígeno disuelto, liberándose fósforo de los sedimentos. El resultado final es un lago con aguas de color verde azulado, con muchos restos vegetales, que desprende malos olores (por la presencia, en medios sin oxígeno, de descomponedores anaerobios que en vez de usar oxígeno hacen fermentaciones que producen sustancias malolientes) con una fauna muy empobrecida.

Cuando un medio vivo se transforma y de forma natural elimina (total o parcialmente) la contaminación que tiene se habla de autodepuración. Gracias a los fenómenos de filtración y de oxidación, combinados con la acción de organismos (bacterias, insectos, plantas…) que viven en el medio acuático y sobre los cauces, el agua asegura su calidad y preserva el equilibrio de su ecosistema. Las bacterias y hongos descomponedores aerobios son los principales responsables de la autodepuración porque descomponen toda la materia orgánica transformándola en inorgánica, que será utilizada por los organismos fotosintéticos o se acumulará en los sedimentos. Si el nivel de contaminación no llega a ser crítico, el agua es capaz de autodepurarse, es decir, de eliminar progresivamente los agentes contaminantes, pero un nivel muy elevado de materia orgánica puede agotar el oxígeno disuelto (los mismos descomponedores aerobios gastan el oxígeno porque lo utilizan para descomponer la materia orgánica) y los descomponedores aerobios sin oxígeno mueren. Si no hay más aporte de materia orgánica, con el tiempo volverá a haber oxígeno y los descomponedores terminarán eliminando el excedente de materia orgánica. Inyectar oxígeno en el agua de forma artificial es un método usado en la depuración del agua para agilizar la descomposición de la materia orgánica por los descomponedores. Pese a ello, la depuración del agua tiene sus límites y, por ejemplo, la sal o los plásticos que no son biodegradables alteran este fenómeno. 4.6 Contaminación de las aguas subterráneas: salinización, fosfatos, nitratos, fosas sépticas…

Las aguas subterráneas se encuentran más protegidas, puesto que los contaminantes tienen que llegar por infiltración a través de los materiales situados por encima del acuífero. Una vez incorporado el contaminante al flujo subterráneo, resulta muy difícil y costoso detectar su presencia,

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conocer su desplazamiento y evolución y detenerlo antes de que llegue a los manantiales o pozos de explotación. Hay que tener en cuenta que las aguas subterráneas no tienen capacidad de autodepuración o, cuando existe, es muy lenta, y la depuración artificial es difícil o imposible.

Los contaminantes pueden ser muy variados: sales minerales, metales pesados, compuestos orgánicos, virus, bacterias, etc. Al igual que las fuentes de contaminación en las que el agua que se infiltra en el terreno puede contener lixiviados de un vertedero, zona agrícola, estiércol y purines de una zona ganadera, residuos tóxicos y peligrosos por algún accidente producido en la superficie como accidente de un camión cisterna que transportaba sustancias tóxicas o la rotura de una balsa con residuos mineros (como la de Aznalcollar), pérdidas en los depósitos de combustible de las gasolineras… Foto: rotura de la balsa de la mina de Aznalcollar cerca del parque de Doñana vertiéndose 4,5 hm3 de lodos y aguas contaminadas, afectando una superficie mayor de 4.000 ha con aguas ácidas cargadas de metales tóxicos (ruina para los agricultores y ganaderos de la zona), afectando también al agua subterránea por infiltración .

Hay dos problemas graves relacionados con la sobreexplotación: la salinización de gran

número de acuíferos litorales y la excesiva concentración de nutrientes inorgánicos (fertilizantes) como fosfatos y sobre todo nitratos, que afectan a las zonas de intensa explotación agrícola, en las que se establece un circuito de recirculación a través de los riegos y, en consecuencia, un enriquecimiento progresivo del agua en compuestos nitrogenados. En el agua subterránea la ausencia de fotosíntesis impide que se consuman los nitratos y fosfatos, acumulándose. La salinizacion de acuiferos cercanos a la costa llamada intrusión salina, se produce porque al sobreexplotar el acuífero sacando mas agua de la que se recarga por las precipitaciones, se produce una descenso del nivel freatico hasta llegar a estar el agua del acuifero tan baja que entra el agua del mar hacia el interior del acuifero, impulsado ademas por el efecto succion creado por el vaciado del acuifero con bombas aspirantes. Fotos: varias fuentes de contaminación del agua subterránea e intrusión marina.

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Otra vía de contaminación del agua subterránea son las fosas sépticas que son tanques

enterrados donde se depositan las aguas sucias domésticas para que, con el menor flujo del agua, la parte sólida se pueda depositar, liberando la parte líquida. Una vez hecho eso, determinadas bacterias anaerobias actúan sobre la parte sólida de las aguas sucias descomponiéndolas. Esta descomposición es importante, pues deja las aguas negras residuales con menos cantidad de materia orgánica, ya que la fosa elimina cerca del 40% de la demanda biológica de oxígeno, y así la misma puede devolverse a la naturaleza con menor perjuicio para la misma. Debido a la posibilidad de presencia de organismos patógenos, la parte sólida debe ser retirada, a través de un canal limpia-fosas y transportada a un vertedero en las zonas urbanas o enterrada en zonas rurales, una vez que pasa por la fosa séptica, el agua sigue contaminada, aunque mucho menos, y en zonas rurales, se suele verter a un pozo ciego (agujero profundo en el suelo) pasando a contaminar el agua subterránea.

4.7 Contaminación de los mares y océanos: mareas negras y vertidos costeros.

Los mares y los océanos son el sumidero final para gran parte de los residuos que producimos. Durante mucho tiempo se ha tenido la idea de que los mares podían diluir, dispersar y degradar ingentes cantidades de contaminantes sin que se notaran efectos negativos. Todo tipo de contaminantes acaban en el mar, destacaremos el petróleo. En nuestras sociedades el petróleo y sus derivados son imprescindibles como fuente de energía y para la fabricación de múltiples productos de la industria química, farmacéutica, alimenticia, etc. Por otro lado, alrededor del 0,1 al 0,2% de la producción mundial de petróleo acaba vertido al mar. El porcentaje puede parecer no muy grande pero son casi 3 millones de toneladas las que acaban contaminando las aguas cada año, provocando daños en el ecosistema marino.

La mayor parte del petróleo se usa en lugares muy alejados de sus puntos de extracción por lo que debe ser transportado por petroleros u oleoductos a lo largo de muchos kilómetros, lo que provoca espectaculares accidentes de vez en cuando. Estas fuentes de contaminación son las más conocidas y tienen importantes repercusiones ambientales, pero la mayor parte del petróleo vertido procede de tierra, de desperdicios domésticos, automóviles y gasolineras, refinerías, industrias, etc.

Los vertidos costeros son una contaminación intencionada: de aguas residuales sin depurar, realizados a través de emisarios submarinos, sobre la plataforma continental procedente de núcleos urbanos o industrias; del lavado de los tanques de los barcos de transporte; y de residuos radiactivos. Los vertidos de hidrocarburos pueden proceder de accidentes, fugas, vertidos ilegales,

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operaciones de limpieza en alta mar de petroleros o de las extracciones del crudo en alta mar en plataformas petroliferas. Durante mucho tiempo el lavado de tanques de los petroleros ha sido una de las prácticas más dañinas y que más contaminación por petróleo ha producido. Estos grandes buques hacían el lavado en los viajes de regreso, llenando los tanques con agua del mar que después vertían de nuevo al océano, dejando grandes manchas de petróleo por todas las rutas marítimas que usaban. En los últimos años una legislación más exigente y un sistema de vigilancia y denuncias más eficiente, han conseguido reducir de forma significativa estas prácticas, aunque, por unos motivos o por otros, los petroleros todavía siguen siendo un importante foco de contaminación. Desde 1967 a 1982, ocho países europeos (especialmente el Reino Unido) vertieron en la Fosa Atlántica (situada a unos 700 kilómetros de las costas gallegas y con una profundidad de 4.000 metros) hasta 142.000 toneladas de residuos de baja y media actividad. El total de radiactividad de esa cantidad supera el millón de curios (como comparación en el área inmediata a Chernóbil se liberaron durante el accidente de 1986 cerca de 130.000 curios). Foto: vertidos radiactivos en los océanos.

Los efectos ambientales de una marea negra son debidos, por un lado, al petróleo que queda

en la superficie, que impide la entrada de la luz hasta los productores, por lo que desaparecen y, con ellos, el resto de las especies que estaban relacionadas a través de las cadenas tróficas y, por otro lado, a los componentes más pesados, que caen al fondo destruyendo la flora y la fauna bentónicas.

La ingestión de crudo tiene efectos tóxicos. El petróleo puede cubrir las plumas de las aves

marinas y la piel y el pelo de los mamíferos, dificultando sus movimientos y, lo que es peor, inutilizando su función de aislante térmico, por lo que los animales mueren por hipotermia. La mayoría de las poblaciones de organismos marinos se recuperan de exposiciones a grandes cantidades de petróleo crudo en unos tres años, aunque si el petróleo es refinado o la contaminación se ha producido en un mar frío, los efectos pueden durar el doble o el triple.

Para combatir las mareas negras podemos aplicar medidas preventivas como la elaboración de reglamentaciones y leyes, exigencias para el transporte de crudo y sustancias peligrosas, de buques con doble casco; medidas correctoras que permitan eliminar el crudo y paliar sus efectos como puede ser: barreras flotantes de contencion, para cercar el vertido, son efectivas cuando las aguas estan en calma y los vertidos son reducidos; barreras químicas que utilizan geles para recoger el crudo, se aplican en mar abierto; recogida por succión del petróleo en superficie mediante bombas de aspiración o espumaderas; empleo de agentes dispersantes que formen emulsiones que puedan ser biodegradadas; utilización de agentes de hundimiento, como arcillas o cenizas que lo depositan en el fondo, pero el inconveniente es la contaminación del fondo; combustión del vertido, medida que produce contaminación del aire y posterior lluvia ácida; biorremediación, método más eficaz y ecológico, en la actualidad en desarrollo y que se basa en añadir bacterias que degradan hidrocarburos.

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5. LA CONTAMINACIÓN DEL AGUA EN LA REGIÓN DE MURCIA 5.1. LA SOBREEXPLOTACIÓN DE LOS ACUÍFEROS

El sureste español (donde se incluye la Comunidad de Murcia) es la región en la que existe el mayor grado de explotación masiva de aguas subterráneas de Europa, lo que acarrea un grave problema de sobreexplotación de acuíferos y desertificación. Ello acarrea una serie de efectos negativos directos e indirectos. Directos: Descenso de niveles piezométricos Subsidencia en el terreno Abandono de pozos Deterioro de la calidad del agua en acuíferos costeros (intrusión marina) Afección o secado de zonas húmedas (manantiales y lagunas) Disminución de las reservas hídricas subterráneas Problemas legales por afección a terceros y problemas sociales y políticos Indirectos: Problemas en redes de abastecimiento y saneamiento Roturas de vías de comunicación Salinización de suelos Avance de la desertización Colapsos en áreas kársticas Modificación de la flora y fauna Desaparición o deterioro del patrimonio paisajístico, hidrológico e hidrogeológico, etc.

Los pozos de la Región de Murcia vienen sufriendo los efectos de la explotación intensiva desde la década de los años setenta del pasado siglo. La sobreexplotación de los acuíferos en la cuenca del río Segura se puede estimar que se sitúe por encima de 400 Hm3. Cuantitativamente las mayores sobreexplotaciones se registran en: - Valle del Guadalentín - NE de la provincia (Fortuna, Abanilla, Jumilla, Yecla) - Mazarrón. Otros acuíferos sobreexplotados, con contaminación por nitratos, salinización y/o intrusión marina los tenemos en: Águilas, Aledo, Cieza-Jumilla (Ascoy-Sopalmo), Campo de Cartagena, Cingla (Jumilla), Abanilla (Quibas), Mula (Santa-Yéchar), Sierra Espuña, Triásico de Carrascoy, Triásico de las Victorias (Fuente Álamo), Vega media del Segura. 5.2. LA CONTAMINACIÓN DE AGUAS SUPERFICIALES 5.2.1. Metales pesados

La contaminación del agua por sustancias químicas presentes en el medio puede acarrear serias consecuencias. Determinados compuestos químicos presentan un elevado grado de toxicidad, de gran importancia por las implicaciones que su presencia en el vertido ocasionan, produciendo distintos grados de efectos: inmediatos, latentes, crónicos, etc. Dentro de este grupo de compuestos están los metales pesados que son sumamente tóxicos debido al proceso de bioacumulación que presentan..Según la normativa vigente los límites de vertidos deben ser establecidos por los Organismos de Cuenca. Además el Real Decreto de Dominio Público Hidráulico (R.D.D.P.H.), establece unos límites máximos para determinadas sustancias que en ningún caso deben ser superadas. La Confederación Hidrográfica del Segura en cumplimiento de sus competencias estableció los límites máximos para los vertidos a cauces públicos en toda la cuenca del Segura según grupos de calidad, que en el caso de la Vega Baja se corresponde con el grupo de calidad III. Estos límites son más restrictivos que los establecidos por el R.D.D.P.H. a excepción de los nitratos. Un Informe realizado por el Laboratorio Químico-Microbiológico, S. A. sobre unas muestras

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tomadas en el cauce seco del río Segura en diciembre de 2.000 ponen de manifiesto que en las zonas de muestreo (ver tabla adjunta) las concentraciones de determinados metales pesado excede a los valores mínimos permitidos. Se han realizado análisis de sedimentos del Río Segura en tres puntos del municipio de Murcia: •Punto 1: Cauce del Río Segura Murcia Capital, altura del mercado de Verónicas. • Punto 2: En Zarandona próximo al aliviadero. • Punto 3: Canal del Reguerón en la pedanía de Sangonera la Verde. Tabla: Valores límite de metales pesados en la legislación y resultado de las muestras tomadas en el río Segura:

Valores límite Muestra 1 (Murcia Ciudad)

Muestra 2 (Zarandona)

Muestra 3 (Reguerón)

Cadmio 0,2 mg/l <0,05 mg/kg. 0,16 mg/kg. <0,05 mg/kg. Cromo 0,2 mg/l 7,47 mg/kg. 53,98 mg/kg. 123,3 mg/kg. Plomo 0,2 mg/l 8,25 mg/kg. 203,0 mg/kg. 10,39 mg/kg. Mercurio 0,05 mg/l 0,18 mg/kg. 1,41 mg/kg. 0,19 mg/kg. Selenio 0,03 mg/l 0,82 mg/kg. 0,88 mg/kg. 0,58 mg/kg.

De los análisis de agua realizados se desprende que todos ellos (excepto cadmio) se encuentran muy por encima de los valores legales permitidos. Estos metales pesados que están presentes en los sedimentos, pueden ser arrastrados con facilidad, sobre todo cuando hay aumentos puntuales del caudal por efecto de lluvias torrenciales, pasando a través de las diversas canalizaciones en terrenos cultivables de los márgenes del río. Podríamos, por tanto, concluir que los contenidos en cromo y plomo de los sedimentos que pueden ser arrastrados a zonas cultivables de las riberas del Segura, son extremadamente elevados y potencialmente peligrosos por los arrastres en el río y acequias que pueden llevarlos hasta zonas de huerta, pudiendo transferirse lentamente a cultivos por el riego o por las aguas de lluvia. La utilización de esta agua para riego produce la erosión y el agotamiento de suelos lo que ocasiona una disminución de la superficie agrícola.

En los procesos industriales se utilizan mucho las sales de cromo, y pueden pasar al agua a través de los desechos industriales, como es el caso de las industrias de curtido procedentes de la zona de Lorca. En las muestras analizadas aparecen subidas muy pronunciadas, marcando valores alarmantes en la muestra tomada en el Reguerón. 5.2.2. Zonas puntuales de vertidos en la Región de Murcia

Existe una contaminación por superación de la capacidad de las actuales depuradoras debido al incremento de la población. Este problema se da en todas las áreas donde se plantean importantes desarrollos urbanísticos y en las grandes ciudades (Alcantarilla, Murcia, Alhama, Lorca y La Manga). Otro lugar con unos índices de calidad del agua menores a 25 (muy deficientes), agravados por falta de los caudales ecológicos mínimos y la acumulación de contaminantes en los sedimentos, es la zona baja del río Guadalentín, cerca de su encuentro con el Segura.

Hay zonas puntuales de vertidos tóxicos y peligrosos, como el que se realiza en algunas ramblas, como la de San Roque, que desemboca al azud de Ojós, por empresas ubicadas en el polígono industrial de Blanca. El agua del azud se utiliza para el abastecimiento urbano de Alicante y de algunas zonas de la ciudad de Murcia. No obstante, hay que comentar que dicha agua se potabiliza, aunque no al 100%.

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5.3. Eutrofización del Mar Menor

En la desembocadura de la Rambla del Albujón, poco antes de la entrada a la población de Los Alcázares, se vierten, junto con La Ribera, la mayor parte de las cerca de 2.700 toneladas de nitrógeno que cada año recibe el Mar Menor, lo que supone un considerable aumento de los recursos tróficos disponibles en la laguna. Estudios realizados recientemente confirman que el incremento previsto en el desarrollo urbano y agrícola duplicaría los vertidos de nitrógeno al Mar Menor en esta década (unas 6000 Tm/año), lo que conllevaría a un proceso de eutrofización. Por otro lado, parece haber una relación directa entre los vertidos derivados del incremento de los regadíos a partir del Trasvase Tajo-Segura y el espectacular crecimiento de las medusas. Ello, aún siendo muy negativo para el turismo, tiene una vertiente positiva, como es la disminución de los compuestos nitrogenados en dichas aguas.

Los Planes de Saneamiento del Mar Menor y de Reutilización Parcial de los Drenajes Agrícolas desarrollados por la Comunidad Autónoma están en vía de solucionar el problema.

6. DETERMINACIÓN EN MUESTRAS DE AGUA DE ALGUNOS PARÁMETROS FISICO–QUIMICOS Y BIOLOGICOS E INTERPRETACION DE RESULTADOS EN FUNCION DE SU USO.

Para saber la calidad del agua, y por ello, el uso que se le puede dar (uso agrícola, industrial,

para consumo humano, actividades recreativas…, o no se le puede dar ningún uso por estar excesivamente contaminada) se indican las características del agua en función de unos parámetros físicos, químicos y biológicos.

6.1 Parámetros físicos

6.1.1 Temperatura.

La idónea para el consumo entre 8 y 15º. Si el agua tiene una temperatura elevada, es mucho

más probable la presencia de microorganismos.

6.1.2 Transparencia o turbidez.

Se debe a los sólidos en suspensión, es decir, la presencia de partículas sólidas o microorganismos. Las partículas en suspensión son capaces de producir absorción o dispersión de las radiaciones luminosas que atraviesan el agua, por lo que en un agua muy turbia no penetra bien la luz impidiendo la fotosíntesis a cierta profundidad.

6.1.3 Color, sabor y olor.

Las papilas olfativas perciben concentraciones de gases. El color aporta información sobre las bacterias y microalgas existentes. El agua debe ser incolora, inodora e insípida, pues un agua coloreada, con mal olor y sabor indica la presencia de elementos extraños.

6.1.4 Conductividad.

La conductividad está relacionada directamente con la concentración de iones en disolución (sales minerales). Cuando la cantidad de carbonato de calcio o magnesio sobrepasa los 0,5 g/l el agua es dura. Las aguas duras dificultan la cocción de los alimentos, dejan incrustaciones en las

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conducciones y calderas (cal) y forman poca espuma con el jabón, lo que incrementa el consumo de éste y la consecuente contaminación.

6.2 Parámetros químicos.

6.2.1 Oxígeno disuelto.

A medida que el agua se carga de materia orgánica, proliferan los organismos descomponedores que consumen el oxígeno en disolución. Las aguas limpias y corrientes están muy oxigenadas.

6.2.2 Demanda biológica de oxígeno (DBO).

Es la cantidad de oxígeno que consumen los microorganismos para descomponer la materia orgánica del agua. Se incuba el agua a unos 30ºC, en la oscuridad durante días y se determina el oxígeno que se ha perdido. Más materia orgánica mayor consumo de oxígeno por los microorganismos. El más usado es la DBO5 que mide el oxígeno perdido en 5 días. Para el consumo humano no debe sobrepasar los 3 mg O2/L. las depuradoras de agua deben verter al río agua con menos de 20mg/L de DBO5.

6.2.3 Demanda química de oxígeno (DQO).

Representa el oxígeno disuelto necesario para la oxidación de la materia orgánica con un agente químico (sin intervención de organismos vivos, se suele usar dicromato o permanganato potásico) como el permanganato potásico. Los valores obtenidos son mas altos que la DBO, porque la oxidación no es selectiva: se oxida tanto la materia orgánica como la inorgánica existente. El valor recomendado no debe sobrepasar 20mg O2/L

6.2.4 Ph.

Indica la acidez o basicidad y está en función de los iones H+ presentes. Las reacciones químicas y biológicas dependen del pH, y la actividad biológica normal en el agua se desarrolla en unos valores de pH que oscilan entre 6 y 8,5. Un agua demasiado ácida o básica tiene muchas posibilidades de contener elementos indeseables (por ejemplo un pH muy ácido aumenta la disolución de algunos metales pesados).

6.2.5 Dureza.

Expresada en concentración de CaCO3 (aguas blandas < 50 mg/L de CaCO3 y aguas duras >200 mg/L de CaCO3 la OMS recomienda que el agua de bebida tenga de 100 a 500 mg/L de CaCO3). La dureza se encuentra directamente relacionada con la conductividad. Viene dada por los iones Ca2+ y Mg2+ que existen. El agua dura supone un riesgo de incrustaciones calcáreas en las instalaciones, riesgo de cálculos renales (piedras en el riñón) y perjuicios por el mayor gasto de jabón y de energía en procesos industriales, pero si es demasiado blanda es normalmente más agresiva y puede afectar a los metales.

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6.3 INDICADORES BIOLÓGICOS.

Cuantifican la presencia de microorganismos: bacterias, hongos, algas, protozoos y virus, e incluso seres vivos de mayor tamaño como larvas de insectos. El control biológico del agua se centra en las especies patógenas, especialmente en los microorganismos, pero debido al coste que esto supondría, el análisis más frecuente es la determinación de las bacterias coliformes que aunque no sean patógenas, indican contaminación de origen fecal (son indicadores biológicos de la presencia de heces; en el agua de consumo humano la presencia de coliformes debe ser cero) que normalmente está asociada con la presencia de gérmenes patógenos.

Los saprobios son organismos (pueden ser microorganismos o no) que se alimentan de materia

orgánica y que se utilizan como indicadores biológicos de la contaminación por materia orgánica. Se dividen en polisaprobios que toleran elevadas concentraciones de materia orgánica y medio anóxico, nos indican aguas muy contaminadas, mesosaprobios que toleran concentraciones medias y oligosaprobios viven en aguas con concentraciones muy bajas de materia orgánica y bastante oxigenadas, indicando aguas no contaminadas (en condiciones naturales el agua lleva pequeñas concentraciones de materia orgánica procedentes de cadáveres, hojas caídas de los árboles…).

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Realiza el siguiente ejercicio de selectividad de Junio de 2004:

7 SISTEMAS DE TRATAMIENTO Y DEPURACIÓN DE LAS AGUAS.

7.1 Tratamiento del agua para consumo; la potabilización del agua.

El agua natural no contaminada es válida para cualquier uso sin necesidad de tratamiento

especial, excepto para consumo como agua potable, en cuyo caso es necesario un tratamiento de potabilización más o menos intenso.

La potabilización se hace sobre las aguas de origen natural que, normalmente, tienen unas

características físicas, químicas y biológicas que impiden su uso directo para el consumo humano. Consiste en un conjunto de procesos que eliminan o ajustan las concentraciones de sus componentes para que no sean un riesgo para la salud y no tengan características organolépticas (color, olor y sabor) desagradables. Otra definición: la potabilización es el conjunto de procesos físico-químicos que convierten el agua natural en agua potable, apta para el consumo. Comprende generalmente dos tipos de tratamientos:

- Eliminación de sólidos en suspensión. Se utilizan procesos físicos y químicos. Destacan la tamización o desbaste que elimina las partículas más grandes por medio de un sistema de rejas o tamices cada vez más finos, la aireación para eliminar gases como el H2S, la coagulación-floculación que es la adición de reactivos químicos que favorecen la formación de agregados de partículas, la sedimentación o decantación donde se mantiene el agua en reposo para que sedimenten las partículas por gravedad (la coagulación-floculación al formar partículas de mayor tamaño favorece que sedimenten antes y al dejar el agua en reposo es más fácil quitar las partículas que flotan al formar una fina película en la superficie), la filtración normalmente con filtros de grava y arena (son filtros autolimpiables al producir la circulación inversa del agua para arrastrar la suciedad acumulada) y la adsorción con carbón activo para eliminar los malos olores, sabores y las partículas finas.

- Desinfección. Se trata de eliminar los organismos patógenos. Para ello se utiliza cloro,

aunque se podría matar a los organismos también con ozono, luz ultravioleta, radiaciones ionizantes..., pero son métodos menos usados que el cloro por ser más costosos. Desgraciadamente el cloro deja mal sabor en el agua. En ocasiones, la desinfección es el

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único tratamiento para la potabilización si sus parámetros físico-químicos se encuentran en los niveles permitidos (pH, concentración de sales, partículas en suspensión…).

Curiosidad: Formas para conseguir agua potable: * Aprovechar la humedad del aire (en forma de rocío por la mañana). La frescura y la humedad nocturna provocan la condensación del agua sobre las plantas. Gracias a un sistema de bolsas de plástico semienterradas por encima de un hoyo, es posible conseguir agua de condensación potable. * Aprovechar el agua de lluvia. En ciertas latitudes, un árbol apodado el árbol del viajero tiene sus hojas en forma de recipientes en los que se acumula el agua y en los cuales es posible beber. * Hervir el agua de los ríos o charcas con el fin de evitar la contaminación bacteriana. Este método no evita la presencia de productos tóxicos. Con el fin de evitar los depósitos y las partículas en suspensión, podemos tratar de decantar el agua dejándola reposar y recuperando el volumen más limpio, desechando el volumen más sucio (que se depositará al fondo o / y en la superficie). * Agua potable con pastillas potabilizadoras: es posible obtener agua limpia y segura con pastillas potabilizadoras que sirven para potabilizar el agua, se consiguen en el mercado y son prácticas y efectivas para potabilizar el agua. Estos compuestos deben aplicarse en cantidades exactas y dejar reposar lo suficiente antes de consumir el agua. Se recomienda leer las instrucciones de uso en el envase y fecha de vencimiento.

7.2 Depuración de las aguas residuales

La depuración tiene por objetivo devolver a las aguas residuales su estado natural, retirando

de ellas los contaminantes. La depuración absoluta es prácticamente imposible. Hay dos clases de depuración; natural o blanda y tecnológica o dura.

7.2.1. Depuración natural o blanda. Se utiliza para aguas residuales poco contaminadas y contaminantes poco insidiosos. Los sistemas empleados tratan de reproducir los procesos de autodepuración. El más utilizado es el lagunaje, que consiste en mantener el agua en balsas o lagunas artificiales poco profundas durante el tiempo necesario (del orden de meses depende del grado de contaminación) para que se produzca la sedimentación de los materiales en suspensión y la degradación microbiana de la materia orgánica. Conforme avanza la autodepuración el agua se va pasando a lagunas cada vez menos contaminadas, (las primeras lagunas reciben el agua que va llegando a la depuradora y las últimas presentan el agua mucho más limpia). El lagunaje en sí mismo es todo un sistema depurativo, en él la naturaleza crea las condiciones idóneas de autodepuración. Tiene la ventaja de ser un método sencillo, barato y casi sin mantenimiento, pero tiene el inconveniente de que es un proceso muy lento y no es apto para sustancias no biodegradables.

La materia orgánica disuelta es asimilada o metabolizada por bacterias aerobias o anaerobias facultativas. Esta masa pasa a constituir la alimentación de protozoos depredadores. Las bacterias, al degradar la materia orgánica, liberan anhídrido carbónico, amoníaco y sales minerales, que permiten el desarrollo de algas. Éstas fijan el anhídrido carbónico y liberan el oxígeno, que será utilizado para el crecimiento bacteriano. Precisamente esta triple asociación proporciona la depuración de las lagunas.

7.2.2. Depuración tecnológica o dura: líneas de agua, fangos y gas. Este tipo de depuración comprende una serie de procesos físicos, químicos y biológicos que combinados según el tipo y grado de contaminación que presente el agua residual, tratan de devolver ésta al medio natural (río, lago, mar…) con las mínimas alteraciones posibles. Se requieren instalaciones especiales llamadas Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR). Tiene las ventajas, sobre los sistemas de depuración natural, de ser más rápida, se pueden tratar mayores volúmenes de agua, y existe la tecnología para eliminar casi cualquier contaminante, pero utiliza tecnologías que consumen energía eléctrica de forma considerable y precisan mano de obra

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especializada, siendo por ambas razones muy costoso. Se pueden dar hasta cuatro tipos de tratamientos del agua y tratar simultáneamente tres productos: agua, lodos o fangos y biogás. Esto es debido a que en los tratamientos que se realizan al agua se generan fangos y gases que reciben otros tratamientos. Los 4 tratamientos que se realizan al agua líquida son:

Pretratamiento: se produce la separación de sólidos voluminosos tales como botellas, telas, plásticos a través de rejas y/o tamices (tamización o desbaste), la separación de sólidos finos como las arenas (desarenadores) y la separación de las partículas que flotan (desengrasado). Este pretratamiento origina fangos compuestos por grasas, arenas y partículas grandes como gravas que deben ser tratados.

Tratamiento primario consiste en unos tratamientos físico-químicos donde se intenta sedimentar sólidos en suspensión que no han sido retenidos en el pretratamiento, consiste en la sedimentación-decantación donde se dejan las aguas residuales el tiempo suficiente para la sedimentación; en los casos en los que este tiempo no fuera suficiente, se suele utilizar floculantes y/o coagulantes que aceleran la sedimentación. En esta etapa también se produce la neutralización de las aguas donde se ajusta el pH entre 6,5-8,5 para facilitar el tratamiento biológico o secundario (se suele utilizar cal, sosa y ácido sulfúrico) y en algunas depuradoras se completa con la eliminación de contaminantes volátiles, desengrasado, desaceitado..., para un posterior tratamiento secundario. En el tratamiento primario se originan lodos y si se realiza la eliminación de contaminantes volátiles, también gases.

Tratamiento secundario: se llama también tratamiento biológico porque produce la degradación de la materia orgánica por microorganismos. La degradación de la materia orgánica puede ser aerobia y anaerobia. En el tratamiento aerobio los microorganismos utilizan el oxígeno para degradar la materia orgánica que llega con las aguas residuales; el requisito es mantener el agua oxigenada lo que suele hacerse bien mediante agitación del agua llamada fangos activos, o bien por lechos bacterianos, donde se utilizan plásticos u otros materiales de gran superficie específica a los que van fijadas las bacterias. La depuración se produce al hacer circular aire y agua residual a través del lecho poroso formado por el plástico. En el tratamiento anaerobio, la oxidación de la materia orgánica se produce en ausencia de oxígeno (en recipiente cerrado) formándose gases que se pueden usar como combustible para obtener energía en la propia planta depuradora.

Tratamiento terciario: consiste en procesos físicos, químicos y biológicos avanzados, donde se pretenden eliminar ciertos contaminantes específicos que permanecen después de un tratamiento secundario tales como metales pesados, nitrógeno, fósforo, isótopos radiactivos y sustancias inorgánicas. Este tipo de tratamiento se utiliza en casos especiales o en zonas de escasez de agua donde se purifica este agua para darle un segundo uso, en lugar de devolver el agua al medio natural. Se utilizan diversos métodos especializados como la adsorción, el intercambio iónico, la ultrafiltración, la ósmosis inversa o la electrodiálisis. Son tratamientos muy costosos que muy pocas depuradoras realizan.

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LÍNEA DE FANGOS DE UNA DEPURADORA

En los tratamientos anteriores del agua se genera una cantidad de residuos en donde se concentra la contaminación eliminada (fangos). Los residuos tienen una serie de tratamientos llamados línea de fangos que son el espesamiento, la digestión anaerobia y la deshidratación.

Espesamiento: En los tratamientos anteriores se generan una cantidad de residuos en donde se concentra la contaminación eliminada (fangos). Al retirarlos también nos llevamos una gran cantidad de agua (aproximadamente un 95%) por lo que ocupan volúmenes importantes y facilitan la putrefacción de los mismos. La finalidad del espesamiento o espesado es reducir el volumen de los fangos mediante la eliminación parcial de esta agua.

Digestión anaerobia: Los fangos, después de pasar por el espesador, son llevados a unos depósitos separados, llamados digestores anaerobios, donde se procede a su estabilización. Esta estabilización se consigue mediante un procedimiento biológico que permite una degradación importante de la materia orgánica por medio de una fermentación llevada acabo por unos microorganismos en un recinto cerrado y en ausencia de aire. De esta fermentación se obtienen ciertos gases, sobre todo: metano y dióxido de carbono.

Deshidratación: De los tratamientos anteriores de fangos, la reducción de agua en ellos es mínima y esto hace que tengan un gran volumen, por lo que es necesario eliminarla. La deshidratación se encarga de eliminar, en buena parte, el agua de los fangos. Existen varios tipos de máquinas para deshidratar los fangos, como los filtros de banda o las centrífugas, pero actualmente el más usado es la deshidratación por medio de centrífugas que consisten, esencialmente, en un tambor cilindro-cónico de eje horizontal girando a gran velocidad; la parte sólida que es más pesada se deposita abajo debido a la fuerza centrífuga.

LÍNEA DE GAS DE UNA DEPURADORA

En los tratamientos anteriores del agua y fangos, se generan gases. La línea de gas se encarga de aprovechar los gases obtenidos en la digestión anaerobia de los fangos y tratamiento secundario anaerobio, para equipos instalados en la misma planta o incluso (si se dispone de motores) generar electricidad (el gas es utilizado para alimentar las calderas de agua caliente que, mediante intercambiadores de calor agua-fango, comunicarán a éste la temperatura óptima para mantener el proceso de digestión. En plantas depuradoras de gran tamaño, el gas producido en la digestión excede las necesidades para el calentamiento del fango, por lo que es posible emplearlo para otras finalidades. Una de estas posibilidades, la más usual hoy en día, es utilizarlo como combustible de alimentación a motores que hacen funcionar un generador de energía eléctrica para el aprovechamiento de la misma en la planta).

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TEMA 5. DINÁMICA DE LA GEOSFERA.

1. LA GEOSFERA: ESTRUCTURA Y COMPOSICION. 1.1 Concepto de Geosfera.

Es una capa sólida y rocosa que está en el interior de la Tierra. Es la parte de la Tierra formada por

rocas y metales. Es la capa de mayor tamaño (ocupa casi toda la masa de la Tierra, las otras capas de la Tierra son atmósfera, hidrosfera y biosfera).

La Geosfera es la parte estructural de la Tierra que se caracteriza por ser la de mayores temperaturas, presión, densidad, volumen y espesor. Comprende desde la superficie hasta el centro de nuestro planeta (hasta los 6.370 Km. aproximadamente). Está compuesta principalmente de Hierro (Fe) en un 35%, Oxígeno (O) en 25% y Silicio (Si) en 18%. En la Geosfera se produce el aumento continuo de la densidad, presión y temperatura en relación directa con la profundidad.

La Geosfera se divide en tres capas, que son de la más externa a la más interna: Corteza, Manto y Núcleo. Su capa más externa (sólida y rígida), la “litosfera” que comprende la corteza y la parte superior del manto, es el lugar en donde suceden los procesos geológicos, se obtienen los recursos geológicos y suceden los riesgos geológicos. Procesos geológicos Recursos Riesgos

Meteorización Carbón Volcanes Erosión Petróleo Terremotos Transporte Minerales Desprendimientos Sedimentación etc… Inundaciones, etc… Plegamientos, etc… • Corteza terrestre: Es la parte más superficial de la Tierra. Las rocas que la forman están

compuestas principalmente de oxígeno, silicio, aluminio y hierro. Se pueden distinguir dos tipos de corteza: - La corteza continental: Tiene un espesor de unos setenta kilómetros aproximadamente y su roca más abundante es el granito. - La corteza oceánica: Tiene un espesor de unos diez kilómetros aproximadamente y su roca más abundante es el basalto.

• El manto. Es la capa que está situada debajo de la corteza. Las rocas que la constituyen son ricas en oxígeno, magnesio, silicio y hierro. Se encuentra a temperaturas situadas entre los mil quinientos y los tres mil grados centígrados.

• Núcleo. Ocupa el centro de la Tierra. Las rocas que lo constituyen fundamentalmente son de hierro y níquel. La temperatura puede llegar cerca de unos cinco mil grados centígrados.

1.2 ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN DE LA TIERRA.

En la actualidad los conocimientos que tenemos sobre el interior de la Tierra se obtienen tanto de

manera directa: por ejemplo, a través de las erupciones volcánicas, perforaciones petroleras, cavernas y minas; así como de manera indirecta: cuando se registran las ondas sísmicas, la gravedad, el magnetismo o la electricidad terrestre, por ejemplo. Para estudiar la estructura y composición de la geosfera, los métodos indirectos son necesarios debido a la inaccesibilidad de la geosfera (por su gran profundidad sólo se puede estudiar los primeros kilómetros del interior terrestre, es decir, sólo una pequeña parte de la corteza).

Las ondas sísmicas P y S (producidas en los terremotos) son las que proporcionan mayor información sobre la estructura y composición del interior terrestre, al estudiar los cambios en su velocidad al propagarse bajo tierra. Las discontinuidades son zonas del interior de la Tierra en las que se producen

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cambios bruscos en la trayectoria y velocidad de las ondas sísmicas, debido probablemente a que separan regiones con distintas características, indicándonos que pueden aparecer rocas distintas porque cambia la densidad o indicándonos que las rocas se pueden encontrar a mayor presión o temperatura o en estado líquido porque cambia la rigidez (la velocidad de las ondas sísmicas depende de la rigidez –más rigidez más velocidad− y de la densidad –más densidad menos velocidad–, como la discontinuidad es la zona donde cambia la velocidad nos indica que en esa zona cambia la rigidez o densidad).

La geosfera se divide en capas atendiendo a su composición química llamadas corteza, manto y núcleo o se divide en capas atendiendo al comportamiento, llamadas litosfera, astenosfera, mesosfera y núcleo o endosfera. El primero es la división desde el punto de vista geoquímico (o químico) y el segundo desde el punto de vista dinámico.

1.2.1 Punto de vista químico.

Corteza; está delimitada por la discontinuidad de Mohorovic que se encuentra a unos 5 – 10 km profundidad en los océanos y a unos 30 – 70 km profundidad en los continentes, distinguiéndose así una corteza oceánica y una continental.

- Corteza continental: en su parte más externa predominan los sedimentos y rocas sedimentarias,

mientras que en la parte media e inferior abundan las rocas metamórficas (como gneis y esquistos) e ígneas (como el granito).

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La antigüedad de la roca continental va de 0–4.000 millones de años. La corteza continental tiene una densidad media de 2,7 gr / cm3.

- Corteza oceánica: tiene una fina capa de sedimento en la parte superficial, seguida en profundidad por

roca volcánica (principalmente basalto) y por último gabro (roca plutónica) (recuerda que las rocas ígneas o magmáticas son las que se forman al enfriarse el magma, bien rápidamente al salir del volcán (roca volcánica) o bien lentamente al quedarse bajo la superficie terrestre (roca plutónica)). La antigüedad de la roca oceánica va de 0–180 millones de años, por lo que son más jóvenes que las rocas de la corteza continental. La corteza oceánica es un poco más densa que la continental, tiene una densidad media de 3 gr / cm3.

Manto: se encuentra desde la discontinuidad de Mohorovic hasta la discontinuidad de Gutenberg a

2.900 km de profundidad. El manto ocupa el 82 % del volumen de la Tierra, lo que equivale al 68 % de la masa de la Tierra (unos 2875 km de espesor). El manto se divide a unos 670 km de profundidad en manto superior y manto inferior. El manto está formado por rocas ultrabásicas del tipo de las peridotitas que contienen minerales del tipo olivino (silicatos). Conforme aumenta la profundidad la presión es tan grande que produce una reorganización de los minerales produciendo rocas más densas, por lo que podemos decir que el manto inferior tiene la misma composición que el manto superior pero con mayor densidad. La densidad del manto superior es 3,5 gr /cm3 aproximadamente y la del manto inferior 5,5 gr/cm3. Las ondas P y S aumentan progresivamente su velocidad en profundidad.

Núcleo: va desde la discontinuidad de Gutemberg (2.900 km de profundidad) hasta el centro de la Tierra que tiene aproximadamente 6.370 km. El núcleo ocupa el 16 % del volumen terrestre y representa el 32% de su masa (unos 3.470 km de espesor). La densidad del núcleo es de 10 – 13 gr/cm3. En la discontinuidad de Gutemberg desaparecen las ondas S, por lo que se supone que los materiales están fundidos. A los 5150 km de profundidad aparece una elevación importante de las ondas P (discontinuidad de Lehmann) por lo que se considera sólida y divide el núcleo en núcleo interno sólido y núcleo externo líquido. Su composición por comparación con los sideritos (meteoritos metálicos con 95% de Fe y 5% Ni), por la densidad tan elevada y por la formación del campo magnético terrestre, se supone que es fundamentalmente Fe con un 5 % de Ni y algunos elementos menos densos como S, Si y O. En el núcleo externo los movimientos de fluidos de minerales férricos serían los causantes de la inducción y mantenimiento del campo magnético terrestre. En el núcleo interno, que abarca desde 5.150 km de profundidad hasta el centro de la Tierra a 6.371 km, a pesar de la elevada temperatura, constituye una esfera totalmente sólida debido a la altísima presión reinante a esa profundidad.

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1.2.2 Punto de vista dinámico. Según el comportamiento de los materiales, tenemos la litosfera, astenosfera, mesosfera y endosfera.

Litosfera: es la parte sólida y rígida que comprende la corteza y parte del manto superior, llega hasta los 50 – 100 km en los océanos (bajo las dorsales el espesor puede ser de tan sólo 5-10 km) y 100 – 200 km en los continentes (incluso bajo algunos continentes antiguos llega hasta 300 km), justo antes de llegar al canal de baja velocidad de onda.

Astenosfera: se corresponde con el canal de baja velocidad de ondas (corresponde a la zona en la que la

velocidad de las ondas sísmicas presenta fluctuaciones con descensos y elevaciones) que se relaciona con un descenso de la rigidez de los materiales. Se encuentra entre la base de la litosfera y unos 350 km de profundidad (algunos autores dicen que mucho más profundo). Dado que se trata de una porción del manto, la roca que la compone es peridotita y se encuentra en estado sólido, aunque próxima a la fusión, lo que permite que los materiales aunque sólidos, presenten corrientes de convección muy lentas (1- 12 cm/año) que provocan el movimiento de las placas tectónicas (según la teoría de la tectónica de placas) que generan procesos como la unión o división de los continentes, la formación de cordilleras... Algunos autores cuestionan la existencia de la astenosfera y piensan que es posible que la transmisión de energía a través del manto (corrientes de convección del manto) sea suficiente para explicar el movimiento de las placas tectónicas. En resumen, la astenosfera es sólida pero tiene cierta plasticidad.

Mesosfera: comprende el resto del manto, es decir, la parte más profunda del manto superior y

todo el manto inferior, es sólida (a pesar de las altas temperaturas la presión mantiene los materiales sólidos) aunque se postula que puede tener también corrientes de convección motivadas por las diferencias de temperatura y, por tanto, de densidad. En la base del manto se encuentra la capa D″ o nivel D″ (se dice D doble prima) que es una capa discontinua e irregular con un espesor entre 0-300 km donde se depositan los materiales más densos y donde probablemente se originan las plumas convectivas que son corrientes ascendentes de materiales del manto originadas por el calor del núcleo en contacto con esta base del manto, estos materiales ascienden pudiendo llegar a la superficie terrestre originando los puntos calientes que son lugares en la superficie terrestre con gran actividad volcánica como Hawai.

Endosfera: también llamada núcleo. Se divide en núcleo externo (desde 2.900 km hasta 5.150 km)

fundido que presenta corrientes de convección (la circulación convectiva de cargas eléctricas en su seno origina y mantiene el campo magnético del planeta) y el núcleo interno sólido, donde se alcanzan las mayores temperaturas y presiones. A medida que el núcleo libera calor a través del manto, el hierro cristaliza y se acumula en el núcleo interno. 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 del núcleo interno, probablemente a un ritmo de algunas décimas de milímetro por año).

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2. BALANCE ENERGÉTICO DE LA TIERRA.

En la Tierra está presente tanto la energía interna que hay bajo la superficie terrestre, como la energía externa que hay sobre la superficie y que procede del Sol y la gravedad. La energía interna es la responsable de que se produzcan los procesos geológicos internos (volcanes, terremotos, formación de montañas, movimiento de continentes…) y la energía externa es la responsable de que se produzcan los procesos geológicos externos (erosión, transporte, sedimentación, precipitaciones…). En los procesos geológicos internos se libera energía interna hacia la superficie terrestre y desde la superficie se libera energía hacia el espacio.

El flujo térmico es el calor que irradia del interior terrestre hacia el exterior. El flujo térmico se

manifiesta principalmente en volcanes, cuando los volcanes no están en erupción puede producir aguas termales, géiseres y fumarolas que también irradian calor (producen flujo térmico). El flujo térmico en la superficie terrestre es de 2,1·1014kw/h, es emitido, en parte, mediante radiación infrarroja de la Tierra al espacio, favoreciendo el que la temperatura terrestre se mantenga más o menos constante.

3. ORIGEN DE LA ENERGÍA INTERNA a) Citar algunas manifestaciones de la energía interna: se comprueba que existe energía interna

en nuestro planeta por el gradiente geotérmico (cada vez que baja 100 m la temperatura sube 3,3 ºC) que se demuestra al bajar a una mina donde a más profundidad más calor hace o por las aguas subterráneas, que al extraerlas salen más calientes cuanto más profundo esté el acuífero. Otras manifestaciones de la energía interna son las aguas termales y sobre todo volcanes y terremotos.

b) Concepto de grado geotérmico: Es lo mismo que gradiente geotérmico terrestre (cada vez que baja 100 m la temperatura sube 3,3 ºC), dicho gradiente solamente se mantiene durante los primeros kilómetros, ya que de mantenerse constante se alcanzarían en el centro de la Tierra temperaturas muchísimo mas elevadas (unos 200.000 ºC) de las que en realidad existen (unos 5.500 ºC).

c) Origen energía planetaria y endógena: La energía planetaria es la energía cinética que posee la Tierra por su movimiento de rotación y traslación. La energía endógena consta de energía térmica y elástica. La energía térmica proviene del calor residual de la formación de la Tierra y sobre todo de la descomposición de isótopos radiactivos. La energía elástica se almacena en las rocas cuando son deformadas por presiones y será liberada cuando la roca se fracture por llegar al límite máximo de elasticidad que puede soportar. Tiene que ver con fallas y pliegues. Las rocas son sometidas a presiones que las deforman, si las presiones continúan llega un momento en que la roca se fractura produciendo la liberación de la energía elástica almacenada por la deformación, la rotura de la roca producirá terremotos. Esto se creía que sólo aparecía en la litosfera, pero en realidad puede darse en cualquier lugar de la geosfera.

4. GEODINÁMICA INTERNA Y CICLO GEOLÓGICO.

La geosfera no permanece estática, sino que sufre cambios a lo largo del tiempo que se manifiestan en la superficie. Estos cambios son producidos por la energía externa (energía solar y gravitacional) e interna (energía calorífica procedente del interior de la geosfera). Según el tipo de energía que actúe, los procesos que ocurren y los cambios producidos son distintos, por eso se habla de geodinámica externa y procesos geológicos externos y geodinámica interna y procesos geológicos internos. En ambos casos, además de cambios en la superficie terrestre, pueden provocar riesgos (terremotos, inundaciones, volcanes…) o pueden aparecer productos y sustancias, que pueden constituir recursos para la humanidad. La geodinámica interna se basa principalmente en los movimientos de las placas litosfericas originados por las corrientes convectivas (corrientes de conveccion) producidas por la energía interna, estos movimientos litosfericos con sus choques, rozamientos y separaciones de placas son los responsables de la geodinámica interna con sus procesos geológicos internos como los volcanes, terremotos, formación de islas, montañas, rocas magmáticas y metamórficas, movimientos de los continentes, pliegues, fallas…

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Las rocas y el relieve cambian a lo largo del tiempo debido tanto a procesos externos como internos, dividiéndose por ello en ciclo geológico externo e interno respectivamente. En el ciclo geológico externo, producido por la energía externa (radiación solar y fuerza gravitatoria), los agentes y procesos externos (seres vivos, cambios de temperatura, gases, agua, nieve, viento…) actúan realizando los procesos geológicos externos (meteorización y erosión de las rocas (ígneas, metamórficas y sedimentarias), transporte y sedimentación de los materiales erosionados).

En el ciclo geológico interno producido por la energía interna (calor del interior terrestre) las rocas se van transformado por diferencias de presión y temperatura en otras rocas distintas, por ejemplo a partir de los sedimentos se forman las rocas sedimentarias y éstas si son sometidas a muy altas presiones y temperaturas pero sin fundirse se transforman en rocas metamórficas y, si cualquiera de estas rocas se funde por altas temperaturas, se transforman en rocas ígneas, a su vez las rocas ígneas si son sometidas a muy altas presiones y temperaturas pero sin fundirse se transforman en rocas metamórficas, cualquiera de estas rocas si salen a la superficie por movimientos de las placas tectónicas son erosionadas en la superficie en el ciclo geológico externo formando sedimentos que darán lugar en el tiempo a rocas sedimentarias. En resumen cualquier roca puede ser transformada en otro tipo por acción de la energía interna y puede ser disgregada y erosionada por la energía externa, por tanto, la geosfera está en continuo cambio por acción conjunta de la energía externa e interna formando el ciclo geológico. La geodinámica externa e interna son las responsables de que se produzca el ciclo geológico.

5. RIESGOS GEOLOGICOS, RIESGOS NATURALES E INDUCIDOS

Definimos riesgo como cualquier condición, proceso o suceso que puede ocasionar heridas, enfermedades, pérdidas económicas o daños al medio ambiente. En muchas ocasiones el motivo real de los desastres naturales no es el riesgo en sí (inundación, terremoto…) sino el hacinamiento de la población humana en las áreas susceptibles de sufrir dichas catástrofes y la carencia de infraestructuras adecuadas para hacer frente a estas situaciones extremas.

Nuestro punto de vista en relación con los desastres y calamidades naturales es fundamentalmente antropocéntrico. Ello es lógico a la vista de las tragedias humanas que asolan a las colectividades ante fenómenos naturales a menudo violentos. Sin embargo, estos fenómenos en los sistemas naturales, carentes por su propia naturaleza de visión o contenido moral alguno, desempeñan y han desempeñado un papel objetivo a lo largo de la historia evolutiva de la vida. Por ejemplo la catástrofe global en el tránsito Mesozoico-Cenozoico (hace 65 millones de años), posiblemente provocado por el impacto de un meteorito en el golfo de Yucatán, fue la responsable de exterminar a una gran cantidad de especies, incluyendo a los dinosaurios. Ello

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abrió el camino al progreso de los mamíferos, unos organismos marginales entonces, y por tanto a la aparición de los homínidos. En este caso, la posible catástrofe, que desataría gigantescos tsunamis en todo el mundo, una tremenda onda de choque en el medio marino y una drástica bajada de temperaturas por el velo de polvo y vapor, al exterminar a los organismos competidores, abrió, por azar, una vía evolutiva necesaria para la aparición de nuestra especie. Otro ejemplo de la función ambivalente de los desastres naturales sería una erupción volcánica, debido a la fertilidad de las tierras con cenizas volcánicas una vez se va constituyendo suelo edáfico, siendo usada para cafetales en Sudamérica y Centroamérica y para té en Tanzania. La isla de Java posee una agricultura más rica que la de las islas vecinas justamente porque tiene suelos de origen volcánico. Ello hace que la población, a pesar de las erupciones, se mantenga no muy lejos de los volcanes. El rico suelo de la Pampa argentina, debe mucho a las cenizas de las erupciones volcánicas de la Cordillera de los Andes. El mayor yacimiento de plata de la historia, el de Potosí, en Bolivia, que hizo de esta ciudad la más poblada del mundo en el siglo XVI, está asociado a una de estas grandes calderas, la de Kari Kari, que explosionó hace unos 13 millones de años.

Clasificación de los riesgos: naturales, tecnológicos y mixtos

Atendiendo a su origen los riesgos se clasifican en naturales si son debidos al funcionamiento del medio natural, es decir, los que se producen sin intervención humana, tecnológicos o culturales si son debidos a las actividades humanas, pueden ser por actividades humanas productivas (contaminación industrial), por accidentes o fallos humanos (mareas negras, escapes radiactivos…) o por la actividad socio-política (guerras, deportes peligrosos, drogadicción, malos hábitos alimentarios…) y los riesgos mixtos o inducidos si tienen un origen natural pero las actividades humanas los magnifica o los provoca, por ejemplo la desertización provocada por la deforestación. Pero prácticamente todos los riesgos naturales pueden ser intervenidos por el hombre, por lo que resulta muy difícil su clasificación exacta ya que una inundación es un riesgo natural, pero la pérdida de cobertura vegetal, la rectificación de cauces, las basuras acumuladas en cauces temporalmente secos (ramblas), las construcciones que afectan al normal curso natural del agua, el efecto invernadero… son multitud de acciones humanas que magnifican e incluso aumentan la frecuencia de las inundaciones.

Además, cabe destacar por su efecto a nivel mundial, los riesgos de los Sistemas Terrestres Globales que están asociados a los desequilibrios de los grandes ciclos y sistemas de la Tierra: el ciclo hidrológico, el ciclo erosión-sedimentación global, los grandes ciclos biogeoquímicos: C, O, N, P, S, etc. Ejemplos conocidos son el "efecto invernadero", asociado al ciclo del C y del vapor de agua; el problema de la capa de ozono, protectora frente a los rayos ultravioleta; etc.

Los Riesgos Naturales se subdividen en Biológicos, Químicos y Físicos: Los Riesgos Biológicos son las enfermedades causadas por todo tipo de microorganismos

parásitos (bacterias, virus…), pólenes o animales como avispas o serpientes venenosas. Ejemplos plagas, epidemias…

Los Riesgos Químicos son debidos a los productos químicos peligrosos contenidos en comidas, aire, agua o suelo. Ejemplo el pesticida DDT, los metales pesados, dioxinas…

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Los Riesgos Físicos son de diversa índole como las radiaciones ionizantes, el ruido, los incendios…, destacan: - Climáticos o atmosféricos como huracanes, olas de frío/calor, rayos, granizo, tornados... - Geológicos que son los riesgos ligados a la procesos geodinámicos externos (deslizamientos, desprendimientos, flujos, avalanchas, torrentes y ramblas, hundimientos cársticos, pérdida de suelos, expansividad, invasión de dunas y erosión litoral) e internos (volcanes, terremotos, diapiros, tsunamis, movimientos de fallas). Los externos tienen en mayor o menor grado una dependencia del clima. - Geoclimáticos como las inundaciones (es climático y geológico). - Cósmicos son los procedentes del espacio como la caída de meteoritos o las variaciones en la radiación solar incidente.

Hay riesgos naturales de tipo biológico, como las plagas y epidemias, y riesgos tecnológicos como las mareas negras o las fugas radiactivas, cuyo origen tiene escasa o nula relación con la geología y no estudiaremos en este tema, donde nos centraremos en los riesgos geológicos, entendiendo por tales las situaciones o sucesos del medio geológico, naturales, inducidas o mixtas, que pueden generar daños económicos o sociales, y en cuya predicción, prevención o corrección hayan de emplearse criterios geológicos. Veremos los siguientes:

- Riesgos derivados de procesos geodinámicos internos: sísmicos y volcánicos. - Riesgos derivados de procesos geodinámicos, externos: meteorológicos (inundaciones, y gota

fría), movimientos del terreno (deslizamientos de ladera, desprendimientos, flujos y avalanchas) y litorales (retroceso de acantilados y erosión de playas). 7. RIESGOS VOLCÁNICO Y SÍSMICO: PREDICCIÓN Y PREVENCIÓN. SU INCIDENCIA EN LA REGIÓN DE MURCIA 7.1 EL RIESGO SÍSMICO

7.1.1 Introducción. Los grandes terremotos (la gran mayoría son tan pequeños que ni los notamos) ocasionan enormes desastres en un tiempo muy breve, sus principales efectos son las sacudidas del suelo y de los edificios, desplazamientos superficiales del suelo, deslizamientos de tierras y tsunamis. 7.1.2 Conceptos básicos: tipos de ondas sísmicas.

Los terremotos (o sismos o seísmos) son producidos por la liberación de grandes cantidades de energía en forma de ondas elásticas, llamadas ondas sísmicas. En profundidad las ondas sísmicas que se forman en el hipocentro (lugar del interior terrestre donde se origina el terremoto) del terremoto son las ondas P y S (muy útiles para estudiar la estructura interna de la Tierra) que al llegar a la superficie terrestre se transforman en las ondas L (Love) y R (Reyleigh), que se transmiten en forma circular a partir del epicentro (lugar de la superficie terrestre más cercano al hipocentro y por tanto, donde la intensidad del terremoto es mayor) y son las que causan la mayor parte de los destrozos de los terremotos.

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Las ondas L y R también son llamadas ondas superficiales porque se transmiten por la superficie terrestre (por eso son las responsables de los destrozos), a diferencia de las ondas P y S que van en profundidad.

Las roturas (con desplazamiento de las rocas) de grandes masas rocosas en el interior de la Tierra son

las (fallas) que producen terremotos. Esta rotura produce vibraciones, ondas sonoras de tres tipos que veremos en mayor detalle: - Ondas P: también llamadas primarias o longitudinales. Son las de mayor velocidad, y por tanto las

que llegan las primeras. Son ondas longitudinales porque las partículas del terreno vibran en la dirección de la onda (avanzan mediante sucesivos impulsos de expansión y comprensión como en un acordeón), es decir, las ondas comprimen las partículas a su paso. Como los cuerpos sólidos, líquidos y gaseosos se pueden comprimir, las ondas P pueden propagarse en todos los medios.

- Ondas S: también llamadas ondas secundarias o transversales. Viajan con menor velocidad que las

ondas P, y se reflejan en los sismogramas después de éstas. Hacen vibrar las partículas del terreno en una dirección perpendicular a la de propagación de la onda (avanzan mediante un movimiento ondulatorio perpendicular a la dirección de propagación). Las ondas S sólo se propagan en sólidos (si dejan de propagarse a cierta profundidad indica que las rocas están fundidas a esa profundad, es decir en estado líquido, así es como se sabe que el núcleo externo está líquido).

- Ondas superficiales (R y L): son las últimas que

se registran en los sismogramas, aparecen como consecuencia de la llegada de trenes de ondas P y S a las superficies de contacto entre materiales de características mecánicas distintas, principalmente la superficie de contacto tierra-aire y tierra-océano. Son las que provocan las catástrofes superficiales asociadas a los terremotos de gran intensidad. Se producen 2 tipos de ondas superficiales las R o Rayleigh que producen una oscilación ascendente y descendente como el oleaje y las ondas superficiales L o Love con una propagación similar a las ondas S pero, en este caso, en el plano horizontal como el movimiento de una serpiente; aunque estas ondas no penetran a mucha profundidad, son las mayores responsables de los daños producidos en los cimientos y estructuras de las construcciones.

Las ondas P y S proporcionan información sobre la estructura y composición del interior terrestre,

mientras que las superficiales no porque no aparecen en profundidad. 7.1.3 Causas de los terremotos

Los fenómenos que pueden desencadenar los riesgos sísmicos son aquellos que puedan producir una liberación de energía suficiente y su posterior transmisión en forma de ondas, su origen puede ser muy variado: erupciones volcánicas, impacto de meteoritos, explosiones nucleares, asentamiento de grandes embalses, deslizamientos, inyección de fluidos en el terreno, actividades mineras,

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subsidencias…, pero la más importante es la actividad tectónica (los movimientos de las placas tectónicas pueden producir la rotura con desplazamiento de grandes masas rocosas, es decir, fallas) que deforma las rocas almacenándose en ellas energía elástica que será liberada cuando la deformación supere su limite de elasticidad, entonces se romperá produciendo una falla (fractura con desplazamiento de estratos) que liberará toda la energía elástica almacenada. Por este motivo, los terremotos se producen mayoritariamente en los bordes de las placas tectónicas (límites de placa), asociados normalmente con áreas volcánicas y cadenas montañosas jóvenes (Andes-Rocosas, Mediterráneo, Himalaya). 7.1.4 Conceptos de magnitud e intensidad sísmica

Los terremotos son medidos por unos aparatos llamados sismógrafos, y la importancia del terremoto puede cuantificarse atendiendo a dos parámetros: la intensidad y la magnitud del seísmo. La magnitud se representa por medio de la escala de Richter elaborada en función de la energía liberada, los grados de esta escala se representan en números árabes y crecen exponencialmente, de manera que cada punto de aumento significa un incremento de la energía del terremoto de diez veces más. Teóricamente no hay un límite máximo en la escala, el máximo registrado en la actualidad es de 9,5.

Richter Mercalli La intensidad se mide por medio de la escala de Mercalli elaborada en función de la sensación percibida por la gente y de los daños observables producidos, por tanto, tiene un cierto grado de subjetividad. Además, los daños observables varían según la naturaleza del sustrato, el tipo de

construcciones, la densidad de población…, por tanto 2 seísmos en zonas diferentes, de igual magnitud en la escala de Ritcher, pueden tener distinta intensidad en la escala de Mercalli porque los daños serán menores en una zona con construcciones sismorresistentes que en otra zona con construcciones de mala calidad. Es expresada en números romanos y tiene 12 grados. 7.1.5 Localización espacial de los terremotos

Los terremotos se sitúan fundamentalmente en los límites de las placas tectónicas (95% de los terremotos), destacan el Cinturón de fuego del Pacífico (es el que presenta mayor sismicidad con gran diferencia), el Cinturón Alpino-Himalayano y las crestas de las dorsales medioceánicas.

El Cinturón de fuego del Pacífico también

llamado Cinturón circumpacífico conecta los arcos insulares de Asia y Australia y continua por la costa

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occidental de todo el continente americano. Presenta una alta actividad sísmica, además de volcánica (es la zona con más terremotos del planeta y donde suelen aparecer los terremotos de mayor magnitud). Coinciden con bordes de placa destructivos de subducción (choque de 2 placas tectonicas).

La distribución de la sismicidad en la áreas continentales es mucho más difusa que en los océanos. Sin embargo, los estudios de detalle muestran que los epicentros se concentran según alineaciones que se corresponden con fallas. 7.1.6 Factores de riesgos: peligrosidad, exposición y vulnerabilidad sísmica Los factores que hay que tener en cuenta a la hora de estudiar un riesgo son 3: La peligrosidad es la probabilidad de que en una determinada zona ocurra un fenómeno geológico destructivo determinado en un intervalo de tiempo, la frecuencia con la que un riesgo se repite es el tiempo de retorno por ejemplo un terremoto cada 100 años. La peligrosidad además del tiempo de retorno depende de la magnitud o grado de peligrosidad, es decir, de la intensidad del riesgo, por ejemplo un terremoto de intensidad 7 de la escala de Ritcher es más peligroso que uno de escala 3. La peligrosidad es el factor más difícil de predecir, se suelen elaborar mapas de peligrosidad donde aparecen las zonas históricamente afectadas. La exposición o valor es el número de personas o bienes sometidos a un determinado riesgo, por ejemplo si es afectada una zona grande y muy poblada con edificios, industrias, comercios…, está más expuesta (tiene más valor) que si es afectada una zona pequeña donde sólo había agricultura, y ésta última está más expuesta que una zona despoblada y sin ningún uso como un desierto. La vulnerabilidad es la proporción del valor que puede perderse (pérdidas humanas y bienes) como consecuencia de un determinado suceso, respecto al total expuesto. La vulnerabilidad es mayor en países subdesarrollados que en países desarrollados (se producen 6 veces más víctimas en cada catástrofe en los países subdesarrollados que en los desarrollados) por no tener viviendas ni medidas preventivas adecuadas. Los países desarrollados presentan medidas estructurales como la cimentación adecuada o la construcción sobre pilares en el caso de las inundaciones, la edificación sismorresistente en zonas propensas a terremotos, los edificios preparados para resistir los huracanes, la instalación de pararrayos, las vacunas para prevenir enfermedades… Aparte de las construcciones correctoras para atenuar los efectos previsibles de un riesgo están los planes de actuación sobre la población por parte de protección civil.

La peligrosidad de un seísmo será mayor en los bordes de placa y dependerá de la magnitud del terremoto en la escala de Ritcher, lo cual es imposible de predecir, la exposición es incrementada por el incremento de población en la zona y la vulnerabilidad será mayor en países subdesarrollados que en países desarrollados por no tener viviendas sismorresistentes ni medidas preventivas adecuadas, la escala de Mercalli nos indica la vulnerabilidad de la zona. 7.1.7 Predicción y prevención de los terremotos 7.1.7.1 Predicción. Para la predicción (averiguar los fenómenos de riesgo antes de que ocurran). La neotectónica se encarga del estudio de las estructuras tectónicas que se han formado o que muestran evidencias de actividad reciente, su estudio ayuda en la predicción de terremotos. Para la predicción es fundamental el estudio del registro histórico de seísmos en la zona (método histórico) ya que los grandes terremotos se suelen repetir a intervalos más o menos fijos. La localización de las fallas activas es un método eficaz, ya que el 95% de los seísmos se originan en ellas y se detectan fácilmente a partir de imágenes de satélites y de interferometría de radar, sistema que sirve además para cuantificar la velocidad de desplazamiento relativo de los labios de falla. Son también útiles para la predicción la detección de los precursores sísmicos que son modificaciones en la zona que ocurren previamente al terremoto como pueden ser el

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aumento del volumen de las rocas (teoría de la dilatancia) con elevaciones del terreno, variaciones en los niveles de agua en los pozos, microseísmos, emisión del gas radón, cambios en el campo magnético local, disminución de la resistencia eléctrica en las rocas y alteración de la conducta de los animales. La predicción de los terremotos es un problema todavía no resuelto porque se presentan frecuentemente sin manifestaciones previas perceptibles y los intervalos a los que se suelen repetir no son muy exactos. 7.1.7.2 Prevención. La prevención incluye tanto medidas estructurales como no estructurales. Las más efectivas son las medidas no estructurales, en las que en base a mapas de riesgo se elaboran planes de ordenación del territorio, estos planes deben evitar grandes densidades de población en las zonas con fallas activas, con probabilidad de movimientos de ladera, las costas propensas a tsunamis, las licuables… Otra medida no estructural son las medidas de protección civil para informar, alertar y evacuar a la población. La contratación de seguros que cubra la pérdida de propiedades. Entre las medidas estructurales tenemos la inyección de fluidos en las fallas activas (“lubricar” periódicamente las fallas), provocar pequeños seísmos de baja magnitud para reducir las tensiones acumuladas en las rocas y evitar seísmos de gran magnitud y, como no, aplicar las normas antisísmicas, es decir, pautas de construcción, diseños y materiales sismorresistentes. En suelos rocosos, los edificios deben ser altos, rígidos y simétricos, con cimientos flexibles (caucho) que permitan la oscilación completa del edificio (manteniendo una distancia de separación entre edificios para que no choquen durante su vibración), en suelos blandos los edificios deben ser bajos, rígidos y con poca extensión superficial.

7.1.8 El riesgo sísmico en España La península Ibérica está situada en la parte occidental de la placa Euroasiática y su parte S

coincide con el borde de esta placa y la Africana (lo que la llevan a soportar 2 tipos de tensiones: un movimiento lateral a lo largo de la falla Azores-Gibraltar y otro frontal en el que colisionan Eurasia y África), el choque de la placa Africana contra la Euroasiática afecta principalmente a la zona S y SE de la península Ibérica (sobre todo en la región de Granada y costa de Almería) que es donde se registra el mayor índice de actividad sísmica y donde han tenido lugar los terremotos más destructores en España, aunque más bien está caracterizada por la frecuencia de terremotos de magnitud intermedia. Se estima que la península presenta un período de retorno de unos 100 años para terremotos de gran intensidad (mayor de 6 en la escala de Richter). Otras zonas menos relevantes sería el noroeste (Pirineos, Cataluña y Teruel) y noroeste (Galicia y Zamora), la zona central se considera sísmicamente inactiva o estable.

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El riesgo sísmico en Murcia: En relación con el resto de España, la Región de Murcia se halla en una zona de sismicidad media-alta (la tasa anual de terremotos es doble en Murcia que en la media de la Península Ibérica), considerada la Península Ibérica a su vez como de sismicidad moderada. En la región de Murcia existe una de las zonas sismotectónicas más importantes en el corredor del Valle del Guadalentín y del Bajo Segura (la falla del valle de Guadalentín es una de las más activas de la Península Ibérica, teniendo una incidencia muy directa en edificaciones y conducciones situadas en su plano de falla, entre ellas el propio canal del Trasvase Tajo-Segura). Otro área de gran relevancia es el Campo de Cartagena o sector del Mar Menor, siendo zonas muy peligrosas ya que, aparte de la alta sismicidad, son las más vulnerables como consecuencia del tipo de materiales (poco consolidados) que forman el relleno; este hecho puede provocar amplificaciones de ondas que llegado el caso podrían resultar catastróficas. Dada la gran densidad de fallas que se cruzan en la región de Murcia no parecen probables terremotos de grandes magnitudes; por ejemplo superiores a 6.

7.2 EL RIESGO VOLCÁNICO 7.2.1 Introducción. Los riesgos volcánicos son menos perceptibles para la población que los riesgos sísmicos, debido a que los volcanes permanecen inactivos durante largos períodos de tiempo y proporcionan una falsa sensación de seguridad. Los riesgos derivados de fenómenos volcánicos, a pesar de su espectacularidad, originan un número de víctimas pequeño (comparado con otras catástrofes naturales) pero grandes pérdidas económicas. Los volcanes proporcionan tierras fértiles, recursos minerales y energía geotérmica por lo que el ser humano ha ocupado su área geográfica, convirtiendo así un proceso natural en un grave riesgo, por tanto la influencia de las erupciones volcánicas pueden ser negativas y positivas. Las erupciones volcánicas son de los pocos procesos geológicos que se desarrollan en su totalidad a una escala temporal humana. 7.2.2 Localización espacial de los volcanes

La distribución geográfica de los volcanes coincide (al igual que la gran mayoría de seísmos) con los bordes de las placas tectónicas, el 95% se sitúa en los bordes y el 5% en el interior de las placas (magmatismo de intraplaca). Abundan más en los bordes constructivos (dorsales), pero son más peligrosos los que se producen en los bordes destructivos. Los volcanes situados en el interior de las placas son debidos a las plumas convectivas (penachos convectivos) provenientes de zonas muy profundas del manto.

Magmatismo de intraplaca: Hay volcanes que no pueden ser explicados por la tectónica de placas, ya que no están situados en los límites de placas, sino en zonas de intraplaca llamados puntos calientes. El origen de estos puntos calientes parece venir de la zona D’’ (en la base del manto), que sometida al excesivo calor del núcleo origina una pluma convectiva de material más caliente que atraviesa todo el manto y la corteza, originando volcanes submarinos e islas volcánicas (este es el origen de las islas Hawai), los puntos calientes se reconocen por formar islas lineales y ordenadas según la antigüedad (el punto caliente está en el mismo sitio pero la placa se mueve a lo largo del tiempo, por eso en el tiempo los volcanes aparecen alineados).

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bordes constructivos (dorsales): Son fracturas de la litosfera por donde sale magma que se enfriará formando nueva litosfera, dando lugar a cordilleras montañosas submarinas de gran longitud llamadas dorsales. Al formarse nueva litosfera reciben el nombre de bordes constructivos.

Las dorsales son cadenas montañosas submarinas con una longitud de miles de kilómetros y con una altura sobre el

nivel del fondo oceánico entre 1.500 y 2.000 metros. En las dorsales aparece una depresión central llamada rift que es por donde sale el magma. Las fracturas del fondo del rift, originadas por la distensión de la litosfera entre las placas que se separan, producen una disminución de la presión sobre las rocas calientes del manto sublitosférico (Astenosfera) y causan su fusión. La salida al exterior de estos magmas, produce la constante actividad volcánica característica del fondo del rift, que aparece lleno de coladas de lava recientes que van formando nueva litosfera. Al formarse nueva litosfera produce la separación de las dos placas en sentido contrario, al separarse las placas reciben el nombre de bordes divergentes.

Con el tiempo este efecto provoca el aumento de las dimensiones del océano y el alejamiento de los continentes en el caso de que los haya (ejemplo Europa y Norteamérica se separan 2,5 cm/año).

Estos bordes constructivos presentan pocos terremotos pero abundantes volcanes. Un ejemplo es la gran dorsal atlántica presente en el centro del océano Atlántico, entre Norteamericana-Sudamericana y Europa-África.

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bordes destructivos: Se producen cuando chocan (convergen) dos placas, una de ellas (la más densa o de menor flotabilidad en el manto) se hunde introduciéndose bajo la otra placa (subducción), lo que produce la pérdida de litosfera, de ahí el nombre de bordes destructivos. El ángulo con el que la placa que subduce se introduce en el manto es mayor cuanto más alta es la velocidad de convergencia.

Debido al rozamiento entre las placas durante la subducción, se produce un aumento de la temperatura que funde algunas rocas de la zona de contacto entre las placas, dando lugar a magmas, que si ascienden a la superficie forman volcanes. Los terremotos se producen por la liberación brusca de las tensiones que se acumulan en la superficie de máxima fricción entre las placas. Los bordes convergentes son las zonas más inestables del planeta. Ejemplos: Japón, donde suceden muchos terremotos se encuentra en un borde convergente que además produjo la isla; la cordillera de los Andes en Sudamérica ha sido formada por el choque de la placa Nazca con la placa Sudamericana.

En estos límites abundan los volcanes y terremotos, también producen islas si las placas son oceánicas y cordilleras montañosas si al menos una de las dos placas es continental. La placa que subduce origina grandes depresiones lineales de mucha profundidad llamadas fosas tectónicas o fosas submarinas, por ejemplo la Fosa de las Marianas. La Fosa de las Marianas es la fosa marina más profunda conocida, y es el lugar más profundo de la corteza terrestre. Se localiza en el fondo del Pacífico norte-occidental, al este y sur de las Islas Marianas, cerca de las Filipinas, tiene poco más de 11.000 m de profundidad. La formación de cordilleras es la consecuencia del levantamiento y de la deformación de la placa que queda en la superficie al ser empujada por la que subduce. 7.2.3 Principales factores de riesgo volcánico.

Los factores que intensifican el riesgo de vulcanismo además del aumento de población en la zona son el tipo de erupción (las explosivas son las más peligrosas), la frecuencia con que se produce y riesgos asociados a la actividad volcánica como los flujos de lodo (lahares), emisión de gases tóxicos, tsunamis, hundimientos volcánicos (ocasionando avalancha de derrubios)… Destacamos 4 principales factores de riesgo volcánico: 7.2.3.1 Viscosidad del magma: la frecuencia de erupciones y la explosividad depende de la viscosidad de la lava y de la presencia o ausencia de gases. En los magmas de baja viscosidad, el gas disuelto se libera fácilmente a la atmósfera, y la tendencia a la obturación del conducto de salida, por enfriamiento de la lava, se resuelve con explosiones rítmicas de escasa intensidad que fragmentan la lava y provocan la dispersión de piroclastos en un área relativamente reducida. En los magmas de elevada viscosidad se suele producir acumulación de materiales de sucesivas erupciones, dando lugar a edificios de gran altura y frecuentemente taponados o fácilmente obstruibles. Esto hace que los gases atrapados adquieran grandes presiones, que se liberan con fuertes explosiones, que provocan el hundimiento del edificio volcánico y la expulsión de piroclastos a grandes distancias. Curiosidades: en los bordes constructivos las erupciones son de tipo basáltico, con erupciones tranquilas de lavas fluidas y escasos productos piroclásticos; por el contrario, en los bordes destructivos las erupciones normalmente son de tipo silíceo, de lavas ácidas y viscosas que provocan erupciones violentas, explosivas y con abundantes piroclastos. En 1883 la isla de Krakatoa (Indonesia) voló en pedazos, murieron 36.000 personas. 7.2.3.2 Lluvias piroclásticas: los productos sólidos que expulsan los volcanes se llaman piroclastos, que según su tamaño se clasifican en cenizas (tamaño de la arena o menor), lapilli (tamaño de las gravas) y bombas (gran tamaño). Los piroclastos son lanzados verticalmente a grandes velocidades

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(hasta 600m/s) y su caída puede provocar debido al impacto y temperatura a la que se encuentre muertes, hundimiento de construcciones o destrozos de cultivos. Pueden sepultar grandes superficies por ejemplo la ciudad romana de Herculano fue descubierta en 1709 sepultada por 20 metros de materia volcánica procedente de la erupción del Vesubio, en el año 79, mientras que Pompeya “sólo” estaba cubierta por 3,5 metros de cenizas volcánicas y piedra pómez. Curiosidad: las cenizas, debido a su pequeño tamaño, pueden permanecer largo tiempo en la atmósfera. 7.2.3.3 Coladas piroclásticas o nubes ardientes. Ignimbritas: las nubes ardientes son nubes de gases a centenares de grados que llevan en suspensión cenizas (piroclastos) y se desplazan a gran velocidad por las laderas (la masa densa de cenizas es la que hace que ruede la mezcla ladera abajo debido a su peso) del volcán arrasando todo lo que encuentran en el camino. Las ignimbritas son sedimentaciones ocasionadas por las nubes ardientes, compuestas por cenizas, lapilli y bombas soldadas entre sí. Las nubes ardientes es, sin duda, el fenómeno más destructivo de las erupciones volcánicas. Ejemplo el Mont Pelée (isla de Martinica) entró en erupción en 1902, la nube ardiente liberada se precipitó a casi 500 Km./h y más de 1.000 ºC de temperatura sobre la población de St. Pierre, a 8 Km. de distancia, tardó en alcanzarla menos de un minuto, arrasándola por completo. De sus 30.000 habitantes, sólo 2 sobrevivieron. 7.2.3.4 Coladas de barro o lahares: los lahares son coladas de barro y avalanchas de derrubios que se forman al fundirse rápidamente la nieve de la cima del volcán por efecto de una erupción, o a causa de fuertes lluvias que arrastran los depósitos no consolidados de piroclastos (cenizas y lapilli principalmente). Ejemplo: en 1985, en el Nevado del Ruiz (Colombia) la erupción produjo la fusión del hielo que cubría la cima del volcán. El agua y los piroclastos formaron enormes masas de barro, que sepultaron la ciudad de Armero muriendo más de 20.000 personas. 7.2.4 Vigilancia y prevención de los riesgos volcánicos

Las erupciones volcánicas frecuentemente acontecen sin previo aviso, por ejemplo en la erupción en 1985 en el Nevado del Ruiz (Colombia) que causó más de 20.000 muertos, el día anterior al suceso, varios geólogos visitaron el interior de su cráter, lo que indica la impredicibilidad de los volcanes. La principal medida preventiva sería la ordenación del territorio, delimitando las áreas de asentamientos humanos, pero es una medida inútil, ya que son áreas de gran densidad de población, debido a la productividad de los terrenos volcánicos, siendo la única defensa eficaz la evacuación de la población en una erupción, aunque se perderán cultivos, viviendas y bienes. Podemos destacar las siguientes actuaciones:

a) Elaboración de mapas de riesgos y peligrosidad basados en los datos registrados, es decir: tiempo de retorno (frecuencia de sus erupciones), intensidad, tipo de erupción…, de cada volcán.

b) Vigilancia con técnicas que permitan la detección con antelación del inicio de la erupción. Las redes de vigilancia permiten detectar los precursores indicadores del comienzo de la erupción tales como análisis de los gases emitidos (como gas radón) y aguas termales para detectar cambios químicos relacionados con el ascenso del magma, pequeños temblores (seísmos de baja intensidad detectados con los sismógrafos) y ruidos, cambios magnéticos, eléctricos y gravimétricos en la zona, variaciones en el flujo térmico y en el nivel freático de la zona, elevaciones en el terreno (por ascenso del magma)… Por desgracia, estos fenómenos precursores de las erupciones son los mismos que aparecen cuando sólo se produce una intrusión de magma en las fracturas cercanas a la superficie, lo que dificulta hacer predicciones exactas sobre la inminencia de una erupción. En la actualidad se cuenta con la ayuda de los GPS o de la interferometría de radar o de cualquier otro tipo de imagenes tomadas por satelite.

c) Planificación anticipada de las medidas a adoptar al producirse la crisis, como la

evacuación, la contratación de seguros que cubra la pérdida de propiedades, sistemas de alarma, construcción de viviendas semiesféricas o tejados muy inclinados que impidan el hundimiento debido al peso de las cenizas y piroclastos, habilitar refugios incombustibles para protegerse de las nubes ardientes (si el estudio histórico muestra que sus erupciones fueron de

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tipo viscoso), desviar las corrientes de lava hacia lugares deshabitados, la construcción de túneles de descarga del agua de los lagos del cráter para evitar la formación de lahares…

7..2.5 El riesgo volcánico en España.

En la península existe un volcanismo relativamente reciente (menos de 10 millones de años) en ciertas zonas de Girona (Olot), Ciudad Real (Campo de Calatrava) y SE de Andalucía (Cabo de Gata). Estas zonas carecen de riesgo volcánico ya que la actividad en la zona se considera extinguida por completo.

La prevención del riesgo se limita a las islas Canarias, única región en la que actualmente existe actividad volcánica activa (en los últimos milenios han sufrido cientos de erupciones), concretamente en Lanzarote (última actividad en 1824), Tenerife (última actividad del Teide en 1909) y La Palma (última erupción del volcán Teneguía en 1971). El riesgo es mucho menor en las islas de Hierro y Gran Canaria, y prácticamente nulo en las restantes (Fuerteventura y Gomera). El vulcanismo canario es de tipo intraplaca (no está situado en los bordes de placa como sucede en la gran mayoría de los volcanes) y está ligado a la orogenia Alpina y no a los puntos calientes (si fuera debido a un punto caliente las islas más activas deberían ser La Palma y El Hierro y nunca, por ejemplo Lanzarote) como se suele pensar cuando está situado en una zona de intraplaca (fue lo que se pensó en un principio). Además, su actividad (cuando ocurre) es muy baja limitándose a la expulsión de piroclastos en un radio de pocos kilómetros y a la salida de coladas de lava de lento avance, siendo el riesgo volcánico en Canarias muy pequeño por su carácter fluido y de baja explosividad. Un poco diferente es el centro de la isla de Tenerife que posee un edificio volcánico de 3.718 metros de altitud, con magmas más viscosos y con mayor cantidad de gases, lo que implica una mayor explosividad, el volcán permanece activo ya que existen anomalías térmicas, fumarolas, emanaciones de gases y actividad sísmica.

7.2.6 El riesgo volcánico en Murcia

La actividad volcánica en Murcia está actualmente extinguida, el vulcanismo más reciente fue hace menos de 4 millones de años (Plioceno-Pleistoceno) que dio lugar a pequeñas emisiones de basaltos alcalinos en las inmediaciones de Cartagena. De -17 a -6 m.a. el vulcanismo dio lugar a rocas calcoalcalinas potásicas (Mar Menor) y shoshoníticas (Mazarrón) y rocas ultrapotásicas (presentes en gran parte de la región de Murcia, al norte de la línea Mazarrón-Cartagena).

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8. GEODINAMICA EXTERNA Y CICLO GEOLÓGICO (recordar ciclo geológico). Las rocas y el relieve cambian a lo largo del tiempo debido tanto a procesos externos como internos, dividiéndose por ello en ciclo geológico externo e interno respectivamente. En el ciclo geológico externo, producido por la energía externa (radiación solar y fuerza gravitatoria), los agentes geológicos externos (seres vivos, cambios de temperatura, gases, agua, nieve, viento…) actúan realizando los procesos geológicos externos (meteorización y erosión de las rocas (ígneas, metamórficas y sedimentarias), transporte y sedimentación de los materiales erosionados). La geodinámica externa se basa principalmente en el efecto de los agentes geológicos externos y en los procesos geológicos externos que producen, teniendo en cuenta los riesgos geológicos externos que estos agentes y procesos pueden originar. En la dinámica externa el relieve (previamente formado en la dinámica interna como las montañas) se denuda por efecto de la meteorización y erosión, al mismo tiempo que se produce deposición de sedimentos en otros lugares (cuencas sedimentarias). Por lo tanto, la geodinamica interna es la creadora de las grandes elevaciones y depresiones, producidas fundamentalmente por movimientos de componente vertical y, la geodinamica externa es la desencadenante de una continua denudación que tiende a rebajar el relieve originado. Ambas a su manera, cambian el relieve de manera continua (aunque a escala temporal humana no lo solemos apreciar porque sucede muy lentamente).

En el ciclo geológico interno producido por la energía interna (calor del interior terrestre) las rocas se van transformado por diferencias de presión y temperatura en otras rocas distintas, por ejemplo a partir de los sedimentos se forman las rocas sedimentarias y éstas si son sometidas a muy altas presiones y temperaturas pero sin fundirse se transforman en rocas metamórficas y, si cualquiera de estas rocas se funde por altas temperaturas, se transforman en rocas ígneas, a su vez las rocas ígneas si son sometidas a muy altas presiones y temperaturas pero sin fundirse se transforman en rocas metamórficas, cualquiera de estas rocas si salen a la superficie por movimientos de las placas tectónicas son erosionadas en la superficie en el ciclo geológico externo formando sedimentos que darán lugar en el tiempo a rocas sedimentarias. En resumen cualquier roca puede ser transformada en otro tipo por acción de la energía interna y puede ser disgregada y erosionada por la energía externa, por tanto, la geosfera está en continuo cambio por la acción conjunta de la energía externa e interna formando el ciclo geológico. La geodinámica externa e interna son las responsables de que se produzca el ciclo geológico.

9. EL RELIEVE COMO RESULTADO DE LA INTERACCIÓN ENTRE LA DINÁMICA INTERNA Y LA DINÁMICA EXTERNA DE LA TIERRA.

Etimológicamente, Geomorfología deriva de las raíces griegas geo (Tierra), morphos (forma) y

lagos (tratado). Por lo tanto, esta ciencia se preocupa de la forma de la Tierra. El relieve de la superficie terrestre es el resultado de la interacción de fuerzas endógenas y exógenas. Las primeras actúan como creadoras de las grandes elevaciones y depresiones, producidas fundamentalmente por movimientos de componente vertical y, las segundas, como desencadenantes de una continua denudación que tiende a rebajar el relieve originado. Esta lucha constante se manifiesta a diferentes escalas y ha sido un devenir continuo a lo largo de la historia de la Tierra. Estos procesos de la dinámica externa se agrupan en la cadena meteorización-erosión, transporte y sedimentación. El resultado se manifiesta en la creación de un

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conjunto de modelados erosivos y deposicionales, que suelen presentar rasgos específicos, en relación con los procesos actuantes en los diferentes ambientes morfogenéticos.

La energía necesaria para la actividad de estos procesos proviene de diferentes fuentes. La radiación solar llega a la superficie terrestre y se transforma parcialmente en calor, que constituye la principal fuente de los procesos meteorológicos. Estos controlan la meteorización, la edafogénesis y el desarrollo del relieve, así como la vida de animales y plantas. Además de la radiación solar, la energía gravitatoria da lugar al transporte de sedimentos, a los movimientos de masa en las laderas, etc. Finalmente, la energía endógena es la causa generadora de los grandes relieves existentes en la superficie terrestre.

Tradicionalmente, la Geomorfología se ha ocupado de los estudios a escala media en los que se analizan los diferentes eventos geomórficos que han configurado, a lo largo del tiempo, el relieve actual. Es lo que algunos autores denominan Geomorfología Histórica. Recientemente, el análisis de los procesos actuantes, a escala más detallada, junto con el estudio de la variabilidad temporal de las formas, ha conducido a lo que se conoce como Geomorfología Cuantitativa o de procesos.

10. SISTEMAS DE LADERA Y SISTEMAS FLUVIALES

Los sistemas de ladera son aquellas zonas con pendiente más o menos acusada, el hecho de presentar pendientes se asocia con ser zonas de mayor riesgo geológico dependiendo de la mayor o menor pendiente del terreno. En función de diversos factores que condicionan los movimientos de ladera se han elaborado 4 grados de peligrosidad: Grado Nulo. Zonas llanas o de escasa pendiente (0-4º). Son zonas llanas y exentas de peligrosidad. Grado Bajo. Zonas con pendientes medias-bajas (hasta 8º) con movimientos de ladera de escasa magnitud, donde la probabilidad de ocurrencia de nuevos movimientos es baja. Grado Medio. Zonas con pendientes medias-altas (8-15º) donde en la actualidad se presentan deslizamientos de cierta magnitud. Grado Alto. Zonas con pendientes >15º con deslizamientos y desprendimientos activos de magnitud considerable y donde la posibilidad de ocurrencia es alta. La palabra fluvial significa ríos. Un sistema fluvial de una región, país o continente es una red de ríos con todos sus afluentes desde el origen hasta su desembocadura en el mar. Dentro de sistema fluvial también podemos considerar los torrentes (cauce corto, en zona de fuerte pendiente) y ramblas (cauce largo, ancho, en zonas más o menos llanas) aunque sean de caudal irregular (permanecen secos la mayor parte del año). A continuación veremos los riesgos de los sistemas de ladera (riesgos por deslizamientos) y de los sistemas fluviales (riesgo por inundaciones).

11. RIESGOS ASOCIADOS: PREDICCION Y PREVENCION 11.1 RIESGOS POR DESLIZAMIENTOS (MOVIMIENTOS) DE LADERAS

Son movimientos gravitacionales de material que se producen en las laderas o taludes (pendientes escarpadas). El agente geológico que actúa es la gravedad y puede llegar a movilizar grandes volúmenes de material. El agua es el desencadenante principal de un gran número de movimientos de ladera (aumentan el peso de los materiales y disminuyen su resistencia). Los movimientos de ladera, junto con las inundaciones, son los riesgos más importantes relacionados con la geodinámica externa. Principales tipos de movimientos de ladera: Los deslizamientos son movimientos de masas de roca o suelos que se deslizan sobre una superficie de rotura (delimitando el material desplazado del inmóvil o subyacente). Los flujos son movimientos de materiales sin cohesión (materiales sueltos) que se comportan como fluidos a causa del agua que los empapa (provoca la pérdida total de resistencia de estos materiales) y se desplazan sin presentar superficies de rotura definidas (como sucedía en los deslizamientos). Los desprendimientos consisten en la caída libre o casi libre de fragmentos de material más o menos grandes (bloques o cantos rocosos) de un talud (pendiente muy acusada, casi vertical o

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vertical). Las avalanchas son movimientos muy rápidos (velocidades frecuentemente mayores de 100 Km./h) 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). Origen y factores que controlan los deslizamientos: El origen puede ser cualquier factor o circunstancia que afecte a la estabilidad de las laderas (como un terremoto, fuertes pendientes, el exceso de agua, la falta de vegetación, la excesiva pendiente…). Los factores pueden ser internos y externos: - Internos: Pueden ser intrínsecos o extrínsecos. Intrínsecos: litológicos como el tipo de roca (permeable o no, dureza, composición…), el grado de consolidación de los materiales (materiales fuertemente unidos o sin cohesión, es decir, sueltos) y el espesor de los materiales de cobertera y suelos, o pueden ser estructurales como la existencia de estratos con los planos de estratificación paralelos a la pendiente o con fuerte inclinación (ver ejercicio 39), la alternancia de estratos con diferente permeabilidad, la presencia de fracturas (diaclasas) y fallas. Extrínsecos: morfológicos como el ángulo de pendiente de las laderas (las pendientes mayores del 15% son especialmente peligrosas) y ambientales como el clima (el exceso de agua y las inundaciones están relacionadas con gran parte de los deslizamientos de ladera), variaciones en el nivel freático, alternancia de precipitaciones con períodos secos, alternancia hielo-deshielo, tipo y cambios de vegetación. - Externos: como terremotos, aunque la gran mayoría son debidos a la acción antrópica como vibraciones por explosiones o tráfico pesado, construcción de vías de comunicación, tala de árboles, incendios, aumento del contenido de agua por construcción de presas o exceso de riego, sobrecarga en la parte superior de un talud (con materiales de construcción, escombreras, rellenos…), disminución del apoyo lateral de los materiales debido a excavaciones, construcciones o procesos erosivos naturales (estas acciones son especialmente determinantes cuando ocurren al pie de laderas o taludes. Tipos de movimientos de ladera: - Deslizamientos: son movimientos de masas de roca o suelos que se deslizan sobre una superficie de rotura, la velocidad de la masa que se mueve es igual en todos sus puntos. Los deslizamientos pueden ser lentos o catastróficos y afectar a grandes volúmenes de material. La fuerza de la gravedad se descompone en una ladera en dos fuerzas Z y R. El inicio de estos desplazamientos se produce cuando la fuerza de cizalla (Z) supera el valor de la fuerza de rozamiento interno (R). Z aumenta con la pendiente y R disminuye con la presencia de arcillas y el agua, por tanto, 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. Hay 2 tipos de deslizamientos: translacionales cuando la superficie de rotura es más o menos plana (paralela a la superficie de la pendiente) y rotacionales cuando es una superficie curva (cóncava). Los deslizamientos translacionales se produce cuando existe una roca competente (firme) asentada sobre arcilla o una roca meteorizada o suelo sobre una roca sin meteorizar y a favor de fracturas de la misma roca. Mientras que, los rotacionales son frecuentes en suelos cohesivos de tipo uniforme, como las arcillas, o en rocas situadas sobre niveles arcillosos.

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- Desprendimientos: consisten en la caída brusca y aislada de bloques o fragmentos rocosos por un talud, estos fragmentos se han separado previamente del resto del material por planos de rotura y en su caída se depositan en cotas más bajas o al pie del talud. Es frecuente en zonas montañosas periglaciares en las que el agua penetra en las grietas y al congelarse, el hielo actúa como cuña que agranda la grieta produciendo con el tiempo su rotura (gelifracción).

- Avalanchas: son movimientos muy rápidos de masas de tierra y fragmentos de rocas de tamaños variados y sin ninguna clasificación. La presencia de agua o aire entre los fragmentos reduce el rozamiento y les permite alcanzar velocidades superiores a los 100 Km./h. Debido a la rapidez de estos movimientos y a su poder destructivo, hay muy pocas posibilidades de eludir sus efectos. Los aludes de hielo y nieve se incluyen en este tipo. - Flujos: son movimientos, lentos o rápidos, de materiales sueltos que se comportan como fluidos a causa del agua que los empapa y se deforman y desplazan sin presentar superficies de rotura definidas. Los movimientos de flujo pueden ser coladas de derrubios o coladas de fragmentos de rocas, ambos se diferencian de las avalanchas en que su velocidad es menor que en las avalanchas, pero las coladas de barro (son materiales finos y homogéneos, lo que posibilita que puedan producirse sobre pendientes suaves) también son flujos y pueden alcanzar velocidades de hasta 1.000 Km./h en fuertes pendientes, teniendo efectos catastróficos. Dentro de los flujos se incluyen dos procesos que ocurren muy lentamente: reptación y solifluxión.

-Reptación o creep: es un movimiento muy lento, en muchos casos imperceptible, 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 expansión que consiste en la elevación perpendicular del terreno debida al hinchamiento por hidratación de ciertos materiales, como las arcillas, y otro movimiento de retracción que consiste en la caída gravitatoria ladera abajo producida por la deshidratación (recupera su volumen original).

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-Solifluxión: se trata de pequeños y lentos flujos viscosos producidos intermitentemente en cada ciclo hielo-deshielo, es frecuente en zonas periglaciares en primavera cuando el deshielo de las nieves produce suelos encharcados. Daños y efectos de los deslizamientos: Los movimientos de ladera tienen efectos catastróficos en dos sentidos, primero efecto directo sobre las personas al causar víctimas (principalmente aquellos movimientos de ladera de gran velocidad que golpean, arrasan y sepultan) y la pérdida de bienes por destrucción de casas, cultivos…, y en segundo lugar los movimientos de ladera pueden interferir con otros sistemas (fluvial, embalses, glaciar…) como por ejemplo los materiales de un deslizamiento se acumulan en un río, lo que crea un obstáculo para el agua que sale del río produciendo una inundación. Curiosidad: Otro ejemplo fue en Italia en 1963, un deslizamiento de rocas de 2 km de largo, 1.6 km de ancho y 150 m de espesor, se desplazó repentinamente por el cañón Vaiont llenando completamente el embalse y expulsando su contenido hídrico, lo que causó una gran riada en la que murieron 3.000 personas. Predicción y prevención de los deslizamientos: Las medidas predictivas se basan en la elaboración de mapas de riesgo, estudiando los factores o condiciones que favorecen los riesgos de deslizamientos (exceso de agua en el terreno, fuertes pendientes, fracturas en el terreno, ausencia de vegetación, alternancia de estratos de distinta permeabilidad…) o los impiden (terrenos llanos o pendientes suaves, materiales cohesionados, vegetación fuertemente enraizada…). En base a los mapas de riesgo se debe producir la ordenación del territorio evitando las construcciones en las zonas de riesgo alto, como sucede en la base de un talud. La mejor medida de prevención es la reforestación de pendientes, así como evitar la tala de árboles. Otras medidas son la construcción de muros, contrafuertes, anclajes o mallas para retener los materiales en las laderas en las que ya existen vidas o actividades humanas amenazadas por los riesgos de ladera, modificar la pendiente mediante aterrazamientos o rellenos de materiales en las zonas bajas de las laderas, aumentar la resistencia del terreno inyectando materiales cohesivos o instalando barras de acero, realización de obras de drenaje para disminuir la escorrentía, el encharcamiento y la erosión hídrica, la realización de estudios de impacto ambiental para aquellas actividades humanas que puedan aumentar el riesgo como la minería que deposita materiales no cohesionados o la construcción de embalses que saturan de agua grandes extensiones de terreno. Realiza los ejercicios 39 y 40.

Muro contrafuerte con drenajes

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11.2 RIESGO POR INUNDACIONES. Las inundaciónes se define como la ocupación ocasional de terreno por el agua. Puede ocurrir en zonas litorales debido a tsunamis o a la superposición de oleaje y las mareas, pero las más frecuentes son las inundaciones en el interior de los continentes, producidas por las aguas de escorrentía superficial (ríos, arroyos, torrentes, ramblas) que sufren una crecida (avenida) transitoria del caudal, ocasionada por lluvias torrenciales o por fusión rápida de nieves y hielos. Las inundaciones son las catástrofes naturales que causan mayor número de víctimas en el mundo (también en España). Es el más importante de los riesgos relacionados con la geodinamica externa. CAUSAS DE LAS INUNDACIONES: El fenómeno de las inundaciones es uno de los que presentan mayor riesgo inducido, ya que las actividades humanas aumentan la gravedad del fenómeno e incluso lo pueden provocar. Por esto, interesa dividir las causas en naturales y antrópicas: - Causas Naturales: Generalmente de origen climático y meteorológico, como puede suceder por

ciclones costeros que provocan precipitaciones de gran intensidad y duración. También por fusión rápida de la nieve o del hielo por un aumento brusco de temperatura (o por actividad volcánica), y como sucede en el Mediterráneo, la existencia de climas con períodos de marcado estiaje, frente a otras épocas de precipitaciones torrenciales. Por ejemplo la gota fría en el Mediterráneo y los monzones en Asia en las que casi toda la precipitación anual cae en un período corto de tiempo. Otras causas naturales son las inundaciones por obstrucción natural de cauces fluviales, en las que materiales provenientes de deslizamientos, avalanchas, aludes, desprendimientos, etc., obstruyen el paso del agua que se ve obligada a salir del cauce produciendo inundaciones. Dada su importancia en nuestra región profundizaremos en la gota fría.

Riesgo por gota fría

La gota fría se produce como resultado de la suma de tres factores: mar caliente, atmósfera inestable en la superficie y aire frío en la altura. Origen: La gota fría es un fenómeno típico del Mediterráneo en septiembre y octubre (entornos cálidos y en los que el mar proporciona abundante humedad), un mar que se calienta mucho en verano, que puede llegar a estar cerca de treinta grados en zonas cercanas a la costa, y cuando llega el otoño, suelen entrar bolsas de aire frío en capas altas (estrangulamiento de una vaguada de la corriente en chorro polar, quedando aislada una masa de aire frío de origen polar. Se origina por la rotura del chorro polar (aire frío situado a gran altura en la parte superior de la troposfera y en altas latitudes) debido a un exceso de curvatura del chorro polar (formando las llamadas ondas de Rossby) por pérdida de velocidad de la corriente en chorro. Este estrangulamiento del chorro polar deja una masa de aire frío (que se separa del chorro polar), un embolsamiento, en altura no perceptible en superficie. Si esta bolsa de aire frío se desplaza hacia latitudes más bajas, entre los 30 y los 45º, se puede encontrar rodeada de aire más cálido, y precipitarse hacia la superficie terrestre provocando el ascenso de aire más cálido), al ser más ligero el aire caliente que hay sobre el Mediterráneo, el aire frío situado en altura que es más denso desciende rápidamente al encontrarse el aire caliente debajo, el aire caliente asciende rápidamente al ser empujado por la masa de aire frío en altura que desciende, formándose una gran borrasca, si en ese punto sopla viento de levante (si se forma enfrente de las costas españolas) que aporte más humedad y la empuje a tierra es cuando desata su poder, la gota fría al igual que los huracanes depende del mar para obtener su energía, por lo que los mayores vientos y las mayores lluvias suelen ser en la costa. Cuidado, no hay que confundirse: la gota fría es una borrasca muy especial originada por aire frío situado a gran altura, por lo que no se ha formado por ondulación del frente polar (el frente polar es una serie de borrascas situadas a unos 60º de latitud y que en invierno desciende de latitud produciendo borrascas en el centro y sur de Europa, esta es la forma de precipitación mas frecuente en zonas templadas cuando llegan las borrascas del frente polar, pero en la gota fría, la borrasca que se forma tiene otro origen relacionado con el chorro polar. Las precipitaciones por gota fría son mas intensas, y por tanto, mas dañinas que las de las borrascas del frente polar). Efectos: La gota fría es un fenómeno meteorológico de peligrosidad media, pudiendo llegar a causar varias muertes al

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año, sus principales riesgos son la fuerte lluvia que como en Gandía (Valencia) en 1987 llegó a superar los 500 L/m², es decir, si el agua no hubiera fluido hubiera cubierto la zona con medio metro de agua, una cantidad equivalente a lo que llueve en la zona en un año. El viento que puede llegar a más de 100 km/h en la costa causando caídas de árboles pero que en interior amaina de manera considerable. La marejada que destruye playas, embarcaciones y paseos marítimos, llegando a penetrar el mar en tierra firme y llegando a destruir los locales en primera línea, las marejadas propias de la gota fría no son tan poderosas como las de los huracanes pero aún así pueden elevar el nivel del mar 1 metro o más tragándose playas y paseos, con oleajes que suelen superar los 2 m de altura, olas que sin ser muy altas albergan una gran potencia por su corta distancia entre olas. Predicción y prevención de la gota fría: Se pueden predecir gracias a la red de satélites e información meteorológica. Las medidas de prevención son similares a las de las inundaciones (Ordenación del territorio, planes de Protección Civil, modelos de simulación de avenidas, reforestación y conservación del suelo…). - Causas Antrópicas: Pueden ser directas o indirectas. Entre las causas directas que pueden causar inundaciones está la rotura de presas, el desembalse súbito de agua, incremento de aportes sólidos al cauce por explotaciones mineras, escombreras, canteras, obras, prácticas agrícolas y forestales…, y obras en el cauce fluvial como diques y canalizaciones (ambos construidos para evitar inundaciones pueden tener el efecto contrario porque aumentan la velocidad del agua, impermeabilizan el terreno, pudiendo incluso aumentar el caudal), así como construcciones diversas que invaden el cauce (fábricas, viviendas, puentes…) que actúan como obstáculos, reduciendo la sección útil del cauce en el caso de crecidas. Esta última situación puede agravarse cuando además se produce una obstrucción a la circulación del agua por la vegetación y otros cuerpos flotantes (incluidas basuras de todo tipo, encontrándose lavadoras, televisores…, en ramblas), que quedan retenidos en estos obstáculos. Entre las causas indirectas que pueden causar inundaciones está la impermeabilización del terreno con asfalto y hormigón por aumento de zonas urbanizadas (menos agua se infiltra quedando más agua en escorrentía para producir inundación), prácticas deficientes de cultivo y usos del suelo erróneos (como labrar a favor de pendiente que aumenta la velocidad del agua disminuyendo su posible infiltración, o el excesivo laboreo que facilita la erosión llevando el agua gran cantidad de sedimentos que aumentan la peligrosidad de las inundaciones), erosión de suelos que favorece los fenómenos torrenciales (el suelo absorbe mucha agua por lo que la pérdida de suelo por erosión disminuye la retención de agua) y sobre todo, la deforestación y pérdida de cobertera vegetal ya que la vegetación disminuye la velocidad del agua, frena la erosión y aumenta la infiltración del agua. Curiosidad: En el Himalaya, el proceso de deforestación ha potenciado las inundaciones de forma alarmante. Cuando esta cordillera estaba cubierta de árboles, las inundaciones afectaban a Bangladesh una vez cada 50 años. En los años 70 se producían inundaciones cada 4 años. En la India, las pérdidas anuales por inundaciones son más de 14 veces superiores a las producidas en los años 50. Factores que controlan las avenidas: Las inundaciones se ven favorecidas en mayor o menor medida no sólo por los factores climáticos, sino también por factores geológicos, geomorfológicos y vegetación. Los factores climáticos tienen en cuenta no sólo la cantidad de precipitación caída, sino también el intervalo de tiempo en el que caen, ya que la misma cantidad precipitada de forma regular en un gran intervalo de tiempo difícilmente producirá inundaciones. En la región mediterránea podemos tener lluvias de gran intensidad en un intervalo muy corto de tiempo debido a fenómenos como la gota fría, por lo que el riesgo de inundaciones es muy grande. Los factores geológicos y geomorfológicos tienen en cuenta las características litológicas de la cuenca como por ejemplo que tenga materiales impermeables que impidan la infiltración (mayor probabilidad de inundación) o que sean fácilmente erosionables (mayores daños en las inundaciones debido a la mayor cantidad de sedimentos que pueden arrastrar las aguas), también tienen en cuenta las características de la red hidrográfica como su forma y tipos y las características de los cauces como su forma y pendiente. Por ejemplo una forma lineal, en lugar de sinuosa, favorece la mayor velocidad del agua, al igual que una pendiente más acusada siendo más probable una inundación, también la anchura y altura del cauce o la presencia de fragmentos de rocas de importante tamaño… En nuestro caso cabe destacar como especialmente peligrosas nuestras ramblas mediterráneas, cauces secos la mayor parte del año que pueden transformarse en una avalancha de lodo y

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piedras en pocos minutos. Por último los factores de la vegetación como el tipo y estado de la vegetación o el uso agrícola del terreno, a más densidad de vegetación mayor retención del agua y menor erosión del suelo, protegiendo al suelo del golpeteo de las gotas de lluvia, frenando la velocidad del agua y aumentando la infiltración en el terreno. Las actividades agrícolas suelen facilitar la erosión del suelo, sobre todo por el intenso laboreo y la mayoría de cultivos no tienen la suficiente densidad de vegetación y sus suelos no suelen ser muy permeables. Daños y consecuencias de las avenidas: El principal daño es la erosión y sedimentación, ya que las inundaciones arrastran una enorme cantidad de materiales debido a la velocidad y cantidad de agua en movimiento (los materiales que arrastra agravan a su vez los efectos erosivos del agua), erosionando los suelos, destruyendo casas, arrastrando coches…, y posteriormente estos materiales son depositados en distintos lugares produciendo la sedimentación de fangos y todo tipo de materiales incluido materia orgánica como restos vegetales y animales muertos, estos últimos además, en su descomposición favorecen la aparición de enfermedades infecciosas al contaminar el agua con microorganismos. El agua es el desencadenante principal de un gran número de movimientos de laderas, ya que en condiciones de hidromorfía (suelo saturado de agua) se produce una disminución de la resistencia y un aumento de las presiones intersticiales en los materiales, lo que facilita el deslizamiento por gravedad de grandes masas de tierra situadas en pendiente, impulsado además por la corriente de agua. También se pueden producir cambios en la geometría del cauce por diversas causas como que se ensanche o el río busque nuevos caminos… Predicción de las inundaciones: La predicción espacial es totalmente factible, por ejemplo en España se conocen históricamente las zonas con probabilidad de inundación y se han elaborado numerosos mapas de riesgo. Las medidas predictivas se basan en la observación continua de las variables meteorológicas. Actualmente, la predicción meteorológica alcanza buenos resultados a corto y medio plazo, por lo que es posible prever la formación de grandes tormentas que puedan originar inundaciones. Además la ciclicidad de algunos eventos como los monzones o la gota fría te permite saber las épocas más propicias para las grandes precipitaciones. Prevención de las inundaciones: Los mecanismos preventivos y correctores se basan en soluciones de dos tipos, de carácter estructural y de carácter no estructural o funcional. - Soluciones estructurales: La medida preventiva más efectiva ante el riesgo de inundaciones es la política de reforestación y conservación del suelo, debido a la gran retención hídrica que producen los bosques y la disminución de la velocidad del agua de escorrentía, impidiendo la formación de arroyadas y torrentes caudalosos. Sin embargo, las soluciones se orientan fundamentalmente a regularizar el caudal de las redes fluviales mediante la construcción de presas (laminación hidráulica), e impedir sus desbordamientos construyendo canales y diques de contención. La construcción de presas tiene por finalidad regular los cauces y evitar los máximos de caudal, esta acción se llama laminación de avenidas, además, las presas se pueden utilizar como fuente de energía hidroeléctrica, abastecimiento de agua potable, regadío, ocio… La canalización por cauces anchos de los ríos se suele hacer a su paso por núcleos urbanos, la construcción de diques laterales tiene el fin de que contengan el agua de las crecidas. Estas medidas, no obstante, pueden llegar a producir efectos contrarios a los deseados por rotura de presas y por el aumento del caudal que originan las canalizaciones, así como el efecto de impermeabilización del terreno de estas construcciones, que impide retener el agua del suelo (además las canalizaciones disminuyen el rozamiento del agua por sus paredes lisas dando más velocidad al agua con el peligro que ello ocasiona). Además, los diques se deben construir a suficiente distancia del cauce principal para que en ningún caso se aumente el caudal y la velocidad del agua, lo que provocaría mayores daños (si uno construye diques de contención sobre un río, va a afectar el volumen de agua durante una crecida en algún lugar río abajo). Otra medida estructural es el aumento de la capacidad del cauce mediante su ensanchamiento y/o dragado (se debe hacer de manera que no modifique el perfil del río, ya que, en caso contrario, éste al tratar de buscar su perfil de equilibrio, provocará erosión remontante). El desvío de cauces es una medida que se suele hacer a su paso por ciudades cuando resulta inviable (por falta de espacio) el aumento de la capacidad del cauce del río o construir diques. Ejemplo el río Turia a su paso por Valencia. El nuevo

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cauce puede ser un auxiliar del viejo o se puede prescindir de éste. En algunas cuencas existen estaciones de control que recogen todos los datos de la cuenca, los datos son procesados por ordenador para saber en cada momento la evolución del riesgo de avenidas. Las inundaciones no se evitan por tiempo indefinido con grandes obras (medidas estructurales) creando una falsa confianza y el consiguiente desarrollo económico y social de ciertas zonas; tarde o temprano, la avenida se producirá y será más catastrófica que el conjunto de todas las que se hubiesen ido produciendo sin las medidas estructurales realizadas. - Soluciones no estructurales: A partir de los mapas de riesgo se produce la ordenación del territorio, concretamente en las llanuras inundables, de forma que evite riesgos altos a la población e industrias, pero el riesgo es alto porque son zonas agrícolas por tener suelos muy fértiles y la construcción de carreteras aprovechando las terrazas fluviales supone un ahorro económico. La legislación española (ley de Aguas 1986) establece 3 zonas para la ocupación de las terrazas fluviales:

La zona de servidumbre (zona A): comprende el cauce normal y las franjas de 5 m de anchura a cada lado, donde llega el agua en las avenidas ordinarias. Se prohíbe la realización de cualquier obra que suponga un obstáculo a la corriente como pilares de puentes. La zona de policía (zona B): se extiende 100 m a ambos lados del cauce, donde llega el agua en las avenidas extraordinarias (aprox. 1 vez cada 100 años). Se permiten los usos agrícolas y cierto tipo de edificaciones con autorización expresa de los Organismos de Cuenca. La zona inundable (zona C): donde llega el agua en las crecidas máximas poco frecuentes (aprox. 1 vez cada 500 años), existe alguna norma de restricción de uso, aunque menos limitativa que la anterior. En las medidas no estructurales también están los seguros obligatorios para edificios y actividades que se desarrollen en las áreas sujetas a las inundaciones, de esta manera las indemnizaciones y ayudas públicas serían menores en caso de inundación. Otras medidas son los planes de emergencia de protección civil y modelos de simulación de avenidas realizados por ordenador.

Incidencias en la Región de Murcia. Inundaciones por gota fría. Desprendimientos de ladera Imprimir de la documentación aportada por el coordinador de selectividad el archivo: “5-10-SISTEMAS-

DE-LADERA-Y-SISTEMAS-FLUVIALES” 12. EL SISTEMA LITORAL. FORMACIÓN Y MORFOLOGÍA COSTERA. HUMEDALES COSTEROS, ARRECIFES Y MANGLARES. 12.1. Introducción.

El sistema litoral es la región donde la interacción entre la actividad humana y el ecosistema marino es más estrecha. Constituye la zona de intercambio por excelencia entre continente y océano. Los ecosistemas costeros, afectados por aportes continentales y por procesos físicos de alta energía (olas, vientos, mareas y corrientes), se caracterizan por una elevada productividad biológica, una dinámica sedimentaria muy activa y unas transformaciones químicas muy intensas y dinámicas. En la zona litoral,

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las interacciones entre la tierra, el mar y la atmósfera son muy acentuadas. Todo tipo de aportes, de naturaleza y composición diversa modifican su circulación y su estructura, así como la calidad del agua.

El sistema litoral es la región marina más afectada por la acción directa del hombre: alteraciones de la línea de costa y de la circulación por la construcción de nuevas estructuras (puertos, diques, etc.), modificaciones del fondo mediante drenajes, modificaciones de los depósitos de playa por cambios en la dinámica de la arena (causadas por diques, presas, regeneraciones, etc.), establecimiento de instalaciones de acuicultura, descarga de aguas residuales, etc. Además, en la costa es donde el impacto de la contaminación y la eutrofización son más directos y más intensos. Es a través del litoral, y por medio de la circulación y el intercambio constante de masas caracteriza por una elevada heterogeneidad espacio-temporal, consecuencia de una gran variabilidad hidrodinámica, sedimentológica y morfológica que produce una extraordinaria diversidad de hábitats. Además, en la zona litoral, el ecosistema pelágico y bentónico están muy próximos, con lo cual muchas especies pasan parte de sus ciclos de vida en un sistema o en el otro.

12.2. Formación y morfología costera.

Debido a la actuación de los agentes y factores litorales se genera una dinámica que conduce a la aparición tanto de formas de erosión como de formas de acumulación características de estas zonas. a) Formas de erosión

Las olas son los principales agentes erosivos del litoral. Su efecto es doble, interviene no sólo la potente fuerza de la masa de agua, sino también el continuo roce y golpeteo de los materiales arrastrados por las olas. De forma general las olas actúan: a) Comprimiendo el aire contra las rocas. Esta compresión, que puede llegar a alcanzar presiones superiores a 30 Tm/m2, es mayor cuanto más fracturada esté la roca y menor en rocas masivas y poco fracturadas. b) Produciendo corrosión. Las olas pueden pulir o fragmentar los materiales, debido a su efecto metralla (roce y golpeteo de los materiales arrastrados por las olas). Estos materiales pueden acumularse formando playas u otras formas de acumulación o ser arrastrados hacia otras zonas. c) Produciendo un efecto químico sobre los materiales, por ejemplo, disolviéndolos, hidratándolos, etc.

Entre ellas, nos encontramos tanto formaciones heredadas, como por ejemplo las rías y los

fiordos, que se originan por inundación de antiguos valles fluviales o glaciares, o propias que son debidas a la actuación de agentes costeros, como el viento, mareas, fenómenos de ladera, etc. Entre estas últimas nos encontramos con los acantilados y las plataformas de abrasión. La formación y el desarrollo de los acantilados depende, entre otros factores, de su inclinación, su grado de fracturación, las rocas que lo formen, etc. El oleaje golpea la base del acantilado, de esta forma se origina un socavón en su parte inferior que da lugar a derrumbamientos y desplomes de material rocoso de la parte superior, cuyos cascotes actúan como metralla y acentúan la acción erosiva de esa zona. Así se produce el retroceso del acantilado, que deja tras de sí una superficie denominada plataforma de abrasión.

b) Formas de acumulación

Los materiales procedentes de la erosión o algunos depósitos fluviales en su desembocadura son transportados por el oleaje, las corrientes marinas y las mareas, depositándose finalmente en zonas tranquilas y protegidas de las costas bajas. Existe gran variedad de formas debidas a estos procesos de sedimentación. Entre ellas destacamos las siguientes:

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a) Playa. Se forman por la acumulación de materiales detríticos finos en la línea de costa. En ellas podemos distinguir las siguientes partes: la más próxima al continente suele ser un acantilado o zona de dunas, seguida por una playa interna (que sólo se inunda en época de mareas altas o fuertes tormentas), a continuación aparece un resalte, al que sigue una playa externa (que se sitúa en la zona delimitada por la marea alta y la marea baja o zona interdial) y por último una playa sumergida continuamente.

Barra Albufera Flecha

b) Cordón litoral (o barra). Se origina por depósitos longitudinales de materiales paralelos a la costa que dejan un brazo de mar entre ambos. Cuando un cordón litoral arenoso une las dos partes salientes de una bahía se forma una albufera. c) Tómbolo. Es una acumulación arenosa que une la costa con una isla próxima. d) Flechas litorales. Se originan por la acumulación de materiales en puntos salientes de la costa. e) Deltas y estuarios. Son formas de interfase marino-fluvial (estuario: entrada del mar en la costa al invadir la desembocadura de un río, suelen ser ríos que llevan pocos sedimentos o bien las corrientes marinas son tan fuertes que transportan lejos de la desembocadura los sedimentos; delta: se forma en las desembocaduras de ríos por la acumulación de materiales hasta formar la penetración de tierra en el mar, al contrario que en el estuario el río lleva muchos sedimentos o las corrientes marinas son débiles en la zona por lo que no transportan lejos los sedimentos que se acumulan).

Tómbolo

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12.3. HUMEDALES COSTEROS, ARRECIFES Y MANGLARES. a) Humedales costeros: Marismas, marjales, lagunas y albuferas. Son terrenos bajos y pantanosos, situados muchas veces en zonas de desembocaduras fluviales, que son inundados por el agua del mar en las mareas altas. - Marismas. Son áreas de topografía plana situadas cerca del mar y que suelen sufrir inundaciones periódicas del mar. Suelen encontrarse en desembocaduras de ríos, donde la formación de barras de arena delimita zonas de perfil cambiante que provoca la inundación ocasional. (Marismas del Guadalquivir, Coto de Doñana). - Marjales. - Albuferas. Cuando las barras de arena se desarrollan demasiado pueden llegar a cerrarse creando una cuenca en la que no se aprecia la acción del oleaje, mareas y corrientes. Son Albuferas o Lagoones. (Albufera Valenciana). - Lagunas (Mar Menor). Se originó a partir del cierre de una gran depresión por procesos litorales de depósito de arenas sobre basamento rocosos (areniscas calcáreas y afloramientos volcánicos) La barra arenosa se ve interrumpida por canales o golas. - Salinas. b) Arrecifes Son formaciones producidas por pólipos de cnidarios. Los corales, a pesar de su pequeño tamaño, tienen una enorme capacidad constructora. Los arrecifes coralinos no son otra cosa que los esqueletos externos de innumerables pólipos que viven formando colonias. Son típicos de los mares trópico-ecuatoriales de aguas cálidas (de más de 18º C) muy limpias y oxigenadas, es decir, muy movidas, y sobre suelos poco profundos. Se encuentran en la costa este de los mares cálidos, ya que la oeste suele ser más fría debido a las corrientes. Los corales viven en simbiosis con las algas, las zooxantelas. No se conoce con exactitud la relación que hay entre ambas, pero parece que las algas proporcionan alimento (y color) al arrecife. En estos ecosistemas se desarrollan gran cantidad de seres vivos (se calcula que un tercio de las especies marinas). Además tiene una gran productividad biológica. Existen tres tipos de arrecifes: - Los costeros, muy cercanos a la línea de costa y poco extensos. - Los de barrera, algo más alejados y de gran tamaño. - Los atolones, de forma circular y se apoyan en una isla sumergida. Al emerger, suelen dar a las islas susceptibles de ser colonizadas por el ser humano.

En la actualidad, los arrecifes coralinos sufren lo que se conoce como “blanqueado”, un fenómeno que consiste en la muerte de las algas zooxantelas simbióticas y que puede llevar a la desaparición del arrecife. Su origen se encuentra en la turbidez de las aguas o en su calentamiento. En más de la mitad de las áreas que presentan arrecifes coralinos, estos están gravemente amenazados. c) Manglares. Son bosques semisumergidos que se encuentran en zonas trópico-ecuatoriales. Están constituidos fundamentalmente por el mangle (Rizophora mangle), del que existen más de cincuenta especies entre árboles y arbustos. Los árboles miden unos cuatro metros de altura y disponen de numerosas raíces acuáticas, que les confieren estabilidad suficiente como para mantenerse en pie sobre el suelo cenagoso, de color negro debido a la riqueza de materia orgánica y la abundancia de bacterias.

Los manglares constituyen ecosistemas muy importantes por su gran biodiversidad. En este medio habitan numerosas especies animales, tanto acuáticas (peces, crustáceos, moluscos,…) además, lo intrincado de sus raíces hace que sean un medio idóneo para la cría y el desarrollo de numerosas especies que encuentran en el alimento y protección en las primeras etapas de su vida.

Los impactos más graves que sufren los manglares son la tala para el cultivo de langostinos y camarones, la sobreexplotación maderera, la desecación para la obtención de suelos agrícolas y la pérdida de aportes de aguas dulces. Todo esto hace que, en la actualidad, estos ecosistemas se encuentren en acelerada regresión.

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12.4 RECURSOS COSTEROS E IMPACTOS DERIVADOS DE SU EXPLOTACIÓN. Las zonas costeras son las más densamente pobladas del planeta, ya que aproximadamente un 37% de la población mundial habita a menos de 60 Km. de las mismas. La presión ejercida por la superpoblación junto con las actividades humanas (pesca, transporte, actividades recreativas…) son la causa de las numerosas agresiones que estas zonas padecen. Esta superpoblación es debida a la gran cantidad de recursos susceptibles de ser aprovechados que presentan las zonas costeras como recursos alimenticios, minerales, energéticos, hídricos, recreativos, ecológicos, educativos, de transporte y comunicación. Entre los recursos alimenticios tenemos la pesca, la acuicultura que comenzó con la cría de marisco de alto precio (langostino, centollo, bogavante, ostras…) y en la actualidad ya se crían diversas especies de peces (salmón, dorada, lubina…) y las algas además de alimento se pueden obtener diversidad de productos (cosméticos, medicinales, industriales, compost…). La sobrepesca esta produciendo el agotamiento de muchos bancos pesqueros y la acuicultura contamina con los productos que utiliza como antibióticos, piensos…que se diluyen en el agua. Entre los recursos minerales tenemos minerales metálicos que se concentran en playas como el estaño y el oro y minerales no metálicos como la sal común (para alimentación sobre todo), fosfatos y

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nitratos (abonos) que se obtienen de los excrementos de las aves marinas llamados guano y por ultimo, se extraen arenas, gravas, bloques para usarlos como materiales de construcción. Entre los recursos energéticos tenemos la energía eólica, mareomotriz, y yacimientos de carbón y petróleo (abundantes plataformas petrolíferas marinas). La escasez de agua dulce hace que en muchos lugares se contemple el agua salada como recurso hídrico tras la desalación. Recurso recreativo: destacar el importante turismo en las zonas costeras para baño, sol, surf, natación, submarinismo, pesca, navegación… (En España supone una fuente importantísima de ingresos que, en parte, compensan nuestra balanza comercial negativa). Recurso ecológico y educativo: además del valor paisajístico del litoral, la variedad y singularidad de sus ecosistemas merece ser conservada y preservada. Para la divulgación de los valores ambientales de estas zonas hay centros de interpretación, itinerarios didácticos y aulas de naturaleza. Medio de comunicación y transporte: el medio marino mueve gran cantidad de mercancías y pasajeros, pudiendo haber por ejemplo accidente de petroleros. La Unión Europea pretende impulsar el transporte marítimo de mercancías para descongestionar las carreteras, además se consume menos energía por unidad de masa transportada, gracias a la enorme cantidad de mercancías que pueden almacenar los buques. IMPACTOS DERIVADOS DE LA EXPLOTACION DE LOS RECURSOS COSTEROS

Debido a la gran cantidad de recursos que poseen, las zonas litorales soportan una alta densidad de población, por lo que sufren una serie de impactos ambientales. Destacamos la contaminación (incluida eutrofización), las bioinvasiones, la sobreexplotación, la intrusión salina y los impactos paisajísticos.

La contaminación de las zonas litorales se puede producir por varias causas como el vertido de residuos de las ciudades costeras, la desembocadura de ríos cuyas aguas han sido contaminadas en tramos anteriores, vertidos industriales o mineros de instalaciones próximas al litoral, vertidos de petróleo ya sea por accidentes o por el lavado de los barcos. La naturaleza de los contaminantes puede ser muy variada como materia orgánica, nitratos, fosfatos, hidrocarburos, metales pesados… En aguas tranquilas del litoral (albuferas, ensenadas…) se puede producir eutrofización (es un caso especial de contaminación) sobre todo por fosfatos y nitratos.

Las bioinvasiones se trata de la introducción de ejemplares de especies exóticas en ecosistemas diferentes de aquellos de los que son originarias, si se reproducen en importante cantidad ponen en peligro a numerosas especies autóctonas (las especies bioinvasoras no tienen en el sitio invadido depredadores que los conozcan y compiten con las especies autóctonas por el alimento). Las bioinvasiones se ven favorecidas por los transportes marítimos ya que los bioinvasores vienen pegados en la base del barco o en el agua que utiliza el barco de lastre (las bioinvasiones más importantes son las originadas por la limpieza de las aguas utilizadas como lastre por los barcos cuando circulan libres de carga). Entre las más conocidas y peligrosas tenemos el mejillón cebra (puede remontar ríos por ejemplo está en el Ebro y si se produjera el trasvase Ebro–Segura ocasionaría desastres en el regadío agrícola como mangueras taponadas) capaz de taponar los conductos de alcantarillado, tomas de agua… , el alga Caulerpa (muy abundante ahora en nuestras costas y en el Mar Menor) que con su rápido desarrollo hace desaparecer la flora autóctona que daba alimento y cobijo a organismos marinos y por ultimo, algas unicelulares que dan lugar a las conocidas mareas rojas que producen toxinas que envenenan a muchos organismos.

La sobreexplotación es muy frecuente, sobre todo en la pesca, que ha hecho que, en algunas zonas, se haya tenido que establecer limitaciones y prohibir cierto tipo de capturas, en algunas zonas pesqueras se llevan a cabo paradas biológicas (prohibición temporal de captura) de unos dos meses de duración (coincidentes con la época de reproducción) con el fin de recuperar las poblaciones de peces.

La intrusión salina se refiere a la entrada de agua marina en los acuíferos cercanos a la costa, degradando la calidad de las aguas subterráneas, inutilizándola para su uso. Por ejemplo, en nuestra zona, la sobreexplotación de los acuíferos por la agricultura ha producido la intrusión salina y el agua de los pozos está salinizada y ya no es apta para el consumo.

Los impactos paisajísticos son muy frecuentes en las zonas litorales turísticas, a causa sobre todo de la construcción de hoteles y grandes bloques de apartamentos (la ley de costas actual ha llegado tarde, cuando el mal ya estaba hecho, las construcciones turísticas eligen, además, las zonas mas bellas que al final desaparecen bajo el hormigón).

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TEMA 6. LA BIOSFERA.

1. EL ECOSISTEMA: COMPONENTES E INTERRELACIONES.

1.1 EL ECOSISTEMA: CONCEPTO DE BIOSFERA, ECOSFERA Y ECOSISTEMA.

Biosfera: es un sistema que incluye el espacio donde se desarrolla toda la vida que existe en la Tierra. Está constituido por la vida y su área de influencia, desde el subsuelo hasta la atmósfera. Sus límites son difíciles de precisar pues se han encontrado bacterias a 2.800 m de profundidad bajo tierra (y no se cree que sea un hecho aislado, probablemente haya a mucha más profundidad) y se han visto volar aves a 9 km de altura y hay una enorme diversidad de especies en la profundidad del océano (adaptadas a la oscuridad total y a la enorme presión del agua).

“En la actualidad con el termino biosfera se suele referir únicamente a todos los seres vivos que pueblan nuestro planeta”.

Ecosistema: es un sistema dinámico formado por el conjunto de factores bióticos (comunidad o biocenosis) y factores abióticos (biotopo) y las interrelaciones entre ellos (sobre todo intercambios de energía y materia).

Ecosfera: es el ecosistema planetario de la Tierra (la Tierra puede ser considerada como un

ecosistema donde la atmósfera, hidrosfera, geosfera y los seres vivos se relacionan entre sí, directa o indirectamente, por ejemplo los organismos fotosintéticos producen oxígeno que se libera a la atmósfera y, a su vez, este oxígeno puede ser cogido de la atmósfera y usado por otros seres vivos).

1.2 COMPONENTES BIÓTICOS Y ABIÓTICOS. 1.2.1 Concepto de biotopo y biocenosis.

Biocenosis o comunidad: es el conjunto de seres vivos que habitan en un determinado lugar

(factores bióticos).

Biotopo: es el espacio físico, natural de un determinado lugar donde se desarrolla la biocenosis (parte viva del ecosistema). Este medio físico o territorio está formado por los factores físico-químicos del medio (factores abióticos), por ejemplo temperatura, rocas y minerales, pH, salinidad, agua, gases del aire…

Ecosfera = Geosfera + Atmósfera + Hidrosfera + Biosfera.

Ecosistema = Biotopo + Biocenosis

1.2.2 Cite los factores físico-químicos de los biotopos.

Ejemplos: agua, temperatura, rocas, ph, viento, gases (O2, CO2…), contaminación, sonidos, radiaciones, etc. (Cualquier cosa que no sea seres vivos).

1.2.3 Cite los componentes de la biocenosis (población y comunidad).

Población: es el conjunto de seres vivos de la misma especie que habita en un lugar y en un momento determinado. Ejemplos:

Comunidad o biocenosis: es un conjunto de poblaciones que habitan en un lugar y momento

determinado. Ejemplos:

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1.3 INTERRELACIONES DE LOS COMPONENTES DE UN ECOSISTEMA.

1.3.1 Relaciones intraespecíficas. Concepto y ejemplos.

Las relaciones intraespecificas son las interacciones que suceden entre organismos de la misma especie (población). La más común es la competencia intraespecífica en la que los organismos de la misma especie compiten por un mismo recurso que es escaso, entendiendo por recurso no sólo alimentos sino también lugares de nidificación, hembras en celo disponibles… En algunas especies la competencia se manifiesta por medio de la territorialidad, defendiendo su territorio de la presencia de otros organismos de su especie, ya que con el territorio se asegura tener los recursos suficientes que necesita como la comida.

Otro tipo de relación intraespecífica sería el agrupamiento de individuos de una misma especie con

una finalidad común, entre las finalidades más comunes están ayudarse en la caza, procurar alimento, defenderse, reproducirse... Los agrupamientos pueden ser colonias, familias, gregarismos y sociedades. Las agrupaciones pueden ser permanentes o temporales.

Las colonias son agrupaciones permanentes de individuos que se originan al quedar unidos los descendientes de un mismo progenitor, como por ejemplo la mayoría de los corales. Las familias son agrupaciones no muy numerosas cuya finalidad principal es la reproducción, aunque es muy común que además cooperen para conseguir otras finalidades como la caza, el cuidado de las crías (ejemplo las leonas niñeras que se quedan con las crías mientras el resto caza)… El gregarismo consiste en agrupaciones muy numerosas, por ejemplo las migraciones y los bancos de peces (se unen en determinados momentos de su vida). Las sociedades son unas organizaciones de individuos de la misma especie que viven juntos y dependen unos de otros para su supervivencia, por ejemplo las hormigas, las termitas, las abejas… es característica una distinción de jerarquías, en las que cada tipo de individuo tiene asignada una función cuya finalidad es el beneficio de la sociedad completa (ejemplo hormiga reina, obrera y soldado).

1.3.2 Relaciones interespecíficas. Concepto y ejemplos.

Son las interrelaciones entre seres vivos de distinta especie. Hay varias posibilidades, que ambos

organismos se benefician, que uno se beneficie y otro se perjudique, que ninguno se perjudica pero que uno se beneficia…

- Mutualismo es la interacción en la que ambos se benefician. Ejemplo: los desparasitadores presentan mutualismo como un rinoceronte y el ave que le desparasita, o el tiburón y un pez que le elimina parásitos de la boca. Tanto el ave como el pez pueden desparasitar organismos de otras especies, no son exclusivos ni del rinoceronte ni del tiburón.

- Simbiosis al igual que el mutualismo es una interacción en la que ambos organismos se

benefician, pero en este caso la relación es más compleja puesto que los organismos no pueden vivir libremente del otro organismo. Es una asociación “obligada”. Ejemplos:

* Los líquenes, son asociaciones de hongos con algas, en la que el hongo protege, da humedad

y nutrientes al alga, y el alga mediante la fotosíntesis proporciona materia orgánica al hongo. * las micorrizas, son asociaciones de hongos con raíces de plantas, en la que el hongo

proporciona humedad y nutrientes al vegetal (el hongo forma un entramado de hifas a modo de red de mayores dimensiones que las raíces vegetales, por lo que abarca mucha mayor superficie de suelo y es mucho más efectivo para obtener agua y nutrientes en períodos de escasez sobre todo), y el vegetal, mediante fotosíntesis sintetiza materia orgánica que le da al hongo (los vegetales con micorrizas crecen mejor y son más resistentes a los períodos de sequía que cuando carecen de ellas).

* Las bacterias del género Rhizobium, se asocian con las raíces de vegetales de la familia leguminosas (planta del guisante, haba, algarrobo, alfalfa…), estas bacterias son capaces de fijar el N2 del

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aire y oxidarlo a nitrato, que es la forma en que los vegetales incorporan el nitrógeno que necesitan. La bacteria proporciona nitrógeno al vegetal y éste le proporciona materia orgánica obtenida mediante la fotosíntesis (las leguminosas crecen bien y no tienen competidores en suelos pobres en nitratos que es el principal nutriente para los productores). Otros ejemplos de simbiosis serían la flora intestinal beneficiosa que además de protegernos de que se puedan instalar bacterias patógenas en el intestino, nos proporcionan algunas vitaminas como la vitamina K y algunas del complejo B; se sabe que los pacientes alimentados por vía endovenosa o en ayuno, y que han recibido antibióticos de amplio espectro que acaban con la flora intestinal, pueden sangrar debido a la falta de la vitamina K.

- Comensalismo o Inquilinismo es un tipo de interacción en la que un organismo llamado

comensal se beneficia de su relación con otro organismo, al cual ni perjudica ni beneficia. Ejemplo: el tiburón y el pez rémora. El pez acompaña al tiburón y se alimenta de los restos de comida que desperdicia el tiburón. El tiburón no se perjudica ni se beneficia y la rémora se beneficia. Otros ejemplos podrían ser los carroñeros que esperan a que el depredador termine de comer para comerse sus sobras (algunos carroñeros atosigan al depredador para que deje de comer y se vaya, estos no serían comensales pues perjudican al depredador) y las garcillas bueyeras (aves blancas de tamaño mediano que ves subidas al lomo de vacas, ovejas…) siguen al ganado que pace, y capturan las presas (grillos, saltamontes, ranas, escarabajos…) que se levantan al paso del ganado.

- Antibiosis o amensalismo es un tipo de relación interespecífica en la que un organismo se

perjudica, mientras que el otro no se ve afectado (ni se beneficia ni se perjudica). Ejemplo: el eucalipto tira unas hojas que no permiten donde caen el crecimiento de otras plantas (al descomponerse la hoja se segregan sustancias tóxicas. La antibiosis impide la vida de otros organismos. Otro ejemplo el hongo Penicillium inhibe el crecimiento de bacterias ya que en su actividad normal el hongo produce antibióticos.

- Parasitismo es una interacción donde un organismo se beneficia (parásito) y el otro se

perjudica (hospedador). El parasitismo se diferencia de la depredación en que el parasitismo generalmente no produce la muerte del otro organismo, suele ser de mucho menor tamaño que el hospedador y parasita sólo a uno o unos pocos organismos. Hay dos tipos de parásitos: ectoparásitos (fuera del organismo) y endoparásitos (dentro del organismo). Ejemplo de ectoparásitos; garrapata, chinches…, y ejemplo de endoparásitos; solitaria, tenia, el protozoo Plasmodium malariae causante de la malaria…

- Depredación al igual que en el parasitismo, una especie se perjudica (presa) mientras que la

otra se beneficia (depredador). El depredador puede matar al organismo y comérselo, o bien comerse una parte del organismo como sucede en muchas ocasiones en vegetales, la depredación en vegetales recibe el nombre de herbivorismo. Ejemplo; el ciervo con los vegetales o el depredador que ataca a muchas presas a lo largo de su vida.

- Competencia es una interacción en el que las dos especies se perjudican porque las mismas

especies demandan uno o más recursos idénticos que son escasos. Ejemplo: leones con hienas.

2 LOS BIOMAS TERRESTRES Y ACUATICOS (Concepto).

Los biomas son ecosistemas a escala mundial (de gran tamaño), con una fauna y flora con características determinadas por el clima (Tª y humedad). Los biomas corresponderían con el estado clímax de un ecosistema para una temperatura y humedad determinados. Aunque, en su sentido más genuino los biomas se atribuyen a zonas terrestres, también se puede hablar de biomas acuáticos (marinos y dulceacuícolas) y biomas de interfase en los que confluyen ambientes diversos como el terrestre y dulceacuícola o el marino y dulceacuícola (zona costera, marismas, estuarios…). Aquí solo nombraremos ejemplos de biomas terrestres y marinos. Ejemplos de biomas terrestres:

- Pluvisilva, caracterizada por alta temperatura y humedad y gran densidad de vegetación (selva).

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- Sabana con herbáceas y arbolado disperso, con una estación seca y otra lluviosa y un clima cálido. - Estepas o praderas con herbáceas y arbolado disperso. No es caluroso sino Tª fría. - Desierto con escasas precipitaciones y flora. Dos tipos, cálido y frío, con Tª extremas. - Bosque mediterráneo con veranos calurosos e inviernos suaves, con época de sequía que coincide

con el verano, por lo que la flora debe estar adaptada al período de sequía. - Bosque de hoja caduca, climas templados con cambios estacionales. - Taiga, clima frío con bosques de coníferas (Picea, abetos, alerces y pinos). - Tundra, muy frío, suelo permanentemente congelado y la flora aparece en verano cuando se

derriten los hielos durante un tiempo muy breve.

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Ejemplos de biomas marinos:

- Nerítico, situado en la plataforma continental hasta 200m de profundidad, penetra la luz y está muy oxigenado por las olas. Con gran variedad de organismos, tanto los que nadan (comunidad nectónica ejemplos mayoría de peces, tortugas, calamares, delfines…) como los que viven en el fondo (comunidad bentónica ejemplos erizos, algas, corales, estrellas de mar, peces como el lenguado y la raya…) y los que flotan en la superficie o cerca de la superficie (comunidad planctónica), según esto,

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distinguimos tres tipos de organismos marinos: el plancton o conjunto de organismos que flotan sobre las aguas, dejándose arrastrar por olas y corrientes (fitoplancton: fotosintéticos y zooplancton: heterótrofos), el necton o conjunto de organismos nadadores que se desplazan con libertad y el bentos que son el conjunto de organismos del fondo.

- Pelágico o de alta mar incluye desde zonas donde llega la luz (hasta 200m de profundidad) donde abunda el plancton hasta zonas por debajo incluso de 2.000m con ausencia de luz y muy altas presiones, donde los organismos son escasos y adaptados a las altas presiones si viven en zonas profundas.

3. EJEMPLOS DE ALGUNOS ECOSISTEMAS SIGNIFICATIVOS DE LA REGION DE MURCIA. 3.1 Ecosistema litoral: Calblanque. 3.2 Ecosistema de bosque medio: Sierra Espuña. 3.3 Ecosistema desértico: Gevas. 3.4 Ecosistema de río: Cañaverosa. 3.5 Ecosistema de rambla: Rambla Salada. 3.6 Ecosistema de estepa: el Altiplano. 4. RELACIONES TRÓFICAS ENTRE LOS ORGANISMOS DE LOS ECOSISTEMAS.

4.1 NIVELES TRÓFICOS.

Es una agrupación de seres vivos con similares requerimientos nutritivos. Las relaciones tróficas (trofos= alimento en griego) entre los seres vivos sirven para obtener materia y energía, ya que cuando un ser vivo se alimenta de otro obtiene materia orgánica que posee energía almacenada en sus enlaces. Un nivel trófico incluye a todos los organismos del ecosistema que tienen una fuente de alimento semejante y que, por tanto, comparten una misma forma de aprovechamiento de los recursos energéticos. Las relaciones tróficas se pueden expresar o representar en cadenas tróficas, redes tróficas y pirámides tróficas, donde cada eslabón de la relación trófica es un nivel trófico. 4.1.1 Productores

Es el primer nivel trófico, está formado por los organismos autótrofos (ellos mismos fabrican su

alimento), son principalmente los organismos fotosintéticos, que usando la energía de la luz, agua, CO2 y sales minerales (materia inorgánica) obtienen o forman alimento. Ejemplo: vegetales, algas y muchas bacterias. Hay otros autótrofos llamados quimiosintéticos que oxidan materia inorgánica reducida como las bacterias del azufre, obteniendo la energía necesaria para fabricar su materia orgánica. 4.1.2 Consumidores: primarios, secundarios…

Los consumidores son heterótrofos (obtienen la materia y energía de otros seres vivos o de sus restos). Existen varios tipos o subniveles tróficos dentro de consumidores:

- Primarios o herbívoros: son los consumidores de primer orden, se alimentan del primer nivel trófico, es decir, obtienen de los productores la materia y energía que necesitan para vivir.

- Secundarios o carnívoros: constituyen los consumidores de segundo orden y se alimentan de herbívoros (obtienen la materia y energía de consumidores primarios).

- Terciarios o súper carnívoros: constituyen los consumidores de tercer orden y se alimentan de consumidores secundarios (obtienen la materia y energía de los carnívoros).

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Planta --------- Oruga -------- Pájaro ------- Águila. 1º Nivel trófico 2º NT 3º NT 4º NT

Otros consumidores pueden ser:

- los omnívoros o diversívoros se alimentan de varios niveles y subniveles tróficos. Ejemplo: humanos, osos, jabalí…

- Carroñeros o necrófagos se alimentan de cadáveres recientes o poco modificados. Ejemplo: chacal, buitre…

- Detritívoros o saprófagos se alimentan de restos de seres vivos y cadáveres claramente alterados. Ejemplo: lombriz de tierra, algunas larvas de escarabajos, ácaros y protozoos.

- Coprófagos: se nutren de los excrementos animales como el escarabajo estercolero.

4.1.3 Descomponedores. Son aquellos seres vivos que se alimentan de restos de materia orgánica hayan sido o no parcialmente degradados por detritívoros, y la transforman en materia inorgánica (descomponen totalmente la materia orgánica) necesaria para los productores, cerrando así el ciclo de la materia que ya puede volver a ser usada por los productores. La materia orgánica la obtiene de todos los niveles tróficos ya que puede descomponer restos vegetales o animales. Son los hongos y las bacterias. Sin los descomponedores no se reciclaría la materia necesaria para los vegetales y la materia orgánica muerta se acumularía (restos de hojas, pelos, excrementos…), por eso se dice en la ESO y en el colegio que los descomponedores son los basureros del bosque. 4.2 CADENAS Y REDES TRÓFICAS. 4.2.1 Concepto y ejemplos.

La hierba obtiene su energía y fabrica materia usando la energía solar, el conejo que se alimenta de

hierba obtiene materia y energía de la hierba, y a su vez el zorro que se come el conejo, obtiene materia y energía del conejo. Esta relación nutritiva lineal se llama cadena trófica y es la forma más sencilla de representar las relaciones tróficas que permiten el paso de la materia y energía de los ecosistemas.

La cadena trófica Hierba conejo zorro no se cumple como tal en la realidad, porque el conejo puede comer otras plantas y ser depredado por otros carnívoros, incluso la hierba puede ser comida por otros herbívoros. Por lo tanto la realidad es mucho más compleja, produciéndose una compleja red de relaciones tróficas que incluye varias cadenas tróficas, formándose la red trófica.

La red trófica es tan complicada que hace difícil su estudio e interpretación a pesar de ser más realista que la cadena trófica. Para simplificar se utiliza la pirámide trófica, formada por barras horizontales unas encima de otras en la que se representa cada nivel trófico.

5. BIOMASA Y PRODUCCIÓN BIOLOGICA.

5.1 Conceptos de Biomasa, producción primaria, producción secundaria y productividad.

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Biomasa: energía o materia orgánica (da igual el que usemos porque la energía almacenada en un ecosistema se refiere a la materia orgánica que es la que almacena la energía en sus enlaces químicos) presente en un ecosistema o nivel trófico. Se mide como materia o energía por unidad de superficie (ecosistemas terrestres) o volumen (ecosistemas acuáticos). Se expresa como t/km2, kg/ha, g/m2, etc. La biomasa primaria es la fabricada por los productores y la biomasa secundaria, la elaborada por los consumidores.

Producción: la energía obtenida por unidad de superficie o volumen por unidad de tiempo en un

ecosistema o nivel trófico, en resumen, es la cantidad de biomasa fabricada por unidad de tiempo. Se expresa como t/km2/año, kg/ha/año, g/m2/año, etc.

- Producción primaria: es la cantidad de biomasa fabricada por los productores por unidad de tiempo (es la energía (materia orgánica) obtenida por unidad de superficie o volumen por unidad de tiempo en los productores). Se habla de producción primaria bruta (PPB) y neta (PPN), la PPB es la cantidad total de biomasa fabricada por los productores, mientras que la PPN es la cantidad de biomasa que queda disponible para el siguiente nivel trófico. La PPN= PPB – Respiración ya que la energía gastada en la respiración celular no pasa al siguiente nivel trófico.

- Producción secundaria: es la cantidad de biomasa fijada por el resto de niveles tróficos

(consumidores y descomponedores) por unidad de tiempo (es la energía (materia orgánica) obtenida por unidad de superficie o volumen por unidad de tiempo en los heterótrofos). Se habla de producción secundaria bruta (PSB) y neta (PSN), la PSB es la cantidad total de biomasa fijada por los heterótrofos, mientras que la PSN es la cantidad de biomasa que queda disponible para el siguiente nivel trófico. La PSN= PSB – Respiración, ya que la respiración produce pérdida de energía.

Para comparar la producción en dos ecosistemas distintos se utiliza un parámetro denominado productividad (p) que es la relación entre la producción y la biomasa. Suele expresarse en tanto por ciento y nos da idea de la velocidad de renovación de la biomasa. p = P/B x 100 ejemplo dos ecosistemas tienen la misma producción por año (producen la misma cantidad de materia orgánica), pero uno tiene mucha menos biomasa (un arrozal por ejemplo) que el otro (un bosque por ejemplo), entonces el primero es mucho más productivo que el segundo (en los arrozales casi toda la biomasa es tejido verde que hace la fotosíntesis, pero en un bosque hay troncos y ramas con madera marrón que no son productivos porque no hacen la fotosíntesis).

Realiza el siguiente ejercicio de selectividad (Junio 2008)

6. REPRESENTACION GRAFICA E INTERPRETACION DE LAS RELACIONES TROFICAS DE UN ECOSISTEMA.

Flujo de energía en los ecosistemas. Regla del 10 %

De un nivel trófico al siguiente dentro de un ecosistema sólo queda disponible para el siguiente nivel

trófico aproximadamente un 10 % de la energía obtenida por el nivel trófico previo, esto es debido a que en cada nivel trófico hay una pérdida de energía en las heces, respiración y partes no ingeridas. Se conoce como regla del 10%. Por ejemplo un productor vegetal obtiene del sol 100 unidades de energía, las partes muertas que se desprenden del vegetal o simplemente no consumidas por los herbívoros es energía que no pasa al siguiente nivel trófico (pero si pasa a los descomponedores), además la energía usada en la respiración no pasarán al siguiente nivel trófico así como productos de excreción. En conclusión el herbívoro solo tendrá disponible para consumir un 10 % de la energía del sol que captó la planta, y así sucesivamente en los diferentes niveles tróficos solo quedarán un 10 % del nivel trófico anterior por las perdidas de energía

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no ingeridas, restos como heces y la gastada en la respiración. Esto explica porqué en las pirámides de energía los sucesivos eslabones tienden a ser 10 veces más pequeños.

6.1 Pirámides tróficas o ecológicas: pirámides de número, biomasa y energía (producción).

La pirámide trófica es un tipo de relación trófica representada de forma escalonada en el que cada eslabón de la pirámide corresponde a un nivel trófico y el área de cada nivel trófico representa la magnitud (dimensión) del fenómeno que se quiere estudiar. Como de un nivel trófico al siguiente sólo pasa un 10% de la energía o biomasa, los escalones de las pirámides se van estrechando en los sucesivos niveles tróficos. Hay tres tipos:

- Pirámides de números: cada eslabón representa el nº de individuos de ese nivel trófico. La dimensión de cada uno de los escalones es proporcional al número total de individuos que constituyen cada nivel trófico. No son útiles para comparar ecosistemas, no cumplen la ley del 10% y frecuentemente presentan formas de pirámides irregulares o invertidas, pues, por ejemplo no es lo mismo que los productores sean de muy pequeño tamaño como el fitoplancton que grandes como los árboles y sin embargo la pirámide de números le da la misma importancia a cada productor.

- Pirámides de biomasa: representa la cantidad de

materia orgánica presente en cada nivel trófico, son más representativas que las pirámides de números, aunque en algunos casos pueden aparecer invertidas si la biomasa de los consumidores primarios es superior a la de los productores como puede suceder en ecosistemas marinos donde hay más biomasa de zooplancton que de fitoplancton, pero el rápido crecimiento del fitoplancton (alta tasa reproductiva) permite mantener una mayor biomasa de zooplancton.

- Pirámides de producción o energía: si estudiamos a lo largo de un año la cantidad de energía que es acumulada en cada nivel trófico obtenemos una pirámide de energía, se expresa en kcal/m2 año. Estas

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pirámides en ningún caso pueden estar invertidas ya que lo que se representa es la producción en cada nivel trófico.

Pirámide de Energía

Realiza el siguiente ejercicio de selectividad:

7 LOS CICLOS BIOGEOQUIMICOS DEL OXIGENO, CARBONO, NITROGENO, FOSFORO

Y AZUFRE. La materia y la energía circulan constantemente en los ecosistemas, la materia formando un ciclo cerrado mientras que el flujo de energía es abierto porque los ecosistemas pierden mucha energía en forma de calor, por ejemplo los seres vivos.

7.1 Ciclo de la materia. Los ciclos biogeoquímicos: O, C, N, P y S.

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Ciclo biogeoquímico es la circulación de los elementos químicos (materia) como C, N y P entre los distintos compartimentos del ecosistema (seres vivos, atmósfera, hidrosfera, geosfera) realizando un ciclo cerrado, por ejemplo un átomo de carbono presente en un animal es transformado en CO2 mediante la respiración mitocondrial y liberado a la atmósfera donde puede ser captado por un vegetal y volver a un animal al comerse el vegetal. Otro ejemplo más complicado para ayudarte a razonar el carácter cíclico es: el CO2 liberado a la atmósfera por el animal es disuelto en el agua de un lago (en el agua en contacto con la atmósfera se disuelven gases), el CO2 disuelto en agua precipita formando rocas carbonatadas, la roca es meteorizada a lo largo del tiempo y el CO2 vuelve a disolverse en el agua donde un productor lo capta durante la fotosíntesis para formar materia orgánica y por último el animal que come el vegetal incorpora la materia orgánica que contiene el carbono (date cuenta de la circulación del carbono a través de los compartimentos biosfera, atmósfera, hidrosfera, geosfera y vuelve de nuevo a la biosfera formando un ciclo cerrado).

Los elementos químicos pueden permanecer en cantidades muy importantes y durante largos períodos de tiempo en un determinado lugar del ecosistema (atmósfera, geosfera, hidrosfera) llamándose a este lugar “Almacén o reserva o reservorio” (también podéis encontrarlo como pool que es la palabra inglesa), por ejemplo la atmósfera constituye un almacén de carbono (en forma de CO2), en la geosfera están las rocas fosfatadas que son el almacén principal de fósforo. Cuando el principal almacén es la atmósfera o la hidrosfera se llaman ciclos gaseosos (como el ciclo del C, N, H y O) y cuando la reserva más importante está en forma mineral (en la geosfera) se llaman ciclos sedimentarios (como el ciclo del P y del S). Muchos ciclos biogeoquímicos están modificados por el hombre produciendo alteraciones en los ecosistemas, por ejemplo las actividades humanas aumentan la concentración de CO2 en la atmósfera, los fertilizantes aumentan el fósforo y el nitrógeno en el suelo y en el agua…

Ciclo del carbono.

La atmósfera es el almacén más importante de carbono en forma de CO2 que es asimilado por los productores principalmente mediante fotosíntesis, formando materia orgánica que pasará al resto de niveles tróficos mediante las cadenas tróficas. En todos los niveles tróficos se libera CO2 a la atmósfera (o hidrosfera) mediante respiración y todos los niveles tróficos aportan C también a los descomponedores con sus restos, algunos seres vivos anaerobios liberan carbono en forma de CH4 (metano) a la atmósfera. Otros almacenes de carbono importantes son el carbono disuelto en el agua (en forma de carbonatos y bicarbonatos) y las rocas carbonatadas. Muchos seres vivos incorporan carbono para construir caparazones (almejas, caracolas…) o esqueletos (arrecifes de coral…) de carbonato cálcico que al morir formarán más rocas carbonatadas. El ser humano aumenta la liberación de carbono (en forma de CO2) a la atmósfera mediante el uso de combustibles fósiles, alterando con ello el ciclo del carbono. El lento proceso de formación de las rocas carbonatadas retira de la vía principal parte del carbono, este carbono vuelve a la vía principal (atmósfera, hidrosfera, biosfera) mediante la disolución de las rocas carbonatadas y la quema de combustibles fósiles (el carbón, petróleo… son rocas sedimentarias).

Ciclo del oxígeno.

El oxígeno surgió en la atmósfera como consecuencia de la aparición de los organismos fotosintéticos (al principio el oxígeno producido por los organismos fotosintéticos era capturado rápidamente por los minerales de la superficie terrestre que reaccionaban con el oxidándose. Cuando la mayoría de los minerales se encontraban oxidados el oxígeno comenzó a acumularse en la atmósfera y, en menor cantidad, en la hidrosfera porque el oxígeno es poco soluble en agua). Cuando hubo suficiente cantidad de oxígeno aparecieron los seres vivos que utilizan el

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oxígeno para obtener energía por oxidación de la materia orgánica (respiración que sucede en la mitocondria en eucariotas y en el citoplasma en procariotas). El ciclo del oxígeno es muy complejo debido al gran numero de formas y combinaciones químicas en que se presenta. Se presenta como oxígeno molecular (O2), formando parte del agua (H2O), en compuestos inorgánicos (geosfera) y en materia orgánica en los seres vivos o en el suelo o en sedimentos. El ciclo del oxígeno se podría resumir en que los organismos fotosintéticos toman el oxígeno incorporado en la molécula de agua y durante la fotosíntesis la molécula de agua se rompe liberando el oxígeno (a la atmósfera o hidrosfera) en forma de oxígeno molecular, que es utilizado por los seres vivos en la respiración que lo transforma de nuevo en moléculas de agua (recuerda de biología que el oxígeno es el aceptor final de electrones y protones en la cadena de transporte de electrones de la respiración y al coger los e- y los H+ se transforma en H2O). Añadir al ciclo 2 salidas: el que queda atrapado en los sedimentos orgánicos del fondo marino y una parte del oxígeno que oxida a los minerales de la superficie terrestre (quedando retenido en la geosfera).

Ciclo del nitrógeno.

El principal almacén de nitrógeno es la atmósfera en la que se encuentra el nitrógeno en forma de N2 (el N2 constituye el 78% en volumen de la atmósfera), pero los vegetales no pueden incorporar el N2 directamente y utilizan los nitratos del suelo o del agua. El N2 del aire debe ser fijado en forma inorgánica asimilable como anión nitrato (NO3

-), la fijación la realizan principalmente las bacterias fijadoras del N2 Azotobacter (vive libre en el suelo) y Rhizobium (también pueden fijar nitrógeno atmosférico algunos hongos, cianobacterias y la bacteria Clostridium, pero los más importantes son Azotobacter y Rhizobium). La bacteria Rhizobium realiza simbiosis con las raíces de leguminosas (en la simbiosis la bacteria recibe materia orgánica obtenida de la fotosíntesis del vegetal y la planta recibe nitrógeno asimilable). Los productores transforman los nitratos en materia orgánica que pasará a los consumidores y los restos de productores y consumidores serán materia orgánica para los descomponedores, que transformarán la materia orgánica con nitrógeno (aminoácidos y ácidos nucleicos principalmente) incluidos los desechos del metabolismo (urea y ácido úrico) a forma inorgánica, como amoníaco NH3. El NH3 no es accesible para la mayoría de los organismos debido a su toxicidad. Se produce el paso de NH3 a nitratos mediante el proceso llamado nitrificación, que se lleva a cabo en 2 pasos por bacterias quimiosintéticas del suelo, primero pasan amoníaco a nitrito (NO2

-) las bacterias del género Nitrosomonas y segundo, pasan nitritos a nitratos (NO3

-) las bacterias del género Nitrobacter. Los nitratos en el suelo y el agua pueden volver a ser usados por los productores, cerrando así el ciclo principal.

En ambientes sin oxígeno la descomposición de materia orgánica dará N2 en un proceso llamado desnitrificación realizado por algunos hongos y bacterias del género Pseudomonas principalmente, este N2 gaseoso irá a la atmósfera y no podrá ser usado por las plantas.

El ser humano altera el ciclo del N por las industrias de fertilizantes que producen

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muchos nitratos que pasan al suelo y cultivos, también se producen en combustiones contaminantes formados por óxidos de nitrógeno y, por último, las tormentas eléctricas pueden producir también óxidos de nitrógeno que acabarán llegando al suelo y al agua.

Ciclo del fósforo.

El fósforo tiene una gran importancia ecológica como nutriente limitante, debido a que la proporción de fósforo presente en los tejidos de los organismos en relación con la de otros elementos químicos suele ser mucho mayor que la que existe en el medio (por eso un aumento de P en medios acuáticos debido a las actividades humanas causa eutrofización). El principal almacén de fósforo son los sedimentos y las rocas fosfatadas (el ciclo del P es un ciclo sedimentario), junto con el depósito de fosfato en esqueletos y caparazones resistentes a la meteorización y los excrementos como el guano producido por la acumulación de heces de aves marinas en los acantilados; estos almacenes producen pérdidas considerables de fósforo para los ecosistemas durante largos períodos de tiempo (todas estas acumulaciones de P hacen escaso el P por la inaccesibilidad del P hasta que la meteorización y otros procesos faciliten la incorporación del P al suelo o agua donde los productores pueden incorporarlo).

Los productores requieren para su nutrición fósforo en forma de fosfato inorgánico (PO43-) para

formar moléculas con P como ATP, ácidos nucleicos y fosfolípidos, las cuales serán transferidas a lo largo de la red trófica de los ecosistemas, hasta llegar a los descomponedores que lo mineralizan a PO4

3- haciéndolo de nuevo accesible para los productores, completando así el ciclo principal, aunque una parte de este P puede perderse durante largos períodos de tiempo en los almacenes.

Los seres humanos mediante la formación y uso de fertilizantes químicos, y el estiércol de la ganadería empleados en la agricultura, incorporan grandes cantidades de este nutriente en los ecosistemas, pudiendo provocar eutrofización en los ecosistemas acuáticos.

Ciclo del azufre.

El principal almacén es la hidrosfera (incluye agua que toman los vegetales del suelo) en forma de anión sulfato (SO4

2-) que es absorbido por los productores (del suelo o mares o ríos…) que lo incorporan en la materia orgánica formando parte de proteínas que pasaran al resto de niveles tróficos hasta llegar a los descomponedores que lo transformarán nuevamente en sulfatos o bien en H2S (ácido sulfhídrico o sulfuro de hidrógeno) en caso de ser en medio anaerobio (sin oxígeno) como en pantanos. Hay bacterias que transforman el H2S en S y otras oxidan el H2S en SO4

2- cerrando el ciclo. El azufre se puede inmovilizar temporalmente en rocas sedimentarias bien como SFe, S3Fe2 , o bien,

los sulfatos se transforman en yeso (sulfato calcico hidratado) al evaporarse lagos y mares pocos profundos o bien están inmovilizados en combustibles fósiles como carbón y petróleo que llevan mucho azufre. Por otro lado, los volcanes y las actividades humanas (la quema de combustibles fósiles sobre todo que aporta mucho SO2) liberan a la atmósfera H2S y SOx (óxidos de azufre en general, aunque principalmente SO2) que se oxidan dando SO4

2- e incluso H2SO4 (lluvia ácida) que aporta sulfatos de nuevo a la hidrosfera con las precipitaciones.

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Ciclo del S 8. EL ECOSISTEMA EN EL TIEMPO: SUCESIÓN, AUTORREGULACION Y

REGRESIÓN.

8.1 Concepto de sucesión.

Un ecosistema determinado, como puede ser un bosque o una laguna, no permanece siempre igual, sino que nuevas especies pueden llegar a él y sustituir a otras anteriores. Se llama sucesión ecológica a la secuencia de cambios graduales (principalmente en la comunidad, aunque también hay cambios en el biotopo como por ejemplo mayor desarrollo del suelo) que experimenta un ecosistema a lo largo del tiempo. Los cambios que se producen en las sucesión afectan a la estructura del ecosistema, llevando al ecosistema hacia la adquisición de una serie de estados sucesivamente más estables y no se deben confundir con los pequeños cambios o fluctuaciones, como pueden ser los cambios estacionales (por ejemplo en verano aumentan los insectos por el calor y en invierno sucede lo contrario, incluso mueren muchos vegetales anuales), los cambios noche-día, los cambios demográficos debido a la depredación... Las fluctuaciones son cambios cíclicos o periódicos, en los que el ecosistema vuelve a la situación inicial cuando cesan las causas que originaron dichos cambios.

8.2 Tipos: sucesiones primarias y secundarias. Clímax (autorregulación). Regresión.

Conforme avanza la sucesión aumenta la complejidad del ecosistema llegando en las etapas finales de la sucesión a un equilibrio con el medio ambiente en el que ya no aparecen cambios importantes. Este es el llamado estado clímax, que es el estado final de la sucesión, estable y en equilibrio con el clima dominante de la región en la que se encuentra el ecosistema.

Regresión: en ocasiones la sucesión se puede invertir, es decir, que una perturbación lleve al ecosistema a un estado más primitivo en la sucesión. Esto se conoce como regresión y puede ser causada por perturbaciones naturales (vulcanismo, cambio climático…) o provocadas por el hombre (deforestación, incendios…). Hay dos tipos de sucesiones:

- La sucesión primaria es aquella que sucede en un terreno virgen (terreno desnudo-roca desnuda-biotopo nuevo) donde no había una comunidad. Ejemplos: las dunas de arena, los depósitos de lava, la retirada de hielo en unas montaña y aparecen rocas vírgenes. Los pasos en una sucesión

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primaria como por ejemplo una isla volcánica serían de forma general y muy resumida: la aparición de líquenes sobre las rocas desnudas y musgos que con el tiempo facilitarían la formación del suelo suficiente para que aparezcan hierbas, con el paso del tiempo aumentará la profundidad del suelo y aparecerán arbustos y después árboles, en los sucesivos estados de la sucesión no sólo cambia la vegetación sino también el resto de la comunidad y el suelo que adquiere profundidad, una mayor capacidad de retención de agua y mayor contenido en materia orgánica. Otros cambios pueden ser cambios climáticos como temperaturas más suaves, menor viento por el arbolado, menos insolación directa, mayor precipitación en la zona ocasionada por la mayor evapotranspiración…

- La sucesión secundaria son aquellas sucesiones que aparecen en ecosistemas que han sufrido una

regresión, la vegetación ha sido eliminada de forma parcial o total, pero conservan parcial o totalmente el suelo con semillas y esporas. Ejemplos: incendios, deforestaciones, sobrepastoreo, introducción de especies exóticas, abandono de un campo de cultivo, pérdida de árboles por una enfermedad, inundación... En estos casos la sucesión es más rápida que en las primarias.

Sucesión primaria a partir de roca desnuda Sucesión secundaria tras un incendio

8.3 Características de las sucesiones.

- Aumento de la diversidad de especies y de la especialización de éstas. - Aumento de la complejidad estructural; aumenta el número de niveles tróficos y la complejidad de

las redes tróficas. - Aumenta la biomasa, principalmente aquellos organismos o partes con metabolismo bajo, por

ejemplo la cantidad de madera y materia muerta aumenta progresivamente al avanzar en la evolución.

- Disminuye la productividad (es la relación entre la producción y la biomasa p = P/B x 100) porque aumenta la cantidad de materia muerta o partes no productivas como la leña. Además la respiración es mucho mayor en ecosistemas avanzados en la sucesión.

- Van sustituyéndose unas especies con otras a lo largo de la sucesión pasando de unas especies oportunistas con alta capacidad de reproducción (estrategas de la r) a especies más adaptadas y con poca capacidad reproductiva pero mayor supervivencia de los descendientes (estrategas de la k), es decir, pasa de estrategas de la r a estrategas de la k.

- Decrece la natalidad y aumenta la supervivencia de los descendientes. - Se van amortiguando las fluctuaciones. - Aumenta la estabilidad del ecosistema porque hay mayor número de interacciones entre los

componentes del ecosistema. - Se sustituye el viento por los animales, como método de transporte de las semillas. - Aumenta mucho la respiración, por lo que en el estado clímax lo que se produce (producción

bruta) es igual a lo que se gasta en respiración, por lo que la producción neta se aproxima a cero, es decir, hay una tendencia a que la fotosíntesis iguale a la respiración de toda la comunidad (en este apartado con poner aumento de la respiración y disminución de la producción neta es suficiente). PN = PB – R = 0.

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9 IMPACTOS SOBRE LA BIOSFERA: DEFORESTACION Y PÉRDIDA DE BIODIVERSIDAD.

9.1 DEFORESTACIÓN: CONCEPTO, CAUSAS Y CONSECUENCIAS.

Desde el comienzo de la agricultura (hace unos 10.000 años) hasta la actualidad, los bosques han

disminuido considerablemente (se ha visto reducido aproximadamente a un tercio), sobre todo en los últimos 50 años, hasta reducirse a un 30% del total de la superficie terrestre (4.000 millones de hectáreas). La pérdida de bosques se debió en parte a cambios climáticos, pero fue causada también por actividades humanas; en este último caso se habla de deforestación, según la FAO “la deforestación es la conversión del bosque para otros usos” (yo no estoy muy de acuerdo con esta última definición, porque un incendio provocado no siempre implica que se le vaya a dar otros usos al terreno. Para el que no lo sepa la FAO es una organización internacional de agricultura y comida: Food Agriculture Organization). La pérdida de bosques se está produciendo sobre todo en los países en vías de desarrollo, en sólo tres décadas desde 1960 a 1990, se ha perdido una quinta parte de toda la cubierta del bosque tropical natural. Sin embargo, en los países desarrollados la superficie forestal parece haberse estabilizado, incluso aumentado debido a repoblaciones (en conclusión se pierden sobre todo bosques naturales y han aumentado bosques de nueva plantación y los seminaturales).

Causas de la deforestación.

- La extensión de la agricultura y la ganadería: es, quizá, la mayor causa de deforestación; el drástico

crecimiento de la población mundial ha ocasionado un incremento importante de suelo agrícola. Es de destacar el aumento del cultivo de aceite de palma para la alimentación, cosméticos y biocombustibles.

- La demanda de madera, leña y fabricación de papel, sobreexplotando el bosque sin permitir su regeneración. Muchos países en vías de desarrollo están esquilmando (agotando, vaciando) sus bosques para obtener beneficios económicos particulares (gobiernos corruptos) o para el pago de su deuda externa.

- Los incendios forestales, sobre todo si son recurrentes, que conllevan la desaparición de bosques y la pérdida de suelos. Muchos incendios forestales provocados pretendían favorecer un uso posterior del suelo como por ejemplo una promotora para que le permitan construir ahí. La quema de rastrojos agrícolas ha provocado incendios.

- La lluvia ácida, sobre todo en el norte de Europa. - El desarrollo urbano y las obras públicas (carreteras, grandes presas…) en zonas boscosas. - Las plagas, enfermedades y sequías. - Actividades industriales como la minería que produce desmontes, movimientos de tierra,

acumulación de áridos…la extracción de aluminio y petróleo en bosques tropicales destruye importante superficies boscosas, no sólo por la ubicación sino también por vertidos (escapes de petróleo por ejemplo).

Consecuencias de la deforestación.

Para comprender y nombrar las consecuencias de la deforestación es recomendable ver las funciones

(importancia) del bosque: - los bosques poseen el 60% de la biodiversidad del planeta, por ello una consecuencia de la

deforestación es la pérdida de biodiversidad. - Regulan el clima a escala local y mundial, amortiguando los contrastes térmicos (día-noche,

verano-invierno), por ello una consecuencia de la deforestación es la mayor brusquedad climática. - En cuanto al agua y el suelo, los bosques retienen más humedad, favorecen la infiltración del agua

estabilizando la escorrentía, forman y protegen los suelos evitando los procesos erosivos, por ello algunas consecuencias de la deforestación es el aumento de inundaciones por la mayor escorrentía, menor recarga de los acuíferos por la menor infiltración en ausencia de bosques, mayor erosión con lo que se degrada más el suelo, sobre todo en zonas de fuertes pendientes.

- Fijan el CO2 durante la fotosíntesis, actúan de filtros reteniendo parte de la contaminación atmosférica, por ello una consecuencia de la deforestación es el aumento del CO2 (mayor efecto invernadero) y la menor retención de contaminantes atmosféricos.

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- Son zonas de bellos paisajes, esparcimiento, ocio y turismo, por ello una consecuencia de la deforestación es la pérdida de zonas de ocio, turismo, paisajes, lugares de relajación, pulmones verdes…

- Proporciona gran variedad de sustancias y materias primas como madera, resinas, corcho, aceites, moléculas con propiedades farmacológicas, alimentos (frutos secos, setas, especias, cacao, etc.), por ello una consecuencia de la deforestación es la pérdida de todos estos recursos.

LA PÉRDIDA MUNDIAL DE LA BIODIVERSIDAD. 9.2.1 Concepto de biodiversidad

La biodiversidad de un ecosistema es la riqueza de especies que existe en dicho ecosistema. La

Biodiversidad o diversidad biológica es la variedad de organismos que viven en nuestro planeta. Una definición mucho más precisa de biodiversidad incluye no sólo la variedad de seres vivos, sino también la variedad de ecosistemas y la variedad de genes existentes (diversidad de individuos, ecosistemas y genes). Para calcular la biodiversidad en un ecosistema se tiene en cuenta tanto la riqueza de especies en el ecosistema como la abundancia relativa de cada especie, por ejemplo 2 ecosistemas con 4 especies pero en uno hay 10 individuos de cada especie (total 40 individuos) y en el otro hay 28 individuos de una especie mientras el resto de especies tiene 4 individuos cada una (total 40 individuos), el primero tiene más diversidad que el segundo porque aunque todos tienen los mismos individuos, el segundo posee menos diversidad porque casi todos los individuos pertenecen a la misma especie, estando poco representadas el resto de las especies.

El número de especies conocidas se sitúa alrededor de 1,7 millones, aunque se estima que existen unos 5 millones de especies en nuestro planeta, por tanto, la mayoría son desconocidas y se encuentran sobre todo en las selvas tropicales que están desapareciendo por acción del hombre. En las llanuras abisales se piensa que pueden existir cientos de miles de especies aún sin descubrir.

9.2.2 Importancia de la biodiversidad

La biodiversidad es muy importante para el funcionamiento de los ecosistemas (cada especie cumple

una función esencial para el funcionamiento de los ecosistemas, como fabricar o descomponer materia orgánica, equilibrar el número de herbívoros, formar suelo, proteger de la erosión, fabricar oxígeno…) y para los seres humanos, ya que de las distintas especies pueden obtener fármacos (la aspirina es ácido acetilsalicílico obtenido de la corteza del sauce, la penicilina se obtuvo del hongo Penicillium), materias primas (madera…), productos industriales (etanol, acetona…, obtenidos por fermentación microbiana o algún otro proceso en el que intervengan seres vivos), alimentos (el yogur, la cerveza, el pan…, son alimentos obtenidos gracias a microorganismos), genes con fines productivos (por ingeniería genética se pretende introducir genes de bacterias fijadoras de N2 en vegetales para que no haya que utilizar fertilizantes nitrogenados evitando la contaminación de aguas y suelos con nitratos y que cueste menos dinero al agricultor), valor recreativo y turístico…

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9.2.3 Causas de la pérdida de biodiversidad

Las actividades humanas han tenido un efecto muy negativo sobre la diversidad biológica. El aumento demográfico de la población humana ha generado un acelerado crecimiento urbano, el desarrollo de nuevas y más productivas técnicas agrarias y una actividad industrial a gran escala que ha dado como resultado una sobreexplotación de los recursos naturales. Destacan las siguientes causas de pérdida de biodiversidad:

A) Deterioro y fragmentación de los hábitats naturales: Esta es la causa principal. La destrucción o

deterioro del hábitat donde viven los seres vivos provoca su muerte al cambiar las condiciones del lugar donde habita, como puede ser mayor insolación y viento, muerte de los organismos de los que se alimentaba… La destrucción de la selva tropical es la mayor amenaza a la biodiversidad ya que su riqueza de especies es enorme. Otros ecosistemas muy delicados y con gran diversidad son los arrecifes de coral y en los últimos años están teniendo importantes problemas de difícil solución. También están muy maltratados los humedales, pantanos, marismas, etc., son lugares de gran productividad biológica, usados por las aves acuáticas para la cría y la alimentación y el descanso en sus emigraciones. Durante siglos el hombre ha desecado los pantanos para convertirlos en tierras de labor y ha usado las marismas costeras para construir sus puertos y ciudades, por lo que su extensión ha disminuido drásticamente en todo el mundo. La fragmentación del hábitat (como consecuencia del desarrollo agrícola, industrial y urbano) en fragmentos de menor tamaño hace más frágiles a los ecosistemas, ya que disminuye su capacidad de autorregulación (por ejemplo en espacios más reducidos es más complicado regular la temperatura o que un depredador obtenga suficiente alimento…), además al quedar confinada una especie en pequeños territorios se produce el “efecto isla”: la endogamia y la deriva genética pueden arrastrar a una pequeña población hasta su desaparición.

Para evitar que se extingan las especies por la destrucción de su hábitat, se han creado figuras de protección de ecosistemas como parque natural, reserva de la biosfera, parque regional, ZEPA (zona de especial protección para las aves), espacio protegido…

B) Introducción de especies nuevas o exóticas: El hombre, unas veces voluntariamente para luchas

contra plagas o por sus gustos y aficiones y otras involuntariamente con sus desplazamientos y el transporte de mercancías, es un gran introductor de especies nuevas en ecosistemas en los que hasta entonces no existían, estos bioinvasores se encuentran en un ambiente nuevo, libre de depredadores y enfermedades, desplazando a las especies nativas y en ocasiones constituyen verdaderas plagas. Esto es especialmente peligroso en lugares de especial sensibilidad como las islas y los lagos antiguos, que suelen ser ricos en especies endémicas porque son lugares en los que la evolución se ha producido con muy poco intercambio con las zonas vecinas por las lógicas dificultades geográficas. En Hawai, por ejemplo, se calcula que han desaparecido el 90% de las especies de aves originales de la isla como consecuencia de la presión humana y la introducción de animales como las ratas y otros que son eficaces depredadores de aves que no estaban habituadas a ese tipo de amenazas. En Nueva Zelanda la mitad de las aves están extintas o en peligro de extinción. Otro ejemplo es el alga Caulerpa prolífera que fue introducida accidentalmente en el Mediterráneo y al no ser conocida por los seres vivos del Mediterráneo (no han evolucionado junto a este alga) no tiene depredadores y se está extendiendo con gran densidad por los fondos litorales impidiendo que puedan crecer las algas y plantas acuáticas, además hace disminuir mucho la pesca porque no sirve de alimento (incluso presenta cierta toxicidad), alterando los sucesivos niveles tróficos.

C) Excesiva presión explotadora sobre algunas especies: Se puede producir de diferentes formas:

por una excesiva presión cinegética (caza) sobre determinadas especies, por sobrepesca (caso del esturión del Guadalquivir), por coleccionismo (afecta especialmente a insectos como las colecciones de mariposas o escarabajos) y la utilización de mascotas.

La caza de alimañas y depredadores hasta su exterminio ha sido habitual hasta hace muy poco tiempo. Se consideraban una amenaza para los ganados, la caza y el hombre y por este motivo se procuraba eliminar a animales como el lobo, osos, aves de presa, serpientes, etc., cuando en realidad muchas de estas especies eran beneficiosas para el hombre como el caso de serpientes y rapaces que se

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alimentan de plagas de graneros y agricultura como roedores y conejos. En el caso de algunas especies ha llevado a su extinción o casi, como fue el caso del Dodo, el pichón americano, el bisonte de las praderas americanas, el quebrantahuesos europeo, algunas variedades de ballena y muchos otros animales. En la actualidad el comercio de especies exóticas, el coleccionismo, la captura de especies con supuestas propiedades curativas (especialmente apreciadas en la farmacopea china), el turismo masivo, etc., amenaza a muy distintas especies.

D) Contaminación de suelos, agua y atmósfera: La contaminación se suele producir por pesticidas,

fertilizantes, vertidos y emisiones industriales y residuos de orígenes muy distintos (la utilización de perdigones de plomo en la caza deja entre 3.000 y 5.000 toneladas anuales de plomo sobre el territorio español contaminando los ecosistemas). El uso de pesticidas y herbicidas no sólo eliminan los animales y vegetales considerados “perjudiciales”, también eliminan aves y otros animales que se alimentan de esos insectos o plantas envenenadas. Las sustancias nocivas degradan los hábitats naturales, aún en las reservas mejor protegidas, esto ocurre por ejemplo con la lluvia ácida, destrucción de la capa de ozono, contaminación de ríos, aguas subterráneas…

E) Cambio climático: El calentamiento global puede tener efectos muy dañinos sobre la

biodiversidad como por ejemplo al producir el avance de los desiertos, aumentar las sequías, aumentar las inundaciones… El deterioro que están sufriendo muchos corales que pierden su coloración al morir el alga simbiótica que los forma se atribuye al calentamiento de las aguas. Los corales, debilitados por la contaminación de las aguas, cuando pierden el alga crecen muy lentamente y con facilidad mueren.

D) Industrialización e intensificación de las prácticas agrícolas y forestales: Algunas prácticas

agrícolas modernas pueden ser muy peligrosas para el mantenimiento de la diversidad si no se tiene cuidado de minimizar sus efectos. La agricultura ya causa un gran impacto al exigir convertir ecosistemas diversos en tierras de cultivo. Además los monocultivos introducen una uniformidad tan grande en extensas áreas que reducen enormemente la diversidad, los monocultivos también obligan a usar mayores cantidades de plaguicidas porque facilitan la propagación de plagas y enfermedades. Se están extinguiendo muchas especies o variedades agrícolas y ganaderas por otras variedades o especies de mayor rendimiento. Las excesivas prácticas forestales con fines económicos están ejerciendo una gran presión en determinados bosques.

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TEMA 7: LA EDAFOSFERA.

1. EL SUELO COMO INTERFASE: COMPOSICIÓN, TEXTURA Y ESTRUCTURA. 1.1 Concepto de suelo, Edafología y Edafosfera.

- Suelo; es la capa más superficial de la corteza, es dinámica (constante cambio) y de escaso grosor (normalmente de pocos centímetros a pocos metros) en la que se asienta la vida y actúa de interfase de la atmósfera, hidrosfera, geosfera y biosfera, ya que contiene elementos de todas ellas.

- Edafosfera; es la capa de suelo que rodea la Tierra.

- Edafología; ciencia que estudia el suelo (también pedología).

1.2 Composición del suelo; fase sólida, líquida y gaseosa.

- Fase sólida; se divide en orgánica e inorgánica:

La inorgánica son los fragmentos de rocas y minerales producto de la meteorización. Gravas > 2mm y arenas 2mm – 0,02 mm; limos 0,02 – 0,002, arcillas < 0,002. Las arcillas forman agregados con el humus muy importantes para la fertilidad del suelo al retener sales minerales.

La orgánica está compuesta por materia orgánica procedente de restos de seres vivos como excrementos, madera…, en mayor o menor grado de descomposición. Cuando la descomposición está muy avanzada la materia orgánica se llama “humus”. La materia orgánica retiene más agua, favorece la aireación del suelo al aglutinar partículas minerales haciéndolo más poroso y aumenta la fertilidad del suelo. Hay una inmensa variedad de seres vivos, entre los que destacamos los descomponedores que degradan la materia orgánica a inorgánica y los que remueven el suelo permitiendo la aireación y evitando su endurecimiento.

- Fase líquida; es el agua que lleva en disolución sales minerales y coloides de arcillas y humus. El

agua generalmente se encuentra en los poros del suelo de tamaño pequeño o mediano (agua absorbible), si los poros son demasiado pequeños no puede ser absorbida por las raíces (agua retenida que es la que no circula) y si los poros son demasiado grandes tampoco porque se escurre por gravedad (agua de gravitación) para formar parte del agua de acuíferos subterráneos.

- Fase gaseosa; es el aire que ocupa los poros de tamaño grande y aquellos en los que el agua se ha

consumido, su composición es similar a la del aire atmosférico pero con una menor proporción de O2 (20%) y mucho mayor de CO2 (0,5-1%), debido a la gran actividad biológica que se desarrolla en el suelo (respiración). La cantidad de CO2 aumenta con la profundidad, la existencia de materia orgánica y en condiciones óptimas de temperatura y humedad (primavera y verano).

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1.3 Textura 1.3.1 Concepto.

Es la proporción de las distintas partículas minerales del suelo, clasificadas según su tamaño de grano en tres grupos: arenas, limos y arcillas, es decir, la textura de un suelo se define por las proporciones de arena, limo y arcilla que posee (arenas 2mm – 0,02 mm; limos 0,02 – 0,002, arcillas < 0,002mm). La textura es un factor muy importante en las características del suelo como la permeabilidad, aireación y la capacidad de retención del agua y de nutrientes. En función del tipo y tamaño de partículas presentes en un suelo, la capacidad de adsorción de moléculas polares e iónicas varía considerablemente. Otros efectos dependientes de la textura son la plasticidad y la cohesión.

1.3.2 Tipos.

Cuando abundan mucho las partículas de tamaño arena se dice que el suelo tiene textura arenosa, si son los limos textura limosa y si son las arcillas, textura arcillosa. Un suelo con mezcla de los tres componentes se llama textura franca y es lo más beneficioso, pues un suelo que posea fracciones gruesas y finas en proporciones adecuadas es un suelo equilibrado, siendo ligero, aireado y permeable. Un suelo con textura predominante en cualquiera de las fracciones (suelo arenoso, arcilloso o limoso) siempre será deficiente por alguna causa, por ejemplo el suelo arenoso no tiene capacidad de retener agua y el suelo arcilloso no tiene aireación y se encharca con facilidad al ser impermeable. Los materiales de tamaño superior a 2mm son las gravas (gravillas, cantos, guijarros…) detienen la ascensión capilar del agua, impidiendo la excesiva evaporación, también disminuyen la cohesión del suelo, por lo que tendrá mejor aireación y drenaje y será más fácil de trabajar.

1.4 Estructura.

1.4.1 Concepto.

Es la disposición y estado de agregación de las partículas del suelo. Las partículas finas del suelo suelen estar unidas formando agregados o grumos, en la mayoría de los casos gracias a la acción de la materia orgánica (el complejo arcilloso-húmico). Los espacios entre estos agregados se llaman poros, por ellos circulan aire y agua. Determinan hasta el 50% del volumen del suelo. Como se ha dicho, normalmente el aire ocupa la mayor parte de los poros grandes y el agua los pequeños. A su vez, los agregados se juntan formando grupos mayores. La forma en que se unen las diversas partículas recibe el nombre de estructura, y tiene gran importancia sobre las propiedades del suelo (igual que la textura) como son la permeabilidad, dureza, aireación... Por ejemplo, un suelo arcilloso, en el que el movimiento del agua es lento y la aireación escasa, puede no presentar estos problemas si existe una buena estructura (si la materia orgánica agrega las partículas de arcilla forma complejos de mayor tamaño que permiten el paso de aire y agua). Se habla de estructura como una propiedad y es más bien un estado, ya que cuando el suelo está seco, se agrieta y se manifiesta la estructura, pero si está húmedo, el suelo se vuelve masivo, sin grietas y la estructura no se manifiesta.

1.4.2 Tipos. Según su estructura los suelos se clasifican en: - Sin estructura. - Estructura granular; gránulos más o menos esféricos. - Laminar; se forman agregados aplanados. - Estructura poliédrica; con agregados poliédricos más o menos regulares. Si tiene aspecto de columna se llama columnar.

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1.5 Importancia de la porosidad y permeabilidad en la textura y estructura.

La textura y estructura influyen en el tamaño de los poros que tenga el suelo y éstas a su vez

determinan la permeabilidad. En la textura arcillosa las partículas son tan pequeñas que no dejan huecos produciéndose compactación del terreno (sin poros) y asfixia de las raíces, además de favorecer el encharcamiento.

En la textura arenosa las partículas dejan muchos huecos entre ellas siendo un suelo tan permeable que el agua baja en profundidad donde no tienen acceso las raíces. En suelos sin estructura éste es impermeable porque no deja poros y un suelo con estructura es permeable. Los mejores suelos en cuanto a porosidad y permeabilidad son aquellos con una buena estructura que deje suficientes poros y con textura franca que es equilibrada con poros de todos los tamaños para el agua y el aire.

2. LOS PROCESOS EDAFICOS. 2.1 Etapas del proceso de formación de un suelo.

El primer paso para la formación del suelo es la meteorización de la roca madre debido fundamentalmente a los agentes climáticos, provocando por una parte una disgregación física de sus componentes, y por otra una alteración química de sus constituyentes mineralógicos. Así al cabo de un cierto tiempo la roca estará más o menos modificada. Sobre este sustrato alterado y sobre la roca desnuda se asientan los primeros colonizadores, 1º los líquenes, cianobacterias (fotosintéticas y autótrofas también) y posteriormente los musgos. Estos colonizadores contribuyen a transformar el sustrato sobre el que se asientan. Las bacterias, algas y hongos del suelo liberan sustancias capaces de atacar los compuestos minerales del suelo. Los ácidos liquénicos disuelven la roca permitiendo la absorción de las sales para su nutrición. Todos ellos aportan materia orgánica al suelo con su muerte o restos.

Cuando existe una capa de algunos mm de material meteorizado pueden aparecer los primeros vegetales con raíz enriqueciendo el suelo (todavía más) en materia orgánica. Los vegetales con sus raíces instaladas en las grietas de las rocas aceleran su meteorización. Al final, al actuar la meteorización física, química y biológica durante un largo período de tiempo se va desarrollando un suelo mucho más profundo que alberga todo

tipo de vegetales como árboles con raíces de grandes dimensiones. Cuando cesa la evolución del suelo se le llama suelo clímax (punto de máximo desarrollo del suelo y en equilibrio con las condiciones ambientales). El proceso de formación del suelo se llama edafogénesis.

2.2 Diferenciación del perfil: horizontes del suelo. Se llama perfil de un suelo al corte vertical del suelo que aparece caracterizado por una serie de capas horizontales llamadas “horizontes”. Un perfil completo (algunos tipos de suelos no contienen todos los horizontes) consta de los siguientes horizontes:

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- Horizonte A (horizonte de lixiviación o lavado): generalmente presenta un tono oscuro debido a la abundancia de materia orgánica, es decir es rico en humus; por el contrario es pobre en minerales solubles ya que el agua de lluvia los disuelve arrastrándolos hacia horizontes inferiores. Es una capa muy importante porque proporciona al suelo los elementos nutritivos para las plantas. Si esta muy desarrollado el horizonte A, se le pueden distinguir 3 subniveles: en la superficie del horizonte A suele haber una gran acumulación de materia orgánica poco descompuesta llamado horizonte 0 o Ao, le sigue una zona rica en humus elaborado o A1 y en el subnivel A2 predominan los minerales sobre el humus.

- Horizonte B: (horizonte de precipitación o acumulación) donde se acumulan (precipitan) las sales minerales disueltas provenientes del horizonte A. Se caracteriza por tener mayor cantidad de arcilla (el tamaño pequeño de la arcilla hace que pueda ser arrastrada del horizonte A y acumularse en el B, además de la arcilla que ya pudiera haber en el B y que no provenga del A) y un color más claro que el anterior (por la escasez de materia orgánica y la riqueza de sales minerales). En climas con una clara estación seca se pueden producir costras por la precipitación intensa de minerales.

- Horizonte C (o de transición): constituido por la roca madre en proceso de meteorización, es decir, lo conforman fragmentos de la roca madre rodeados de una matriz de naturaleza arenoso-arcillosa integrada por minerales heredados y de alteración. El suelo crece hacia abajo, ya que al alterarse la roca madre se incorpora al nivel C del suelo.

- Horizonte D (o roca madre): roca madre sin alterar.

3. FACTORES DE EDAFOGÉNESIS. 3.1 concepto.

La formación del suelo y su resultado final (es decir, el tipo de suelo originado) dependen de una serie de factores que son elementos que intervienen en el origen y evolución del suelo; entre estos factores de edafogénesis destacan los factores físicos y biológicos.

3.2 Factores físicos.

- Clima; es el más importante condicionando la formación del suelo debido principalmente a la temperatura y humedad. A mayor temperatura y humedad mayor es la meteorización y la actividad de los seres vivos. Ambos influyen en la formación del suelo al alterar la roca madre. En climas húmedos y cálidos la meteorización química es muy intensa dando suelos profundos, pero en climas fríos y secos la meteorización es tan escasa que tarda mucho tiempo en formarse el suelo, que además suele ser poco profundo; además los climas húmedos y cálidos también provocan una gran densidad de seres vivos que favorecen también la meteorización. La mayor o menor precipitación influirá también en la formación de los horizontes al ser responsable del lavado o lixiviación de partículas del horizonte A al horizonte B, y en caso de fuerte evaporación y escasez de agua, se produce un ascenso de agua por capilaridad, pudiendo originar el ascenso de sales disueltas en el

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agua que al evaporarse precipitan formando costras de sal en la superficie del suelo. El clima es tan importante que dos suelos que parten de rocas muy distintas pero con el mismo clima, con el tiempo producen el mismo tipo de suelo. Por último, el clima determina la intensidad de la erosión (pérdida de suelo), por ejemplo un clima con escasas lluvias como el nuestro, pero que cuando llueve lo hace con gran intensidad (lluvias torrenciales) erosiona fácilmente nuestro suelo con escasa vegetación.

- Roca madre; la roca madre aporta al suelo la mayor parte de sus componentes minerales

(fertilidad del suelo) e influye en las primeras etapas de la formación del suelo, sobre todo por su mayor o menor resistencia a la meteorización. Si la roca se altera con facilidad, se forman suelos profundos en relativamente poco tiempo; por el contrario, si la roca es muy resistente a la meteorización, se originan suelos de poco espesor y sin horizonte B. También es importante la permeabilidad de la roca puesto que la humedad influye en la formación del suelo (por meteorización y porque a más agua más seres vivos que intervienen también en la formación del suelo).

- Topografía; afecta a la formación del suelo debido a la pendiente y a la orientación geográfica.

En zonas llanas se forman suelos profundos (menos erosión, más meteorización y mayor infiltración de agua), mientras que en zonas de pendiente el suelo es escaso, tanto por la mayor erosión del suelo como por la menor infiltración de agua (ya que el agua produce mayor meteorización directamente e indirectamente al permitir una mayor cantidad de seres vivos). La orientación hacia el sur (solana) da peores suelos que la orientación hacia el norte (umbría) que permite más humedad y vegetación.

- Tiempo; un suelo bien formado puede tardar unos 10.000 años en formarse. Suelos muy

profundos (selvas tropicales) han tardado más de un millón de años en formarse. La degradación del suelo por los humanos es de muy poco tiempo comparada con lo que tarda en formarse, por lo que el suelo se considera un recurso renovable. Los suelos inmaduros o jóvenes son aquellos que no han tenido tiempo para desarrollarse totalmente; en cambio, son maduros aquellos suelos que están en equilibrio con el medio (clima). El tiempo que tarda en formarse un suelo maduro varía desde cientos de años en un clima cálido y húmedo a miles de años en climas fríos y secos.

3.3 Factores biológicos.

Los vegetales son los que aportan mayor cantidad de materia orgánica al suelo, además de

contribuir a la meteorización física por el crecimiento de las raíces y a la química por carbonatación (el CO2 expulsado por las raíces junto con el H2O del suelo degradan las calizas). Las plantas en general contribuyen a mantener la fertilidad del suelo haciendo ascender los iones (Ca2+, Mg2+, K+...) de los estratos inferiores del suelo (al tomarlos por las raíces) a los tallos y hojas, abandonándolos después en la superficie al descomponerse. Las bacterias y hongos son los agentes formadores del humus y descomponen la materia orgánica en inorgánica para el crecimiento de las plantas. En los climas fríos el crecimiento de las bacterias y hongos es lento, y por tanto, el humus se puede acumular sobre el suelo. En los climas muy cálidos y húmedos, la acción de los descomponedores es intensa y toda la vegetación muerta es oxidada rápidamente. El humus es casi inexistente. Las bacterias fijadoras del nitrógeno son capaces de fijar el N2 atmosférico transformándolo en nitratos, aptos para la absorción radicular. Algunos animales como la lombriz de tierra remueven el suelo mezclando sus componentes, lo airean y enriquecen el suelo con sus heces. Los seres humanos mezclan los horizontes del suelo al remover el suelo con el tractor, la contaminación del suelo afecta a los seres vivos degradando el suelo, la eliminación de la cubierta vegetal por deforestación, incendios, sobrecarga ganadera…, favorecen la erosión del suelo… Los seres humanos también pueden influir de forma positiva al abonar, reforestando…

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4. TIPOS DE SUELOS. 4.1 Suelos zonales.

Son aquellos que se forman cuando la influencia del clima domina sobre los demás factores, son

suelos maduros y evolucionados. Ejemplos: Suelos de latitudes altas: son suelos poco desarrollados, frecuentemente con una capa superficial

helada, permafrost, que solo se deshiela en el corto verano, la vegetación es muy pobre a base de musgos, líquenes y algún arbusto; son los suelos de la tundra.

Suelos de latitudes medias:

- Podsoles (suelos de taiga); son suelos de clima frío o templado fresco, donde las abundantes precipitaciones provocan un lavado intenso del horizonte A. son suelos ácidos (las abundantes precipitaciones y la gran cantidad de humus de descomposición muy lenta provocan la acidez), con humus poco elaborado (las bajas temperaturas enlentecen la descomposición de la materia orgánica). El fuerte lavado al que se somete el horizonte A provoca que sea de color claro (podsol significa ceniza en ruso) y un horizonte B rico en minerales. Son suelos fértiles y suelen sustentar grandes bosques de coníferas (taiga) como abetos, pinos….

- Los suelos desérticos son pobres, carentes casi por completo de materia orgánica, son

esqueléticos, costrosos o salinos En zonas de clima extremo como la baja temperatura (tundra) o escasez de precipitaciones (desierto) los suelos no pueden formarse bien (horizontes mal definidos).

- Chernozen o chernozem (suelos negros esteparios) se encuentran en

las praderas de Europa Oriental con clima continental. De color negro con un horizonte A muy grueso y rico en materia orgánica (mueren muchas plantas en el período seco y no se descomponen con facilidad por la poca humedad) y sin horizonte B. No sustenta vegetación arbórea, sino herbácea y son muy fértiles. Es el suelo característico de las zonas de pradera y pastizales que ocupan grandes extensiones en Rusia, EEUU y Argentina. Son zonas continentales de veranos cálidos e inviernos fríos. Los períodos de sequía con fuerte evaporación, resecan el suelo y los bosques no pueden subsistir. Por el contrario abundan las gramíneas, que pueden soportar la sequedad.

- Suelos pardos; caracterizados por presentar los horizontes A y B bien diferenciados. Sobre estos suelos se desarrolla una vegetación de árboles de hoja caduca (roble, haya, arce) por eso es abundante la materia orgánica. Las raíces de estos árboles absorben los cationes del horizonte B y los devuelven a la superficie en forma de hojas secas. Este hecho, unido al ascenso iónico por capilaridad durante la estación seca, contribuye a la recuperación de cationes del suelo. También se forman suelos pardos en las zonas mediterráneas (suelos pardos mediterráneos) con vegetación de arbustos y encinas, pero más pobres en humus (debido a que el clima subárido no facilita el desarrollo de la vegetación) que los correspondientes a las áreas de bosque denso.

- También se encuentran los suelos rojos mediterráneos (terra rossa), en los que el clima seco crea condiciones oxidantes que proporcionan el color rojo. Son arcillosos, con un nivel B bien desarrollado y más pobres en materia orgánica que el anterior. El hierro, que es un elemento presente en casi todas las rocas, en contacto con el oxígeno se oxida; cuando el hierro está oxidado en estado trivalente, es insoluble y no puede ser transportado por el agua, quedando retenido entre los materiales resultantes de la meteorización y tiñéndolos de color ocre rojizo, tan común en muchos terrenos.

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Suelos de latitudes tropicales y ecuatoriales: - Suelos lateríticos Se dan en climas cálidos con abundantes precipitaciones (clima ecuatorial,

suelos de selvas tropicales). Debido a la alta temperatura y humedad son suelos de gran espesor por la intensa meteorización química. Sobre ellos se desarrolla una abundante vegetación, pero la elevada temperatura (25ºC) y la intensa precipitación favorecen de tal manera la actividad bacteriana que la descomposición de la materia orgánica excede siempre a la acumulación de humus; por lo cual, el horizonte A es muy delgado y desprovisto de materia orgánica. La ausencia de humus propicia un pH básico (8), lo cual hace que los óxidos de aluminio y hierro sean prácticamente insolubles, en tanto que la sílice se hace soluble, de forma que las arcillas son destruidas y el hierro y el aluminio se acumulan progresivamente en el horizonte B en forma de óxidos e hidróxidos, dando lugar a una costra de gran dureza denominada laterita. La fertilidad de estos suelos es muy baja (hay mucha vegetación por la rápida descomposición y reciclaje de la materia, pero si se deja de aportar constantemente materia de los restos de seres vivos como sucedería con una deforestación antrópica, el suelo sería muy poco productivo. Por eso, la destrucción de estos bosques para hacer zonas de cultivo por ejemplo, en poco tiempo ya no se puede cultivar por carecer el suelo de nutrientes, lo que hace que el bosque no se pueda recuperar con facilidad y el agricultor ha de destruir otra zona de bosque. En conclusión: los bosques ecuatoriales son muy frágiles, por eso desaparece tanta selva ecuatorial y debería de ser una zona muy protegida para evitar la mayoría de las actividades humanas que la están destruyendo, desgraciadamente estas selvas se encuentran en países del tercer mundo con leyes en general permisivas o simplemente gobiernos corruptos que solo les interesa los beneficios económicos a corto plazo que le dan las empresas extranjeras que explotan estas selvas). Según la roca madre sea rica en hierro, aluminio o níquel, se forman lateritas de estos mismos elementos, pero con una concentración mucho mayor que la que presentaban en la roca original. La concentración de estos elementos hace que el potente horizonte B de estos suelos posea importantes reservas minerales, cuya explotación además resulta muy económica al poderse realizar a cielo abierto (por esto importantes extensiones de selva tropical son destruidas por la minería, como por ejemplo para fabricar las latas de aluminio de los refrescos). Cuando las lateritas son ricas en aluminio se denominan bauxitas (hidróxido de aluminio).

4.2 Suelos intrazonales.

Son aquellos condicionados por factores distintos al clima como son la roca madre o un mal drenaje (encharcamiento), es decir, el clima no es el factor predominante en la formación de estos suelos.

- Leptosoles. Debido a la roca madre: Ranker (o leptosoles umbricos); aparecen cuando la roca madre es silícea (granito,

gneis, esquistos…). Ver foto derecha.

Rendzinas (o leptosoles rendsicos); cuando la roca madre es caliza (Ca CO3).

- Suelos halomorfos o Suelos salinos; suelos con muchas sales.

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- Suelos hidromorfos. Debido al encharcamiento:

Gley. Se caracterizan por permanecer encharcados y saturados de agua la mayor parte del año. En estas condiciones no se produce ni la lixiviación ni el ascenso por capilaridad. Por otra parte, el hierro no puede oxidarse (medio anaerobio) al no entrar en contacto con el aire, acumulándose en estado ferroso y dando lugar a coloraciones verdosas o gris azulada (gley).

Turberas. En suelos encharcados la materia orgánica se acumula en superficie y cuando la vegetación es abundante, llegan a formarse las turberas, en las cuales se alcanzan condiciones anaeróbicas que permiten la conservación del carbono (la turba es rica en C).

4.3 Suelos azonales.

Suelos no evolucionados, son formados en fuertes pendientes o sobre materiales recientes, por lo tanto

son poco desarrollados e inmaduros. - Litosuelos fuertes pendientes, en los que la erosión es muy intensa. - Regosoles sobre materiales recientes (dunas, aluviones...), son suelos conformados por

materiales sueltos no consolidados carentes de horizontes, como suelos arenosos, en los que el agua se infiltra con rapidez, sin producir apenas meteorización química ni la aparición de un manto importante de vegetación.

5. EJEMPLOS DE SUELOS DE LA REGIÓN DE MURCIA

5.1 Procesos de formación del suelo en la Región de Murcia

En la Región de Murcia aparece una gran diversidad de suelos, originados por la acción de diferentes

procesos dinámicos que son inducidos, a su vez, por la actividad del conjunto de factores ambientales (clima, material litológico, topografía, vegetación,...) que caracterizan a esta región.

La naturaleza carbonatada de la mayor parte de los materiales litológicos determina que el lavado de carbonato cálcico intervenga en la génesis de muchos suelos de la Región de Murcia, si bien sólo excepcionalmente llega a ser total este lavado. La precipitación de este constituyente en profundidad forma horizontes en el suelo con valor diagnóstico cuando dicha acumulación es suficientemente intensa. Se trata de los horizontes cálcico y petrocálcico, caracterizado este último por una fuerte cementación causada por la acumulación masiva de carbonato cálcico, particularmente intensa en superficies de glacis

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y laderas suaves de montaña en las que se ha originado procesos de lavado lateral por las aguas de escorrentía superficial procedente de relieves calizos

5.2 Unidades taxonómicas de suelos en la Región de Murcia

En la Región de Murcia existe una gran edafodiversidad, puesto que de los treinta grupos de suelos propuestos por la WRB aparecen en ella, al menos, doce grupos: Leptosoles, Regosoles, Fluvisoles, Arenosoles, Cambisoles, Vertisoles, Calcisoles, Gipsisoles, Solonchaks, Kastanozems, Phaeozems y Luvisoles.

Los cuatro primeros son suelos poco o muy poco desarrollados que se diferencian por la naturaleza del material original a partir del cual se han formado. Los Cambisoles y Vertisoles son suelos con escasa evolución, impedida por algún factor de edafogénesis. Los Calcisoles, Gipsisoles y Solonchaks se caracterizan por la presencia de un horizonte superficial de tipo ócrico y un horizonte de acumulación de sales con diferente grado de solubilidad, mientras que los suelos que poseen un horizonte superficial rico en materia orgánica, que cumple todos y cada uno de los requisitos del horizonte móllico, son considerados como Kastanozems y Phaeozems dependiendo de los horizontes de profundidad, Finalmente, muy esporádicamente, en posiciones geomorfológicas muy estables, aparecen Luvisoles; es decir, suelos caracterizados por tener en profundidad un horizonte de acumulación de arcilla tipo árgico, formados en unas condiciones ambientales muy diferentes de las actuales, por lo que hay que considerarlos como auténticos paleosuelos.

Leptosoles

Son todos aquellos suelos que están limitados en profundidad por una roca dura continua o material muy calcáreo (carbonato cálcico equivalente mayor del 40%) dentro de los 25 cm. a partir de la superficie o contiene menos del 10% en peso de tierra fina. Se encuentran desarrollados, principalmente, a partir de rocas sedimentarias consolidadas (calizas, dolomías, areniscas, conglomerados,....), metamórficas (cuarcitas, esquistos, pizarras,....) y de origen volcánico (andesitas, basaltos, veritas,....). Están ampliamente representados en el territorio murciano ocupando, generalmente, las zonas con topografía abrupta de las numerosas sierras y alineaciones montañosas existentes. Los Leptosoles cubren una superficie que supone casi el 18% del total de la región.

Regosoles

Son suelos formados a partir de materiales no consolidados que se encuentran muy escasamente desarrollados y evolucionados. La mayor parte de sus características y.propiedades están estrechamente relacionadas con la naturaleza del material litológico de que procede, lo que puede dar lugar a una gran variabilidad de ellas. Se trata de suelos ampliamente representados en toda la región cubriendo, aproximadamente, la quinta parte de su superficie, siendo utilizados, preferentemente, en agricultura de secano, uso forestal y terrenos marginales.

Los regosoles calcáricos tienen carbonato cálcico, al menos entre los 20 y 50 cm de la superficie del suelo, sin que presenten ninguna otra característica diagnóstica. Se trata de uno de los tipos de suelos más abundantes de toda la comunidad murciana, encontrándose desarrollados, principalmente, a partir de margas neógenas, cretácicas y triásicas, muy frecuentes en el territorio. En ocasiones, estos regosoles dan paisajes muy característicos con numerosos barrancos, como ocurre al Este de Los Baños de Fortuna, al Sur de Fuente Librilla, alrededores de Albudeite, etc.

Fluvisoles

Son suelos formados a partir de materiales aluviales recientes y que, por tanto, muestran unas

propiedades muy relacionadas con aquellos como estratificación, descenso irregular del contenido en materia orgánica en profundidad, cambios acusados de textura de los horizontes, etc. Los Fluvisoles, por tanto, se encuentran situados en las llanuras aluviales o fondos de valles relacionados con los ríos y arroyos de la región: Segura, Guadalentín, Mula, Quípar, Pliego, etc., destacando por su extensión los que

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se encuentran en el amplio Valle del Guadalentín y la Vega Baja del Segura. Tradicionalmente son suelos utilizados como zona de huerta y frutales en las proximidades de los núcleos urbanos.

Arenosoles

Se trata de suelos que tienen una textura arenosa, hasta una profundidad de 100 cm. A partir de la

superficie. Están caracterizados por su escasa o nula evolución y un perfil prácticamente indiferenciado con un delgado horizonte A, con muy baja incorporación de materia orgánica, sobre un material arenoso totalmente suelto y sin ninguna cohesión entre sus partículas. Son suelos muy permeables y con escasa capacidad de retención de agua, lo que origina que las plantas se vean sometidas a estrés hídrico. Otra peculiaridad es su gran susceptibilidad ante los procesos erosivos, especialmente de erosión eólica. Se encuentran, fundamentalmente, en las playas y barras litorales de la región y en algunos lugares del interior en áreas reducidas del Altiplano de Yecla- Jumilla, desarrollados a partir de arenas y areniscas silíceas cretácicas, y en la llanura situada al Este de Puerto Lumbreras.

Cambisoles

Se trata de suelos que están caracterizados por tener un horizonte B cámbico, que se define por

una textura arenosa o más fina; estructura moderadamente desarrollada o sin estructura de roca; evidencia de alteración, que se refleja por una intensidad de color más fuerte o un matiz más rojo o un mayor contenido en arcilla que el horizonte subyacente; evidencia de eliminación de carbonatos sin tener subyacente un horizonte cálcico; y, finalmente, un espesor de por lo menos 15 cm. Los Cambisoles de la región presentan sobre el horizonte anterior un horizonte A de tipo ócrico.

La casi totalidad de los cambisoles del territorio tienen un carácter calcárico y se sitúan, generalmente, en zonas llanas y deprimidas sobre materiales de naturaleza aluvial y aluvio-coluvial. Aparecen distribuidos en algunas áreas próximas a cañadas y en diversos valles.intramontañosos situados en los términos municipales de Jumilla y Yecla y, sobre todo, en el en los municipios de Caravaca y Moratalla.

Vertisoles

Son suelos que tienen un horizonte vértico dentro de los 100 cm. de la superficie del suelo, 30% o más de arcilla en todos los horizontes hasta dicha profundidad y presentan grietas que se abren y cierran periódicamente, debido a fenómenos de hinchamiento y retracción al humedecerse y desecarse el suelo. Estos suelos están muy escasamente representados en la Región de Murcia (N de Abanilla y Lorca, al Oeste del Embalse de Puentes).

Calcisoles

Comprende aquellos suelos cuya característica fundamental de diagnóstico es la presencia de un

horizonte cálcico o petrocálcico, dentro de una profundidad de 100 cm. a partir de la superficie. Se trata de los suelos más abundantes de la comunidad murciana, puesto que cubren casi la mitad de su superficie. Aparecen desarrollados a partir de materiales detríticos suficientemente permeables para que se haya producido el lavado y la posterior acumulación de este constituyente del suelo, tanto en superficies llanas, como en laderas coluviales, depósitos de pie de monte, antiguos conos de deyección, etc. Se han reconocido gran variedad de calcisoles: háplicos, pétricos, lúvicos, lépticos, hipercálcicos e hipersálicos. Los más representativos y los que cubren, con gran diferencia, mayor extensión en el territorio murciano son los dos primeros Se encuentran abundantemente repartidos por todas las comarcas de la Región de Murcia, dedicados, principalmente, a cultivos de leñosas de secano, sobre todo almendros, y en la mitad septentrional a viñedos.

Gipsisoles

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Son aquellos suelos que están caracterizados por la presencia de un horizonte gípsico o petrogípsico dentro de los 100 cm. desde la superficie o porque tienen un 15%, en volumen, o más de yeso en una profundidad de 100 cm. Están relativamente poco representados en el territorio, encontrándose desarrollados a partir de afloramientos de arcillas y margas yesíferas del Trías, principalmente en la comarca del Altiplano, y también a partir de margas neógenas que presentan frecuentes intercalaciones de yesos, como ocurre, por ejemplo, en la Sierra del Cura entre Librilla y Barqueros.

Solonchaks

Se definen como suelos que presentan un horizonte sálico dentro de los 50 cm desde la superficie del suelo y que no tienen las propiedades características de los materiales flúvicos. Aparecen en las zonas halomorfas de los saladares y marjales litorales y en el interior del territorio murciano, principalmente, en algunas depresiones semiendorreicas del Valle del Guadalentín y en diversas ramblas que atraviesan materiales litológicos formados por margas ricas en evaporitas, como ocurre con algunos afloramientos de margas neógenas y arcillas y margas abigarradas triásicas que contienen yeso y otras sales más solubles. Estos suelos constituyen saladares naturales en la costa: Marina del Carmolí, Lo Poyo, alrededores de las salinas de San Pedro del Pinatar, Calblanque, Cala Reona, etc., y en el.interior del territorio: saladares del Valle del Guadalentín, Rambla del Ajauque, Rambla Salada, etc., caracterizados por una vegetación halófila y una fauna muy peculiar.

Kastanozems

Son suelos que tienen un horizonte móllico, presentan concentraciones de carbonatos secundarios

dentro de los 100 cm de la superficie y no tienen otros horizontes diagnósticos que no sean un horizonte árgico, cálcico, cámbico, gípsico o vértico. Los kastanozems se encuentran escasamente distribuidos por la Región de Murcia. Principalmente, se dan en áreas forestales de montaña en posiciones topográficas de umbría desarrollados a partir de materiales coluviales calizos, heterométricos y no consolidados.

Phaeozems

Se trata de suelos que están caracterizados por tener un horizonte móllico, no presentan

acumulaciones de carbonato cálcico dentro de los 100 cm y no poseen en la región otros horizontes de diagnóstico que no sea un horizonte árgico o cámbico. Son suelos muy escasamente representados en el territorio, encontrándose formados, principalmente, a partir de rocas silicatadas de origen volcánico: andesitas, traquitas, riolitas, basaltos, veritas, jumillitas, etc., y metamórfico: esquistos, cuarcitas, metabasitas, pizarras, etc. Poseen un potente horizonte A de color oscuro, rico en humus que descansa directamente sobre el material original y, en muy contadas ocasiones, presenta un horizonte B. Están localizados fundamentalmente en Sierra Almenara, Sierra de Carrascoy y en algunos cabezos situados en los términos municipales de Cartagena y Mazarrón.

Luvisoles

Son suelos que tienen un horizonte árgico con una capacidad de cambio catiónico relativamente

elevada y un grado de saturación en bases del 50% o mayor en la totalidad del horizonte, que se encuentra subyacente a un horizonte A de tipo ócrico. Se trata de suelos muy escasamente representados en la actualidad en la región y aparecen siempre en superficies geomorfológicas estables que han sido preservadas, por lo menos parcialmente, de procesos erosivos. Están desarrollados a partir de muy diferente materiales litológicos, tanto sobre rocas silicatadas, como ocurre en la Sierra de Carrascoy, Sierra de Almenara, Sierra de la Carrasquilla, etc., como sobre rocas calizas en Sierra Espuña, Sierra del Cambrón, Sierra de Moratalla, etc. Estos Luvisoles tienen un alto interés científico y didáctico, desde el punto de vista edafológico y paleoclimático, puesto que constituyen magníficos ejemplos de suelos relictos cuyas principales características han sido heredadas de antiguos procesos de edafogénesis producidos en unas condiciones climáticas muy diferentes de las actuales.

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REFERENCIA: ATLAS DE LA REGION DE MURCIA. GLOSARIO Horizonte cámbico. Es un horizonte B de alteración con: a) una textura arenosa o más fina y sin estructura de roca en un 50 % de su volumen como mínimo; b) con evidencias de alteración; y c) sin consistencia frágil en húmedo. Horizonte ócrico. Su nombre deriva del vocablo griego "ochros" que significa pálido. Es un horizonte superficial que no presenta una fina estratificación y que es demasiado claro, delgado, con bajo contenido en materia orgánica o que se vuelve masivo y duro en seco. Genéticamente se designa por A ó Ap si el suelo esta utilizado. Horizonte úmbico. Su nombre deriva del latín "umbra" o sombra. Es un horizonte superficial, oscuro, de elevado espesor, rico en materia orgánica y desaturado. Horizonte vértico. Tipo de horizonte B con con un espesor mínimo de 25 cm. y más de un 30% en arcillas. Horizonte árgico. El horizonte B árgico es un horizonte subsuperficial que tiene un contenido en arcilla netamente mayor que el horizonte situado encima. Horizonte móllico. Su nombre deriva del término latino "mollis" que se traduce por blando, mullido, en referencia a su carácter esponjoso. Es un horizonte superficial con buena estructura, coloreado de oscuro, con una saturación en bases elevada y con un contenido en materia orgánica moderado o alto. Suele coincidir con un horizonte Ah. En el campo se reconoce fácilmente por su color oscuro, fruto de su acumulación de materia orgánica, su estructura bien desarrollada que suele ser migajosa, granular o subpoliédrica fina, su espesor y algún indicativo de su grado de saturación.

6. LA EROSION (DEGRADACIÓN) DEL SUELO.

6.1 Concepto

La degradacion del suelo es la pérdida de la productividad de un suelo, debido a la contaminación, una disminución de la fertilidad y/o erosión.

6.2 Factores: antrópicos y naturales. La degradación puede ser debida al hombre (factores antrópicos) o a causas naturales (factores naturales).

Antropicos: - Deforestación; facilita la erosión por la pérdida de la cubierta vegetal. - Pastoreo excesivo; afecta tanto por eliminación de la cubierta vegetal, como por la pérdida de

estructura del suelo debido a la compactación por el pisoteo, que impide la aireación del suelo y disminuye su porosidad.

- Prácticas agrícolas inadecuadas; contaminación (plaguicidas y herbicidas), quema de rastrojos que elimina el aporte de materia orgánica, la roturación a favor de pendiente que favorece la erosión, el exceso de fertilizantes en climas calidos que asciende por capilaridad formando costras salinas en la superficie del suelo, suelos sin vegetación (entre cultivo y cultivo) o con poca densidad vegetal (el cultivo de árboles frutales deja mucho suelo desnudo entre árbol y árbol)…

- Extensión inadecuada del regadío; se trata de explotar suelos de muy poca calidad agrícola (inadecuados para el cultivo). Como por ejemplo suelos salinizados. Pero que se explotan porque hay agua.

- Sobreexplotación de acuíferos; hace descender el nivel freático, por lo que muchas plantas no pueden superar una época de sequía prolongada. También puede acabar por agotar el agua disponible para el riego o puede producir la entrada en el acuífero de agua de mar; si el acuífero está cerca del mar se saliniza el agua del acuífero y se riega con agua salada que degrada el suelo.

- Minería y canteras a cielo abierto; producen desmontes facilitando la erosión al igual que las grandes obras de infraestructura, además en muchos casos la minería suele contaminar el suelo con metales pesados.

- Roturación de terrenos marginales; en terrenos fácilmente erosionables como aquellos de pendientes acusadas (elevadas) o de climas áridos, la roturación del terreno con el tractor facilita enormemente la erosión.

- Abandono de tierras de cultivo; después de muchos años las tierras de cultivo no son productivas porque la agricultura intensiva ha acabado con todos sus nutrientes, con lo que su abandono deja

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un suelo poco productivo y muy degradable que será fácilmente erosionable por la escasa vegetación que puede asentarse en este tipo de suelo.

Naturales:

- Climáticos; los factores climáticos más importantes en la degradación del suelo son las precipitaciones y el viento ya que son los que producen la erosión, no sólo es importante la cantidad de precipitación que cae en una zona sino también su distribución temporal. Por ejemplo: en nuestra región la mayor cantidad de precipitaciones se concentran en unos pocos días con lluvias muy torrenciales con gran capacidad de erosión, y sin apenas vegetación que frene la erosión por llover poco el resto del año.

- Características edáficas y sustrato litológico; la naturaleza del suelo, la textura, estructura, composición mineralogica y la cantidad de materia orgánica del suelo condicionan la mayor o menor susceptibilidad a la erosión. Por ejemplo: en terrenos permeables la erosión es menor, suelos muy cohesionados (buena estructura) son más resistentes a la erosión, dureza del suelo, tamaño de las partículas del suelo…

- Topografía; en terrenos con pendiente la erosión es mucho mayor. La orientación hacia el norte tiene más humedad y más vegetación que protege de la erosión.

- Cobertura vegetal; cuanto más vegetación menos erosión porque la vegetación frena el avance del agua en las pendientes y amortigua el golpeteo de las gotas de lluvia, además la vegetación ejerce una pantalla contra el viento.

6.3 Tipos

6.3.1 Degradación biológica; pérdida de cubierta vegetal y disminución del porcentaje de materia orgánica.

La degradación biológica es causada por la pérdida de la cubierta vegetal y disminución del

porcentaje de la materia orgánica. La perdida de cubierta vegetal deja desnudo al suelo frente a la erosión que puede ser debida a una tala, incendio, sobrepastoreo, sequía …, Además, como los vegetales son los que aportan con sus restos la mayor cantidad de la materia orgánica del suelo, la pérdida de la cubierta vegetal implica disminución de la materia orgánica. La disminución del porcentaje de la materia orgánica puede ser debida a la eliminación de los restos de las cosechas, como la quema de rastrojos, al empleo de herbicidas, a la eliminación de los organismos formadores del humus, como las lombrices (los plaguicidas matan también a los animales beneficiosos) y el uso de fertilizantes químicos que no aportan materia orgánica.

6.3.2 Degradación física; prácticas de cultivos inadecuados y compactación superficial.

Prácticas de cultivo inadecuadas: la roturación a favor de pendiente que favorece la erosión, la

mezcla de horizontes por la roturación profunda… La compactación superficial: altera la estructura del suelo disminuyendo la permeabilidad y aireación, es producida por maquinaria pesada o por pisoteo tanto del ganado como de personas.

6.3.3 Salinización.

La salinización del suelo es la presencia en el suelo de una o varias sales en concentraciones muy elevadas. Ésta impide a las raíces de las plantas absorber agua por ósmosis cuando la concentración de sales es mayor en el suelo que en la raíz. Puede ser de origen natural debido a la meteorización de los minerales del suelo que liberan muchas sales (ejemplo suelos cuya roca madre es yeso liberan sulfatos) o puede ser de origen antrópico debido a que se riega con aguas de poca calidad (muchas sales) sobre todo cuando el clima es seco ya que se forma una costra superficial de sales al ascender el agua por capilaridad debido a la fuerte evaporación; en climas húmedos la costra salina es lavada por la lluvia arrastrándola en profundidad. Además las sales dificultan la hidrólisis de las arcillas y el suelo se vuelve asfixiante al

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reducir su porosidad y permeabilidad (por acumulación de las arcillas). Se ha estimado que la salinización está reduciendo la productividad en una cuarta parte de las tierras de regadío en todo el mundo (en nuestra región, el riego con acuíferos salinizados saliniza nuestros suelos).

6.3.4 Contaminación química. Fuentes de la contaminación química.

Diversas actividades humanas pueden provocar directa o indirectamente la contaminación del suelo, como por ejemplo el abuso de fertilizantes inorgánicos para compensar la pérdida de fertilidad natural, que puede acarrear una alteración del equilibrio químico. El uso de plaguicidas o biocidas acarrea riesgos, ya que algunos tienden a acumularse al no ser fácilmente degradables (incluso algunos pueden producir mutaciones y la mayoría suelen matar a especies útiles como las lombrices). La lluvia ácida además de aumentar los iones H+ en el suelo, produce una alteración en la disponibilidad de sales minerales, ya que algunas sales se insolubilizan a pH ácido e incluso aumenta la solubilidad de elementos perjudiciales como el aluminio. Otra fuentes de contaminación es por metales pesados (Pb, Cd, Hg…) liberados por las industrias y por aguas residuales urbanas con alta carga contaminante.

6.3.5 Erosión. Concepto. Erosión natural y antrópica.

Es la pérdida de suelo. La erosión implica denudación y transporte, ya que los agentes erosivos como el viento, el agua y el hielo denudan el terreno transportando los materiales erosionados hacia otra parte donde sedimentaran. Pueden ser de origen natural o antrópico: La natural es debida principalmente a la frecuencia y distribución de precipitaciones aunque la mayor parte de la erosión es producida por el hombre (erosión antrópica), la cual, a diferencia de la natural es producida a mayor velocidad que la formación del suelo. La erosión antrópica es debida a las actividades humanas como el sobrepastoreo, incendios provocados, arado del terreno, eliminación de la cubierta vegetal…, que dejan el suelo mucho más vulnerable ante los agentes erosivos (viento, agua y hielo principalmente).

Las dos erosiones más importantes son la provocada por el agua (hídrica) y la provocada por el viento (eólica). En climas con pocas precipitaciones, la eólica es la erosión predominante, pero en nuestra región predomina la erosión hídrica, ya que aunque las precipitaciones son escasas éstas aparecen de forma tormentosa.

6.3.5.1 Erosión hídrica - Concepto.

Es la erosión producida por el agua (Es la perdida de suelo producida por el agua).

- Factores desencadenantes.

La lluvia erosiona más cuanto más llueve y cuanto mayor sea su intensidad, la erosión es mayor a más cantidad de precipitaciones y a la duración de esa precipitación. Además la naturaleza del suelo aumenta la erosión cuanto menor sea su permeabilidad y la cohesión de sus elementos (estructura), ya que a mayor permeabilidad más agua se infiltra y menos agua queda en superficie para poder erosionar, y cuanto mayor sea la cohesión (unión) de las partículas del suelo, más difícilmente el agua las podrá erosionar (al estar fuertemente unidas, al agua le cuesta más separarlas y además son de mayor tamaño que separadas por lo que al agua le costaría más poder transportarlas). También la pendiente aumenta la erosión, a mayor pendiente mayor erosión. A menor vegetación mayor erosión y las acciones humanas como deforestación, incendios, obras de ingeniería civil…, facilitan enormemente la erosión por el agua. Las obras de ingeniería civil como construcción de aeropuertos, autovias…, lleva aparejado grandes movimientos de tierra y desmontes que ocasionan la perdida de vegetación, la formación de cárcavas, deslizamientos y otros procesos erosivos con la consiguiente perdida de suelo.

- Formas de erosión hídrica.

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Las formas más comunes en las que se manifiesta la erosión hídrica son: a) Arrastres de suelos en superficie: - Laminar. El agua que desciende uniformemente por una pendiente remueve delgadas capas de

suelo. No es fácil de detectar pero año tras año se pierden láminas de suelo. - En surcos. El agua no discurre uniformemente sino que se concentra en pequeñas corrientes que

abren surcos o regueros de escasa incidencia (varios centímetros). - En cárcavas. La confluencia de surcos abre profundas incisiones en el terreno de varios metros de

profundidad y anchura (cárcavas) que crecen hasta transformarse en barrancos.

Cárcavas en Tabernas (Almería) Surcos en terreno agrícola (derecha y abajo)

Erosión laminar (La erosión laminar deja al descubierto las raíces) b) Movimientos en masa: Coladas de barro y deslizamientos del terreno: Se producen en suelos muy permeables y sucede tras

un período de lluvias prolongadas donde se desplaza el terreno de forma lenta (deslizamientos) o rápida (coladas de barro) a causa de la gravedad.

6.3.5.2 Erosión eólica. - Concepto.

Provocada por el viento, predomina en lugares de clima seco, con vegetación escasa y vientos frecuentes.

- Factores desencadenantes.

Cuando las partículas del suelo están disgregadas y además son de pequeño tamaño son más susceptibles de ser erosionadas por el viento. Un suelo seco es mas fácilmente erosionable. La vegetación frena el viento protegiendo de su erosión y la topografía determina lugares con mayor o menor exposición al viento. La intensidad del viento determina el tamaño de las partículas que pueda transportar.

7. CONSECUENCIAS DE LA DEGRADACIÓN (EROSIÓN…) DEL SUELO.

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7.1 Indique que la erosión del suelo conduce a la desertización.

La erosión del suelo disminuye su productividad, haciendo crecer menos vegetación y dando lugar con el tiempo a desiertos, en los que la erosión (pérdida de suelo) no deja suelo para que pueda crecer la vegetación. La erosión, por lo tanto, conduce a la desertización que es la formación de desiertos. Otras consecuencias relevantes de la erosión son:

- La erosión disminuye el rendimiento de los cultivos. A mayor erosión menor productividad y para compensarlo se añaden más fertilizantes, aumentando el gasto para el agricultor, con lo que aumenta el coste de la agricultura.

- Colmatación de embalses. La erosión arrastra materiales del suelo que se depositan en embalses, ríos y sistemas de drenaje naturales y artificiales obstruyéndolos y colmatándolos.

- Pérdida de recursos naturales (suelo, agua y material vegetal). El suelo al ser donde se desarrolla y asienta la vida (sobre todo en los ecosistemas terrestres) es donde se producen muchos de los recursos naturales como el alimento, que dejarán de producirse o disminuirá su producción si el suelo pierde productividad a causa de la erosión. La erosión al transportar las partículas de la superficie del suelo como restos vegetales, son depositados lejos del lugar de origen, perdiendo esos recursos (hubiera habido más aporte de materia orgánica al suelo). El suelo erosionado tiene menos capacidad de retener agua. La erosión destruye paisajes como lugares verdes de ocio, que son recursos naturales utilizados de recreo, ejercicio (pasear por ejemplo) y relajación del estrés urbano acumulado.

- Aguas subterráneas. La erosión disminuye la permeabilidad del suelo, por lo que habrá menos recargas en los acuíferos, además el suelo erosionado no retiene agua por lo que se coge más agua de los acuíferos (hace falta regar más), haciendo descender el nivel freático, por lo que muchas plantas no pueden superar una época de sequía prolongada.

- Aumento de la frecuencia y gravedad de las inundaciones. A menos vegetación mayor es el riesgo de inundación, ya que la escasez de vegetación no es suficiente para frenar el avance del agua, el agua a más rapidez, menos se infiltra y más cantidad de agua se acumula en superficie aumentando las inundaciones.

- Producción de energía y depuradoras. Afecta a la producción de energía hidroeléctrica que aprovecha la energía del salto de agua para producir electricidad, debido a la colmatación de los embalses (los embalses tienen una vida media de unas pocas décadas ya que se colmatan de sedimentos disminuyendo su profundidad, no pudiendo acumular suficiente cantidad de agua). Al llevar el agua gran cantidad de sedimentos aumenta el trabajo en las depuradoras por ejemplo se necesita mas tiempo para que decanten la gran cantidad de partículas erosionadas y aumentan los fangos.

- Deterioro de la calidad de vida. La erosión disminuye el rendimiento del suelo dando menores beneficios, además de disminuir las zonas verdes de ocio y recreo.

- Desertificación. La erosión del suelo conduce a la desertificación que es la degradación del suelo (pérdida de productividad del suelo) física, química y biológica, que lo incapacita para sustentar vegetación productiva, produciéndose con el tiempo la formación de una zona desértica.

8. DESERTIZACIÓN

8.1 Concepto de desertización y desertificación.

Algunos autores diferencian los términos desertización y desertificación, aunque ambos son definidos

de la misma manera como degradación del suelo física, química y biológica, que lo incapacita para sustentar vegetación productiva.

- Desertización: proceso natural de formación de desiertos (degradación del suelo natural). - Desertificación: para aquellos casos en los que la degradación del suelo es consecuencia directa o

indirecta de las actividades humanas. A veces es difícil distinguirlas porque tanto los procesos naturales como los climáticos pueden estar

influidos por el hombre (efecto invernadero).

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8.2 Causas de la desertificación.

Todas las causas que produzcan la degradación del suelo producirán la desertificación: o Desaparición de la cobertura vegetal. o Erosión. o Contaminación. o Salinización.

Estas 3 últimas conducen a la primera, que es la pérdida de cobertura vegetal, que es la forma de manifestarse la desertificación y desertización. Ahora no voy a volver a explicar las causas de la desaparición de la cobertura vegetal (sobrepastoreo, laboreo intensivo…), erosión (clima, laboreo a favor de pendientes, eliminación de la cubierta vegetal…), contaminación (exceso de fertilizantes, plaguicidas, agua contaminada, lluvia ácida…) y salinización (intrusión salina, riego con aguas de mala calidad…) vistas en apartados anteriores. Pero si sale en selectividad esta pregunta tendréis que extenderos. 9. VALORACION DE LA IMPORTANCIA DEL SUELO Y LOS PROBLEMAS

ASOCIADOS A LA DESERTIZACION.

9.1 Valoración de la importancia del suelo. Medidas para la regeneración y protección de suelos.

El suelo retiene humedad, disminuye el riesgo de inundaciones, proporciona gran variedad de usos

como lugares de ocio y disfrute, es la base de la subsistencia humana (suministra la mayor parte de nuestros recursos alimenticios, excepto la pesca) y de la existencia de la vida en la Tierra (los organismos descomponedores del suelo hacen posible el reciclaje de la materia en los ecosistemas para que los productores, que son la base de las cadenas troficas, obtengan los nutrientes que necesitan), permite paisajes de gran belleza, mantiene una gran diversidad de seres vivos… El suelo, soporte de vida vegetal y animal, interfacie entre la atmósfera, la litosfera y la biosfera, lugar de transformaciones y transferencias de los componentes esenciales de los ecosistemas, es uno de los recursos más importantes del patrimonio natural. Junto al agua, aire y vegetación, constituyen los recursos vitales para la supervivencia y bienestar de la humanidad. El suelo aporta tantas beneficios que debemos usarlo de forma correcta, cada tipo de suelo es apto para explotarlo de una manera concreta sin que, a la larga, sufra un proceso de degradación importante que nos limite los beneficios que aporta el suelo o sus posibles usos. Dada la gran importancia del suelo y la degradación que presentan en muchos lugares, se hace preciso realizar medidas para la regeneración y protección de suelos, estas varían dependiendo del uso del suelo (forestal, agrícola y otros).

9.1.1 De carácter forestal.

Repoblación para frenar la erosión y darle materia orgánica. En las repoblaciones lo ideal es que sigan criterios conservacionistas (flora autóctona) y no de producción (eucaliptos y algunos pinos para madera) que no protegen tanto el suelo de la erosión porque son árboles que no permiten la instalación de un sotobosque denso (las acículas de los pinos acidifican el suelo al descomponerse y las hojas de eucalipto cuando se descomponen liberan sustancias inhibidoras de la germinación). Aunque algunos suelos están tan degradados que la mejor opción es introducir algunas especies de pinos de rápido crecimiento y resistentes a suelos relativamente degradados como suelos erosionados.

Se hace necesario controlar la acumulación del agua mediante pequeñas presas y otras obras hídricas para frenar la erosión; la lucha contra el fuego; una explotación racional de los bosques que impida que las superficies forestales queden desprotegidas y a merced de la erosión.

9.1.2 De carácter agrícola.

Aterrazamiento de laderas con muros que impidan la erosión. El laboreo conservacionista (poco profundo para no mezclar horizontes, nunca labrar a favor de la pendiente…) en los métodos de cultivo.

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Drenajes; en terrenos con tendencia al encharcamiento y la salinización, el drenaje consiste en abrir zanjas rellenas de piedras en su parte inferior para dar salida al exceso de agua sin perjudicar los cultivos. Estiércol (fertilizantes orgánicos) para mantener la fertilidad del suelo (formación de humus). Barbecho (tierra de labor que se deja sin sembrar durante una o varias temporadas) para permitir que las cualidades del suelo no se desgasten, recuperando materia orgánica, minerales y humedad, ya que cultivar continuamente agota los nutrientes del suelo. Rotación de cultivos para evitar el agotamiento de nutrientes del suelo ya que cada cultivo requiere nutrientes distintos, recomendándose cultivar leguminosas (habas, guisantes, judías verdes) a intervalos regulares ya que enriquecen el suelo en nitrógeno (por la simbiosis con la bacteria Rhizobium fijadora de N2). Arar siguiendo curvas de nivel. El control natural de plagas (lucha biológica) que evita el abuso de plaguicidas. Una adecuada carga ganadera. El uso racional de herbicidas. Cultivo en pasillos (alternar filas o pasillos de cultivo con filas o pasillos de vegetación natural que actúan de barrera contra la erosión)… En la actualidad se investigan nuevas técnicas de cultivo menos agresivas con el suelo, se basan en el cultivo sin laboreo previo o en la implantación de especies perennes que no obliguen a arar los suelos anualmente.

9.1.3 Otras medidas.

Ordenación del territorio: consiste en que a cada suelo se le da el uso más adecuado a sus

características. Supresión de la erosión eólica poniendo barreras para frenar el viento (filas de árboles o setos). Se debe regular la cantidad de ganado adecuado a la capacidad de producción del suelo. En lugares con peligro de desprendimiento se ponen muros de contención. Medidas socioeconómicas como subvenciones a la agricultura ecológica más respetuosa con el medio ambiente y con el suelo, realizar más investigación de nuevas tecnologías aplicadas a la mejora del suelo.

9.2 Consecuencias socioeconómicas de la desertización.

Puesto que en el suelo es donde se asienta la vida su degradación provoca una disminución de la

productividad y calidad del mismo, con lo que el rendimiento es cada vez menor y el coste en fertilizantes es cada vez mayor. El suelo en sus estados más degradados no es capaz de producir lo suficiente, no pudiendo soportar ni agricultura ni ganadería, lo que conduce al hambre, la pobreza y las migraciones de la gente a otros lugares.

10. EL PROBLEMA DE LA DESERTIZACION EN LA REGION DE MURCIA.

En la Región de Murcia, en conjunto, tanto los factores naturales (periodos de sequía seguidos en ocasiones por lluvias torrenciales) como los antrópicos (usos del suelo), son favorables a que las tasas de pérdida de suelo sean importantes y en algunos casos graves. Desde hace más de un siglo, con el

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incremento de la población y los procesos de degradación de la tierra, el problema empezó a adquirir dimensiones inquietantes, acentuadas en los últimos 30 años. La erosión hídrica y la desertificación constituyen una de las más frecuentes y graves causas de la degradación del territorio murciano y, en muchas áreas agrícolas y forestales, el principal problema agrario y medioambiental.

El territorio de la Región de Murcia es uno de los que registra mayor tasa de erosión actual y potencial de toda España, se estima que alrededor de la mitad del territorio registra pérdidas de suelo no admisibles, superior a la tasa de formación. El proceso a través del cual se ha llegado a la situación actual es bien conocido: a una intensa deforestación en tiempos pasados, siguió una roturación e invasión agrícola y ganadera de las áreas originariamente arboladas con la consiguiente desprotección del suelo. El posterior abandono de muchas de estas tierras de secano, las roturaciones intensivas recientes y cambios de uso del suelo, especialmente para instalar una agricultura intensiva poco respetuosa y los incendios, han acentuado el proceso de degradación.

Del conjunto de procesos que pueden provocar la degradación del suelo, la erosión hídrica es el más destacado por su capacidad de remoción y transporte de suelo, sobre todo, en los ambientes mediterráneos.

Los procesos de degradación del suelo a escala local generados por la ampliación del regadío en la Región de Murcia se han dado sobre todo por la roturación de terrenos mediante técnicas agresivas que implican masivos movimientos de tierra, lo que genera un incremento de las escorrentías superficiales y la movilización de sedimentos. Es normal hoy en día encontrar a lo largo del territorio regional plantaciones que se encuentran realizadas sobre laderas de acusadas pendientes sin ningún tipo de medida de conservación como muros. Una vez que el riego a manta es sustituido por el goteo, ni siquiera es estrictamente necesario nivelar los terrenos por lo que muchas nuevas plantaciones han obviado casi cualquier inversión en medidas de conservación.

Los nuevos regadíos generan una degradación difusa y deslocalizada (más o menos distante del regadío) que es de gran trascendencia en la Región de Murcia. La más importante es, sin duda, la sobreexplotación de los acuíferos subterráneos que ha provocado una degradación generalizada del recurso, así como la salinización de extensas áreas de suelos agrícolas.

Las áreas con cultivos leñosos de secano son otros escenarios de riesgo de desertificación. La posibilidad de mantener cultivos de almendro en secano de muy bajo rendimiento en zonas de fuerte pendiente, bajo un régimen de subvenciones, ha provocado y sigue provocando graves problemas locales de erosión. Generalmente se realizan en los almendrales entre 3 y 5 pases de laboreo al año, cada uno de ellos produce un flujo de suelo, ladera debajo de unos 50 kg/m2 provocando importantes pérdidas de suelo. A los cultivos leñosos de secano también habría que unir los cultivos herbáceos de secano en las mismas condiciones extremas de cultivo con elevadas pendientes, ausencia de prácticas de conservación de suelo y actividades muy perjudiciales como la quema de rastrojeras o el laboreo a favor de pendiente.

La recuperación de la vegetación natural en estos lugares que frenaría la erosión, se ve seriamente comprometida especialmente por las características semiáridas del clima, pero también por la lentitud del proceso ecológico de la sucesión de las comunidades vegetales y por la propia pérdida de suelo que tiene lugar (la reforestación es complicada).

Las áreas vegetadas con riesgo de incendios (principalmente los bosques de pinos) son, potencialmente, erosionables y registran síntomas de desertificación. Además de los incendios, otro de los factores que afecta a la cubierta vegetal en la Región de Murcia es el exceso de pastoreo que además de eliminar la vegetación, el pisoteo del ganado ocasiona la compactación del suelo, que disminuye la capacidad de infiltración y dificulta la germinación de semillas. Tanto los incendios, como el sobrepastoreo o cualquier otra actividad que suponga una alteración de la vegetación, son siempre más graves en las zonas áridas por la fragilidad de los ecosistemas y su limitada capacidad de respuesta.

Aunque la mayor parte de los regadíos se encuentran en zonas llanas cuyo riesgo de erosión es mucho menor que en zonas de pendiente, la salinización por usar aguas de poca calidad, el laboreo excesivo, la gran cantidad de fitosanitarios empleados (insecticidas, herbicidas, fungicidas…), el excesivo uso de fertilizantes químicos… degradan el suelo aumentando la desertificación en la Región de Murcia.

11. RECONOCIMIENTO EXPERIMENTAL DE LOS HORIZONTES DEL SUELO. Pregunta utópica se refiere a sacar a los alumnos de excursión a reconocer suelos.

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TEMA 8: LOS RECURSOS.

1. EL MEDIO AMBIENTE COMO RECURSO PARA LA HUMANIDAD. LOS RECURSOS: CONCEPTO Y TIPOS

1.1. Concepto de Recurso

Es todo material, producto, servicio o información que es usado por la humanidad para satisfacer sus deseos o necesidades. (Es todo material, producto, servicio o información que tiene utilidad para la humanidad).

1.2. Concepto de Recurso Natural

Distinguimos los recursos naturales que son aquellos que se obtienen directamente de la naturaleza.

Ejemplo: agua, alimentos, petróleo, minerales, etc. Mientras que recursos culturales o humanos son aquellos que genera nuestra actividad social, como la tecnología, el conocimiento y la cultura, el trabajo, Internet, electrodomésticos…, todos los recursos nombrados hasta ahora son recursos tangibles, es decir, recursos que se pueden medir o cuantificar. Pero existen recursos intangibles como el nivel cultural de una población, la belleza de un paisaje, el grado de satisfacción de una sociedad…

Dentro de recursos naturales hay dos tipos:

- No renovable: es llamado así porque existen cantidades limitadas y se agotan tarde o temprano ya que su tasa de consumo es mayor que su tasa de renovación. Ejemplo: petróleo, carbón, oro…

- Renovable: son aquellos que con una gestión adecuada se regeneran a la misma velocidad o mayor de la que se consumen. Ejemplo: agua, vegetales, animales, Sol, viento…

Un recurso renovable pasa a ser no renovable si no le damos tiempo a regenerarse como sucede en el SE Español, donde el agua es considerada más como recurso no renovable que como renovable.

2. RECURSOS DE LA GEOSFERA Y SUS RESERVAS.

2.1 Tipos de recursos (ya visto en el apartado anterior).

Diferencia entre recurso y reserva

La reserva son los recursos que consumimos o que podríamos consumir porque son rentables, conocidos y tenemos la tecnología necesaria para consumirlos. Y los recursos son todos los que existen, incluidas las reservas. Por ejemplo: el recurso oro es todo el oro que existe y la reserva de oro es sólo el oro que sale rentable extraer de la mina (porque hay mucha cantidad de oro o porque es de gran calidad y valor…) para compensar el gasto económico de su explotación, transporte, tratamiento... En muchos casos la reserva es sólo una mínima parte del recurso.

2.2 Usos y alternativas 2.2.1 Introducción El aprovechamiento de los recursos naturales diferentes al alimento, ha sido decisivo en el desarrollo

de la humanidad, así podríamos destacar los recursos minerales usados como materia prima para fabricar

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una gran variedad de productos (joyas a partir de los minerales preciosos, metales a partir de los minerales metálicos, materiales de construcción a partir de minerales y rocas como arcilla, caliza, granito, mármol…) y las fuentes de energía que son recursos como el carbón y el petróleo que tienen almacenada gran cantidad de energía. Las fuentes de energía mas usadas son las no renovables y se están agotando además de producir contaminantes y residuos, por eso, debemos buscar y aumentar el uso de alternativas a estas fuentes de energía que sean limpias y renovables (energía solar, eólica, de biomasa, geotérmica...), ya que la situación energética mundial es preocupante puesto que más del 75% de la energía proviene de tan sólo el petróleo, el carbón y el gas natural. Esta dependencia de las energías no renovables es más acusada en los países desarrollados, por lo que la introducción de las llamadas energías alternativas que son aquellas limpias y renovables debe ser un objetivo prioritario de nuestra sociedad. De lo contrario, la tasa de contaminación atmosférica seguirá su ascenso sin freno y los combustibles fósiles acabarán agotándose.

Las fuentes de energía basadas en recursos finitos no renovables (gas, petróleo, carbón y fisión nuclear), que tantos

problemas de contaminación generan, aportan en la actualidad el 86% del enorme consumo de energía global (figura), y de ellas el petróleo, el 35 % del total y más del 90 % de la energía empleada en los transportes. Ninguna de las demás fuentes de energía conocidas puede desarrollarse a tiempo como para acercarse a la gran cantidad de energía proporcionada por ellas.

2.2.2 Fuentes de energía disponibles

2.2.2.1 Fuentes de energía no renovables Son aquellas que no se regeneran o lo hacen a un ritmo mucho más lento que el de su consumo,

son los combustibles fósiles (petróleo, carbón y gas natural) y los isótopos radiactivos como los de uranio y plutonio.

2.2.2.1.1. Ventajas

Las ventajas de las energías no renovables son las siguientes:

• La principal ventaja es su alta calidad energética (liberan una cantidad enorme de energía).

• Se puede almacenar y transportar.

2.2.2.1.2. Inconvenientes

Sus inconvenientes son:

• Se trata de recursos energéticos limitados que se van agotando (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 a escala temporal humana).

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• Su utilización ocasiona problemas medioambientales, ya que son energías sucias contaminantes que

producen residuos.

• Constituyen fuentes de energía muy localizadas, que generan alta dependencia exterior en los países

no productores (dependen de los países productores la cantidad que quieran vender y el precio que impongan).

2.2.2.2. Fuentes de energía renovables

2.2.2.2.1. Ventajas Las ventajas de las energías renovables son las

siguientes:

• La energía consumida es compensada

por la regeneración natural, por tanto,

son consideradas inagotables, siempre y cuando el consumo no supere la capacidad de

regeneración.

• Su utilización no suele generar problemas medioambientales, ya que se trata de energías limpias

con algunas excepciones.

• Es energía autóctona (se produce en zona cercana a su utilización) que hace disminuir la dependencia

exterior en el abastecimiento energético.

• Su uso supone reducir el consumo de energías no renovables y contribuye a disminuir los

impactos y conseguir un desarrollo sostenible.

2.2.2.2.2. Inconvenientes Sus inconvenientes son:

• Algunas no son fuentes de energía permanentes (eólica, maremotriz…), otras proporcionan energías

muy dispersas (solar).

• Difíciles de acumular.

• Presentan todavía problemas técnicos y/o económicos (fuerte inversión inicial por ejemplo) importantes

para su explotación.

Las fuentes de energía renovables son la energía solar, eólica, maremotriz, geotérmica, energía de

biomasa, hidroeléctrica…

3. YACIMIENTOS MINERALES. La sociedad actual depende de un suministro constante y creciente no sólo de energía, sino también de materias primas, entre las que destacan los recursos minerales que son esenciales para la industria. Los recursos minerales o recursos geológicos son las rocas y los minerales que tienen utilidad para el ser humano. Se utiliza el término económico reserva para referirse sólo a la parte del recurso que puede ser explotada con la tecnología actual para obtener un beneficio económico. Los recursos minerales

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son no renovables ya que su regeneración es mucho más lenta que el ritmo de consumo de sus reservas. Los recursos minerales están distribuidos de forma desigual y dispersa, de tal manera que a menudo los más importantes son escasos y difíciles de encontrar y explotar, aunque en ocasiones, debido a ciertos fenómenos geológicos algunos minerales se separan del resto y se concentran en determinadas zonas formando los yacimientos minerales.

3.1 Concepto de yacimiento mineral Se denomina yacimiento mineral a toda concentración natural de sustancias minerales que es susceptible de ser explotada. Las explotaciones de un yacimiento se llaman minas, las cuáles puede ser a cielo abierto si se encuentran en la superficie o subterráneas (también llamadas profundas), cuando se explotan bajo la superficie a profundidades variables. El mineral que se encuentra en una importante proporción en el yacimiento y que es el objeto de la explotación se llama mena, mientras que se llama ganga al resto de minerales que acompañan a la mena y que en ese yacimiento no resultan rentables económicamente. En el caso de los metales, no se suelen hallar en estado puro y se somete a un proceso tecnológico para extraer el metal del mineral y se desecha el resto, las escorias, que se acumulan en montones junto a las minas.

3.2 Principales yacimientos minerales Se dividen en yacimientos minerales metálicos para obtener metales (aluminio, hierro, manganeso, cromo, titanio, cobre, plomo, zinc, estaño, plata, oro, mercurio y uranio) y yacimientos minerales no metálicos para usos muy diversos como materiales de construcción y usos industriales. Los yacimientos han podido tener origen magmático, metamórfico y sedimentario.

El origen magmático es si se ha producido por enfriamiento del magma (roca fundida), por ejemplo se acumulan en el fondo de la cámara magmática (debido a la mayor densidad) los primeros minerales en solidificar como ocurre con minerales de hierro, en otros caso el agua caliente se puede infiltrar entre las grietas arrastrando en disolución los llamados minerales hidrotermales que rellenan las grietas como ocurre con el oro, pirita,…

El origen metamórfico es cuando los minerales son sometidos en estado sólido (sin llegar a fundirse sino sería magmático) a presiones y/o temperaturas distintas a las que se formaron, pudiendo transformarse en otros minerales.

El origen sedimentario del yacimiento es cuando los minerales han sido acumulados por sedimentación de minerales meteorizados y erosionados, por ejemplo algunos agentes atmosféricos (oleaje, viento, ríos,…) pueden concentrar minerales de densidad elevada y formar placeres como los de arenas, oro, diamantes, platino,…otro ejemplo la precipitación de minerales disueltos en agua como la halita (ClNa), silvina (ClK),…

3.2.1 Yacimientos minerales no metálicos Pueden ser utilizados como materiales de construcción o tener usos industriales variados: 3.2.1.1Materiales de construcción: Entre los materiales de construcción destacan: 3.2.1.1.1 Rocas ornamentales: muchas rocas que, convenientemente tratadas, pueden ser utilizadas para decoración, son las llamadas rocas ornamentales, las más conocidas son el mármol y el granito que pulidos aumentan su brillo y belleza. Otras rocas que pueden usarse como ornamentales son el gabro, la diorita, la pegmatita, el gneis, esquistos, pizarras, algunas calizas,... Las rocas ornamentales se explotan en canteras a cielo abierto. 3.2.1.1.2 Otros: otros materiales de construcción son la caliza, la arcilla, las margas, los conglomerados, las areniscas, el yeso, las cuarcitas y los áridos (gravas y arenas). El cemento se obtiene de una mezcla de caliza y arcilla (más caliza que arcilla) cocida a 1400ºC para que pierda agua y CO2 y después se tritura. Al añadirle de nuevo agua se convierte en una masa que se endurece y que da cohesión a los materiales de construcción.

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El hormigón es una mezcla de agua con cemento y arenas o gravas (áridos) que se endurece cuando se seca, a veces para aumentar todavía más su consistencia se añaden barras de hierro, obteniéndose el conocido como hormigón armado. El yeso para construcción se obtiene de la calcinación del yeso natural, proceso en el que pierde el agua de su molécula, después se reduce a un polvo blanco, que al mezclarlo con agua se obtiene una masa que se utiliza para revestimientos de muros y tabiques. Las arcillas se cuecen para fabricar ladrillos, tejas o baldosas rústicas, además se pueden vidriar para hacer baldosas o azulejos. El vidrio se fabrica derritiendo a 1700ºC arenas ricas en cuarzo (o cuarzo pero las arenas son más baratas), sosa y cal (de la calcita se obtiene la cal) y luego se enfrían rápidamente. 3.2.1.2 Minerales industriales: Entre los minerales industriales destacan los nitratos y fosfatos de los que se obtienen fertilizantes, la halita (ClNa) que es la sal común usada en alimentación, tanto para dar sabor a nuestros platos como para conservar alimentos (jamón curado, salazones de pescado,…), también usada para eliminar el hielo de las calles y carreteras, como materia prima en la industria química,… y el corindón usado como abrasivo por su dureza.

3.3 Principales yacimientos minerales en la Región de Murcia Murcia ha sido una de las regiones de España con mayor patrimonio mineralógico. Hoy en día, esta parcela de la economía queda restringida a la explotación de rocas industriales para usos diversos (construcción, áridos...). No obstante, bueno será que conozcamos la gran variedad y cantidad de minerales extraídos de sus “entrañas” en una etapa no muy lejana. Los orígenes de la minería de la Región de Murcia están vinculados a la minería metálica, que se ubica, en la Sierra Minera de Cartagena-La Unión, Cerro de San Cristóbal (Mazarrón) y Cehegín, los primeros explotadores fueron los íberos, después fenicios, romanos: estos han sido los mineros más grandes de la historia (situándonos en el tiempo); hasta su llegada las técnicas de laboreo eran muy rudimentarias. Llegaron a construir pozos de gran profundidad (210 m en el Cabezo Rajao, La Unión), realizaron trabajos minuciosos en el Cerro de San Cristóbal de Mazarrón y comenzaron el laboreo de la minería no metálica, en concreto para obtener mármoles que utilizaron en viviendas y templos (las explotaciones más antiguas se localizaría en el Cabezo Gordo del término municipal de Torre Pacheco). Y, finalmente, y tras un período de inactividad, a finales del siglo XIX comienza la expansión minera más importante de la Región, puesto que las explotaciones no sólo se centran en el área minera de Cartagena-La Unión y Mazarrón, sino que se extienden a Águilas, Lorca, Cehegín y zona del NE. Ello se explica por la demanda de recursos y por los avances tecnológicos, tanto en la minería como en la metalúrgica. Hoy en día la minería metálica está paralizada pero, paralelamente, las explotaciones de rocas industriales han aumentado de manera importante, distribuyéndose por casi toda la Región.

3.3.1 Minería metálica: asociación BPG de la sierra minera de Cartagena, Mazarrón y Águilas; minería de hierro (magnetita) de Cehegín

Aunque actualmente la minería metálica está paralizada, la Sierra de Cartagena - La Unión constituyó uno de los distritos mineros más importantes de España y el más representativo de la Región de Murcia por sus yacimientos de Zn-Fe-Pb: asociación BPG, blenda (sulfuro de zinc), pirita(sulfuro de hierro), galena(sulfuro de plomo), de especial interés minero. El sistema de explotación fue, inicialmente, de minería subterránea, aunque en la última etapa (últimos 40 años) la compartió con la explotación a cielo abierto. la cuantía original de estos depósitos minerales superaría los 200 millones de toneladas de mineral bruto, con un contenido en metales del orden de 64 millones de toneladas (M.t.) de Fe, 3.2 M.t. de Pb, 3.8 M.t. de Zn, y 4.000 toneladas de Ag, cifras que los destacan de otros distritos mineros. En Mazarrón y Águilas también se explotaron la asociación BPG, pero la explotación en Águilas fue de mucha menor relevancia. El distrito minero de Cehegín, situado al W de dicha localidad, tuvo gran importancia por sus yacimientos de hierro (magnetita), explotados en minería subterránea y a cielo abierto. En la actualidad todas las explotaciones mineras en esta área, como Mina María, Mina Edison, Coloso San Antonio y Teresa Panza, se han paralizado.

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Otras explotaciones menos relevantes fueron las explotaciones de plomo-hierro de la Sierra de Carrascoy, que se explotaron por minería subterránea, las de cobre aurífero en las proximidades de Santomera, que se explotaron por minería subterránea y las explotaciones subterráneas de magnetita del Cabezo Gordo (Torre Pacheco).

3.3.2 Minería no metálica: azufre (Lorca) y Halita (diapiros de Jumilla y salinas de San Pedro del

Pinatar La alineación montañosa de La Serrata (Lorca) aparece a lo largo de 8 km2. A lo largo de toda ella abunda los restos de una minería de azufre, ya inactiva, que empezó en 1853 y terminó a principios del siglo XX.

Halita (cloruro de sodio): en las zonas costeras, a partir del agua del mar, se explotan las salinas de San Pedro del Pinatar, Cabo de Palos y Calblanque. El resto han desaparecido. En los diapiros de Jumilla también se explota este mineral. Destaca el yacimiento del diapiro de La Rosa.

Otras explotaciones son áridos que son fragmentos de roca que se obtienen directamente (graveras) o por trituración (canteras) ambos por minería a cielo abierto y predominan por toda la Región (puesto que se utilizan en construcción y obras públicas), mármoles en la vertiente sur de la sierra de Carrascoy y en el Cabezo Gordo, margas, yesos, areniscas, arcillas,…

3.4 IMPACTOS DERIVADOS DE LA EXPLOTACIÓN DE LOS RECURSOS MINERALES A) Incremento de la erosión: La eliminación de la vegetación y las excavaciones y desmontes de terreno realizados en minas y canteras a cielo abierto generan pendientes desprotegidas muy propensas a la meteorización y erosión. Como consecuencia, algunas zonas pueden sufrir importantes pérdidas de suelo fértil e impactos paisajísticos en pocos años, sobre todo si llueve torrencialmente. B) Generación de riesgos: Los desmontes llevados a cabo en minas y canteras, y las escombreras localizadas junto a las minas (a veces son verdaderas montañas de fragmentos rocosos no consolidados) pueden generar pendientes pronunciadas propensas a deslizamientos y avalanchas, en ocasiones masivas, que pueden resultar muy peligrosas para los trabajadores de las explotaciones o incluso para las poblaciones vecinas. La minería subterránea pueden ocasionar hundimientos en el terreno circundante pudiendo afectar a personas, poblaciones o infraestructuras. C) Producción de ruidos y vibraciones: Debido a la maquinaria pesada o por las explosiones que se emplean en la explotación, que provocan molestias para la fauna y para los seres humanos de las zonas cercanas, así como desestabilizacion del terreno, con el consiguiente riesgo que eso genera. D) Contaminación del medio: El polvo y el humo producidos por las excavadoras y las explosiones pueden depositarse sobre la vegetación y matarla, o contaminar el aire y causar problemas respiratorios a los trabajadores y habitantes de la zona. Los líquidos residuales del lavado y otros tratamientos a que son sometidos los minerales y rocas que se extraen de un yacimiento, que contienen ácidos, metales pesados y otras sustancias peligrosas, pueden contaminar las aguas y los suelos de las zonas cercanas, por eso, suelen almacenarse en grandes balsas para ser sometidos a una depuración previa a su vertido. Sin embargo, si se producen fugas, como ocurrió con la rotura de la balsa de la mina de Aznalcollar (cerca del parque de Doñana) se producen grandes desastres ecológicos.

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E) Impactos sociales: Las explotaciones mineras suelen influir notablemente en las características socioeconómicas de las localidades en las que se encuentran o incluso en los países enteros, debido a los empleos directos e indirectos que generan. Si la explotación deja de ser rentable y cierra, los trabajadores desempleados se ven obligados a emigrar a otras zonas, además, muchos comercios se ven afectados al perder clientes. En otros casos los impactos ambientales producidos por la explotación minera puede afectar económicamente a otras actividades económicas del entorno, por ejemplo, el vertido de una balsa de lavado puede contaminar el agua y el suelo de la zona arruinando cultivos, explotaciones ganaderas, piscifactorias,…

3.4.1 Prevención de los impactos derivados de la explotación de los recursos minerales Al igual que sucede en otros estados, España cuenta con una estricta normativa sobre las actividades mineras, obligándolas a hacer estudios y evaluaciones de impacto ambiental que contemplen medidas para prevenir los posibles impactos como: A) Actuaciones sobre el terreno para evitar la erosión: Por ejemplo la sujeción de los taludes, la conservación de la vegetación de los alrededores en la medida de lo posible, la revegetación de las zonas desbrozadas,… B) Actuaciones para proteger el paisaje: Por ejemplo colocación de pantallas de árboles, regenerar la vegetación natural de manera gradual, prohibir las explotaciones en zonas de alto interés paisajístico y ocultar los desmontes y movimientos de tierra.

C) Actuaciones para proteger de la contaminación los recursos naturales y ambientales: Para evitar la contaminación de los cauces fluviales por agua residuales mineras, es necesario preparar balsas impermeabilizadas para el almacenamiento de los líquidos de lavado, dejando un tiempo para que decanten las partículas en suspensión y se deben realizar tratamientos químicos que destruyan o neutralicen algunas de las sustancias más agresivas. También existen métodos para evitar la contaminación del aire por el polvo y gases.

3.4.2 La corrección de los impactos. Plan de restauración, recuperación o rehabilitación. La normativa española también contempla medidas de corrección que consta de un plan de restauración que, en sentido estricto, implica que al concluir la explotación serán reproducidas las condiciones exactas anteriores a la explotación. La restauración completa es prácticamente imposible, por

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eso se emplean términos como recuperación (conseguir una composición de organismos similar, o al menos cercana, a la que había originalmente) o rehabilitación (establecer un plan de usos de la tierra diferente al que había antes de la explotación pero ecológicamente estable y con un alto valor para la sociedad). Un plan de restauración debe incluir 4 aspectos básicos:

- Definir los usos del suelo posteriores a la explotación (agrícola, forestal, industrial, recreativo,…)

- Gestionar los residuos mineros para evitar la contaminación del suelo y cumplir los requisitos de la calidad del agua.

- Medidas del control de la erosión y drenaje del agua. - Mantener o restablecer la vegetación.

4. Recursos energéticos: carbón, petróleo, gas natural y energía nuclear. Impactos ambientales de la explotación de los recursos energéticos

4.1. El carbón

4.1.1. Origen Los yacimientos de carbón se formaron en zonas llanas de antiguos continentes, donde se

desarrollaron turberas o pantanos con abundante vida vegetal. El enterramiento de los restos orgánicos acumulados en una ambiente saturado de agua, su lenta transformación anaeróbica y la compactación debidas a la presión y la temperatura por causa del enterramiento, dieron origen al carbón, transformándose la celulosa y la lignina en carbono, CO2 y CH4. Los gases CO2 y CH4 se acumulan en las fisuras de la roca (gas grisú) y se liberan lentamente durante las labores de extracción, produciendo peligrosas acumulaciones en galerías mineras (posibilidad de explosiones por el gas metano que es inflamable).

Los yacimientos de carbón se encuentran dispersos por el hemisferio Norte; los mayores, proceden de los períodos Carboníferos y Pérmico del Paleozoico. La mayor parte de carbón se consume para generar electricidad en las centrales térmicas, donde el calor es utilizado para producir vapor de agua para impulsar unas turbinas acopladas a una generador eléctrico; seguido a distancia por la siderurgia de fundición, destilación para obtener gas ciudad, materias primas para la industria como plásticos, fibras sintéticas…etc.

4.1.2. Tipos de carbones y sus características Según las presiones y temperaturas que los hayan formado distinguimos distintos tipos de carbón:

turba, lignito, hulla (carbón bituminoso) y antracita. Cuanto más altas son las presiones y temperaturas, se

origina un carbón más compacto y rico en carbono y con mayor poder calorífico, aumentando también su

color oscuro y brillo.

La turba es poco rica en carbono (45-55%) y muy mal combustible, por lo que algunos autores no la

incluyen en tipos de carbones. El lignito viene a continuación en la escala de riqueza (70% de C), pero sigue

siendo mal combustible, aunque se usa en algunas centrales térmicas. La hulla es mucho más rica en

carbono (80-90%) y tiene un alto poder calorífico por lo que es muy usada, por ejemplo en las plantas de

producción de energía. Está impregnada de sustancias bituminosas de cuya destilación se obtienen interesantes

hidrocarburos aromáticos y un tipo de carbón muy usado en siderurgia llamado coque, pero también contiene elevadas

cantidades de azufre que son fuente muy importante de contaminación del aire. La antracita es el mejor de

los carbones (90–95%), muy poco contaminante y de alto poder calorífico, su color es negro brillante.

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4.1.4. Impacto ambiental de la explotación del carbón

La minería del carbón y su combustión causan importantes problemas ambientales y tienen también

consecuencias negativas para la salud humana. Las explotaciones mineras a cielo abierto tienen un gran

impacto visual y los líquidos que de ellas se desprenden suelen ser muy contaminantes. En la actualidad,

en los países desarrollados, las compañías mineras están obligadas a dejar el paisaje restituido cuando han

terminado su trabajo. Lo normal suele ser que conforme van dejando una zona vacía al extraer el mineral,

la rellenen y reforesten para que no queden a la vista los grandes agujeros, las tierras removidas y las

acumulaciones de derrubios de ganga que, hasta ahora, eran la herencia típica de toda industria minera.

También es muy importante controlar y depurar el agua de lixiviación, es decir, el agua que, después de

empapar o recorrer las acumulaciones de mineral y derrubios, sale de la zona de la mina y fluye hacia los

ríos o los alrededores. Esta agua va cargada de materiales muy tóxicos, como metales pesados y

productos químicos usados en la minería, y es muy contaminante, por lo que debe ser controlada

cuidadosamente.

En el proceso de uso del carbón también se producen importantes daños ambientales porque al

quemarlo se liberan grandes cantidades de gases responsables de efectos tan nocivos como la lluvia ácida,

el efecto invernadero, la formación de smog, etc. El daño que la combustión del carbón causa es mucho

mayor cuando se usa combustible de mala calidad, porque las impurezas que contiene se convierten en

óxidos de azufre y en otros gases tóxicos. Su combustión genera principalmente CO2 y SO2; a pesar de

ser muy rico en azufre, actualmente no podemos prescindir completamente de él, ya que produce gran

parte de la electricidad que consumimos. La aplicación de nuevas normativas sobre emisiones de CO2 y

azufre han favorecido, por un lado, el desarrollo de nuevas tecnologías de trituración y lavado previo a su

utilización, reduciendo las emisiones de azufre, por otro lado favorecen la sustitución paulatina de él por energías

alternativas.

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4.2. El Petróleo

4.2.1. Origen y Composición

Constituye el 38 % del consumo energético mundial. Su origen se debe a la acumulación de

materia orgánica en cuencas sedimentarias marinas deficitarias en oxígeno, formándose el barro rico en

materia orgánica, que es la materia prima del petróleo. Tras una fermentación anaeróbica de los restos

orgánicos, se forma el protopetróleo. La evolución posterior consiste en una especie de cocción

provocada por la presión y la temperatura debidas al enterramiento, transformándose la materia orgánica

en hidrocarburos y las arenas y barros en la roca sedimentaria llamada roca madre. El petróleo, una vez

formado sufre un proceso de migración a través de fracturas o de rocas porosas, ya que por su baja

densidad tiende a ascender a la superficie, dejando un residuo sólido que constituye las llamadas pizarras bituminosas.

En ocasiones se encuentra en su ascenso con una capa impermeable y allí se acumula. La roca almacén

retiene el petróleo en una estructura denominada trampa de petróleo.

El petróleo se extrae en forma de crudo cuya composición es una mezcla de hidrocarburos

gaseosos, líquidos y sólidos, para su utilización necesita un proceso de refinado. El refinado consiste en

someter al petróleo a destilación fraccionada, es decir, aumentar gradualmente la temperatura, separando

los distintos componentes según su punto de ebullición: primero se separan los productos gaseosos

(metano, etano, propano,

butano…), a continuación los

líquidos (gasolina, nafta,

queroseno…), quedando

finalmente depositados los sólidos

(alquitranes y betunes). Los

productos obtenidos todavía no son

aptos, por lo que serán sometidos a

posteriores tratamientos.

4.2.2. Impacto ambiental de la explotación del petróleo

La extracción del petróleo no está exenta de riesgos como escapes. El transporte del crudo constituye

el más importante tráfico comercial internacional, ya que los yacimientos se encuentran lejos de las

grandes zonas de consumo. Éste se realiza utilizando barcos petroleros y oleoductos; cualquiera de ellos

puede sufrir accidentes o escapes que contaminan seriamente. Los accidentes de petroleros son los

responsables de las mareas negras y además en la limpieza ilegal del barco en alta mar se vierte todavía

mucha mayor cantidad de petróleo. Los inconvenientes de su utilización son los propios de las energías

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no renovables, destacando el agotamiento rápido de las reservas y ser responsables del mayor aumento de

CO2 y azufre en la atmósfera. En el mar, el petróleo en superficie impide el intercambio de oxígeno con el

aire, impide la llegada de luz (muerte de productores fotosintéticos), provoca la muerte de aves por

hipotermia (anula el efecto aislante e impermeable de las plumas), cuando el petróleo se va al fondo

provoca la muerte de los organismos acuáticos del fondo del mar.

4.3. El Gas Natural

4.3.1. Origen y composición Su origen es el mismo que el del petróleo (procede de la fermentación de la materia orgánica

acumulada entre los sedimentos), pero es más evolucionado ya que se ha formado en condiciones de

presión y temperaturas mayores (suele aparecer junto al petróleo). Está constituido por una mezcla de

gases, fundamentalmente: metano, hidrógeno, butano y propano, el metano es el gas más abundante. Se

transporta mediante el uso de gaseoductos o, previa licuefacción por enfriamiento, en barcos especiales

llamados metaneros. Se utiliza como fuente de calor en cocinas, calefacciones domésticas y producción

de electricidad.

4.3.2. Impacto ambiental de la explotación del gas natural

Además de poseer mayor poder calórico que el carbón y petróleo, su contaminación atmosférica es

mínima ya que no emite azufre (pero si tanto CO2 como el carbón) y es, por tanto, el carburante fósil menos

contaminante. Los gaseoductos tienen bajo riesgo, pero en la extracción puede haber escape de metano

que es un gas con potente efecto invernadero (mucho más que el CO2).

Los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural) son muy utilizados para producir energía eléctrica, para ello el

calor generado en su combustión se usa para calentar agua, produciendo vapor de agua que mueve unas turbinas conectadas a

un generador obteniéndose energía eléctrica, para repetir el proceso sólo tienen que volver el vapor de agua otra vez líquido

para que vuelva a la caldera y vuelta a empezar. El proceso de enfriar el agua para volverla líquida y de enfriar también los

motores se realiza con otra agua procedente del exterior (la anterior agua que se calienta en la caldera para mover las turbinas

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va en un circuito cerrado) ya sea del mar, un río, lago… es lo que se llama la refrigeración y ocasiona contaminación térmica

porque después de refrigerar el agua es devuelta al mar, río, lago… a más temperatura.

4.4. Energía nuclear

4.4.1. Introducción

La energía nuclear es la energía procedente de las reacciones que se producen en o entre los núcleos de ciertos átomos en unas determinadas condiciones. La energía nuclear se produce por fisión (rotura de núcleos mayores en otros menores) o por fusión (se sintetizan núcleos mayores a partir de otros menores).

4.4.2. La energía nuclear de fisión La fisión nuclear consiste en dividir el núcleo de un elemento fisible (el

núcleo se puede romper por ser inestable como sucede con el uranio 235 o 235U), mediante el bombardeo de neutrones, obteniéndose dos elementos de menor tamaño (en este caso Kr y Ba), energía y liberación de neutrones (el 235U libera una media de 2,5 neutrones). Si los neutrones liberados bombardean otros núcleos, produciendo a su vez otras fisiones, se produce una reacción en cadena sin control que provocaría una explosión atómica (por la enorme cantidad de energía liberada de forma brusca), pero si se controla el bombardeo de neutrones de manera que sólo un neutrón de los liberados colisione se produce una liberación constante de energía como sucede en las centrales nucleares cuyo objetivo principal (algunas centrales nucleares son de investigación y los desechos de plutonio de cualquier central nuclear pueden ser usados para crear bombas atómicas) es la producción de energía eléctrica.

Los isótopos son átomos de un mismo elemento (mismo número de protones y electrones) con distinta masa atómica por tener distinto número de neutrones. Algunos isótopos como el 235U, al tener importantes diferencias entre el número de protones y neutrones, no tienen el núcleo equilibrado, y por lo tanto, son inestables pudiendo ser fisionables si se activa la rotura del núcleo mediante el bombardeo de un neutrón.

4.4.2.1. La Central Nuclear. Esquema de su descripción y funcionamiento.

Una central nuclear tiene cuatro partes: 1. El reactor en el que se produce la fisión, generando el calor. 2. El generador de vapor en el que el calor producido por la fisión se usa para hacer hervir agua. 3. La turbina que produce electricidad al girar por el paso del vapor. 4. El condensador en el cual se enfría el vapor, convirtiéndolo en agua líquida.

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La reacción nuclear tiene lugar en el reactor, en el están las agrupaciones de varillas de combustible

(contienen un 3% de 235U) intercaladas con unas decenas de barras de control que están hechas de un material que absorbe los neutrones. Acercando o alejando estas barras de control a las varillas de combustible, se controla el ritmo de la fisión nuclear ajustándolo a las necesidades de generación de electricidad.

En las centrales nucleares habituales hay un circuito primario de agua, en contacto con el material radiactivo, en el que esta agua se calienta por la fisión del uranio. Este circuito forma un sistema cerrado en el que el agua circula bajo presión, para que permanezca líquida a pesar de que la temperatura que alcanza es de unos 293ºC.

Con el agua del circuito primario se calienta otro circuito de agua, llamado secundario. El agua de este circuito secundario se transforma en vapor a presión que es conducido a una turbina. El giro de la turbina mueve a un generador que es el que produce la corriente eléctrica. Finalmente, el agua es enfriada en torres de enfriamiento con agua procedente de un río o del mar que es el tercer circuito, el agua de este tercer circuito es devuelta mas caliente al río o mar de la que se extrajo, alterando térmicamente el ecosistema (contaminación térmica lo mismo que sucede con las centrales térmicas de carbón, petróleo o gas natural que tienen que enfriar el vapor de agua que mueve las turbinas para producir electricidad).

4.4.2.2. La utilización de la fisión nuclear y sus limitaciones

La fisión nuclear se usa, y por tanto se genera radiactividad, en la producción de energía eléctrica,

la fabricación de armamento nuclear, la propulsión de algunos submarinos (submarinos nucleares), en la investigación y en medicina. La cantidad de energía producida por kilo de “combustible” en las centrales nucleares es mucho mayor que el resto de energías no renovables, por ejemplo, la fisión de un kilo de 235U produce más de un millón de veces más energía que un kilo de carbón, además no contamina la atmósfera con CO2 ni SOx ni NOx, pero los accidentes nucleares como el de Chernobyl (antigua Rusia) y el de The Mile Island (USA) y los residuos la han convertido en una energía de alto riesgo. Se producen residuos tanto en su extracción, como en el enriquecimiento del uranio para formar el “combustible” nuclear y en la utilización en la central nuclear, puesto que las barras de combustible, unos 3 ó 4 años más tarde, su concentración de uranio 235 es demasiado baja como para mantener la reacción de fisión, por lo que las barras se retiran y se almacenan en una piscina (para enfriarlas porque generan calor). Cuando existen suficientes barras gastadas se puede reprocesar extrayendo plutonio y obteniendo uranio enriquecido para reutilizarlos ambos como combustible nuclear (antes no se reutilizaba y no siempre se hace actualmente, por lo que los residuos pueden tener mucha más radiactividad) y el resto se almacena como residuos que durarán miles de años emitiendo radiactividad, lo cual es el principal inconveniente de la utilización de la energía nuclear de fisión, ya que no saben qué hacer con tantos residuos (en el tema de los residuos se verá cómo se almacenan estos residuos). A pesar del alto coste de su construcción, la vida media de una central nuclear es de 30-40 años.

4.4.3. La energía nuclear de fusión

4.4.3.1. Concepto y posibilidades de futuro

Cuando dos núcleos atómicos (por ejemplo de hidrógeno) se unen para formar uno mayor (por ejemplo helio) se produce una reacción nuclear de

fusión. Este tipo de reacciones son las que se están produciendo en el Sol y en el resto de las estrellas, emitiendo gigantescas cantidades de energía. Muchas

personas que apoyan la energía nuclear ven en este proceso la solución al problema de la energía, pues el combustible que requiere es el hidrógeno, que es muy abundante.

Además es un proceso que, en principio, produce muy escasa contaminación radiactiva. La principal dificultad es que estas reacciones son muy difíciles de controlar porque se necesitan temperaturas de decenas de millones de grados

centígrados para inducir la fusión, a esta temperatura la materia esta en un estado llamado estado de plasma, en el que los electrones y los núcleos se encuentran separados

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y todavía, a pesar de que se está investigando con mucho interés, no hay reactores de fusión trabajando en ningún sitio, debido a que no existe ningún material capaz de contener el plasma (ningún material en condiciones normales de presión soportaría una temperatura de unos 100 millones de grados). Esta fuente de energía, por lo tanto, sólo se ha podido usar con fines bélicos (bomba de hidrógeno). Para poder contener el plasma se está investigando el llamado confinamiento magnético que consiste en mantener el plasma en el interior de un potente campo magnético.

Aunque en las estrellas la fusión se da entre una variedad de elementos químicos, el elemento con el

que es más sencillo alcanzarla es el hidrógeno. El hidrógeno posee tres isótopos: el hidrógeno común (

), el deuterio ( ) y el tritio ( ).

Una reacción particularmente interesante es la fusión de deuterio y tritio:

En esta reacción se liberan 17,6 MeV por fusión, más que en el resto de combinaciones con isótopos de hidrógeno. La energía liberada por gramo con esta reacción es casi 1.000 veces mayor que la lograda en la fisión de 1 gramo de uranio natural (unas 7 veces superior si fuera un gramo de 235U puro).

La fusión nuclear es considerada la fuente de energía del futuro ya que es muy abundante (en el agua de los océanos) los isótopos del hidrógeno (deuterio y tritio), no produce residuos peligrosos, no produce impactos sobre la atmósfera e hidrosfera, produce una cantidad enorme de energía y no tiene riesgos de accidentes porque no se puede descontrolar como sucedía con la reacción en cadena de la fisión nuclear.

4.5. Soluciones a los problemas del uso de las energías no renovables

Las soluciones pasarían por técnicas que disminuyan la contaminación (colocación de filtros en chimeneas, tratamiento previo del carbón para eliminar todo el azufre posible, motores menos contaminantes, catalizadores en tubos de escape…), el ahorro energético (la concienciación y educación ciudadana sobre todo para el ahorro de electricidad, tecnología mas eficiente, disminuir la excesiva iluminación de algunas ciudades…) y la sustitución progresiva por las fuentes de energía renovables.

5. impactos derivados de la explotación de los recursos (ver apartado 4) 6. Recursos energéticos relacionados con la atmósfera: energía eólica

ENERGÍA EÓLICA

Concepto y usos

Es la energía producida por el movimiento del aire (viento), que a su vez, es una consecuencia de la radiación solar. Ha sido usada desde la antigüedad en diferentes aplicaciones como mover embarcaciones, bombear agua o moler grano. Actualmente, el principal uso es la producción de energía eléctrica, mediante unas máquinas llamadas aerogeneradores (o turbinas eólicas), que se instalan bien aisladas para cubrir necesidades energéticas de un particular o pequeña comunidad (principalmente zonas rurales alejadas de la red de distribución eléctrica general), o bien en gran número en una zona determinada llamada parque eólico en conexión con la red de distribución general.

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Ventajas de la energía Eólica

- Es una energía limpia e inagotable, la instalación no es muy costosa y son bajos los costes de mantenimiento. - Contribuye a reducir el consumo de energías no renovables (se utiliza como complemento de otras fuentes de energía como centrales térmicas o nucleares). - Energía autóctona. - Utiliza tecnología con un alto grado de desarrollo en nuestro país. - Se consigue un alto rendimiento en la transformación de energía mecánica en eléctrica.

Inconvenientes de la energía Eólica - No constituye una fuente de energía constante (vientos intermitentes y aleatorios), además la energía eléctrica producida durante los flujos de vientos fuertes es difícil de almacenar. - Impacto visual, muerte de aves, incremento de la erosión debido a que seca la superficie del suelo cercana. Además, si se utilizan aspas con componentes metálicos se producen ruidos e interferencias electromagnéticas

(interferencias en radares, transmisores de televisión, radio,…) - Los parques eólicos necesitan grandes extensiones de terreno que no pueden ser utilizados para otros usos.

7. LA ENERGÍA HIDRÁULICA. RECURSOS HÍDRICOS: USOS, EXPLOTACIÓN E IMPACTOS QUE PRODUCE SU UTILIZACIÓN

7.1 INTRODUCCIÓN

La sociedad humana necesita un suministro constante de grandes cantidades de agua, ya que es un bien insustituible como necesidad básica e interviene directamente en casi todos los procesos productivos, por tanto, se trata del recurso natural más preciado. Los recursos hídricos están distribuidos de manera desigual, tanto temporalmente como territorialmente. En sentido amplio, los recursos hídricos de una región o de un país es la cantidad de agua dulce presente en sus ríos y acuíferos, aportada por la precipitación local o recibida de regiones o países vecinos a través de ríos y acuíferos transfronterizos. Hay que distinguir entre demanda y consumo de agua ya que a menudo se confunden, la demanda es la cantidad de agua que se necesita para un uso determinado, mientras que el consumo es la cantidad de agua que se pierde en esa utilización, es decir, aquella que no regresa al lugar de donde ha sido extraída, o cuya calidad resulta reducida, dificultando su reutilización.

7.2 USOS DEL AGUA Los podemos agrupar en usos consuntivos que son los que implican consumo, ya que una vez empleada el agua, parte de ella no puede ser utilizada de nuevo al reducir su cantidad y/o calidad (incluyen el uso urbano y doméstico, el industrial y el agrícola) y usos no consuntivos que son los que no implican consumo, por lo que el agua puede ser utilizada de nuevo prácticamente en su totalidad (son la

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navegación, el uso recreativo, la generación de energía hidroeléctrica y el mantenimiento del hábitat en ríos y humedales).

7.2.1 Usos consuntivos. Concepto y tipos. En general cuánto mayor es el nivel de vida de un país, mayor es la demanda consuntiva de agua. Cada vez es mayor el consumo mundial de agua, no sólo por el incremento de la población, sino también porque cada habitante utiliza cada vez más agua debido al aumento del nivel de vida. De los 3 tipos de uso consuntivo, el agrícola es el que representa mayor porcentaje de consumo.

- Uso agrícola: Representa el 65% del agua consumida a nivel mundial (82% en España), su demanda depende de los tipos de cultivo, sistema de riego, clima, tipo de suelo y grado de mecanización agrícola. El menos eficiente en el consumo de agua es el factor riego ya que se pierde mucho agua en las canalizaciones por evaporación y filtración (canalizaciones en mal estado) y en riegos tradicionales (por inundación hasta el 90% del agua se pierde por infiltración fuera del alcance de las raíces, mientras que por goteo suministra sólo el agua que la planta necesita). El consumo de agua agrícola se ha incrementado mucho por el aumento de la superficie agrícola de regadío que es más rentable que la agricultura de secano (dos tercios de la superficie de regadío del mundo son posteriores a 1950), este aumento exagerado del regadío ha sido posible por la desviación de cursos fluviales, la construcción de presas y el bombeo de aguas subterráneas. El tipo de cultivo determina grandes diferencias en el consumo de agua por ejemplo para obtener un kilo de arroz se consume 4.000 litros de agua, 1 kilo de algodón 10.000 y 1 kilo de trigo 500.

- Uso urbano/doméstico: Es el consumo en el hogar, comercio o servicio público (limpieza de

calles, riego de parques y jardines,…). Representa el 11,4 % del agua consumida a nivel mundial (12% en España), procede generalmente de embalses, con tratamiento previo a su consumo, y de aguas subterráneas, ambas deben tener unos requisitos mínimos de calidad según la normativa legal. El consumo varía enormemente según el nivel de vida, por ejemplo un ciudadano de la india consume en su hogar 25 litros/día, mientras que uno de Nueva York más de 300 litros/día.

- Uso industrial: Representa un 23,6 % del consumo mundial (6 % en España). Los usos más

destacados del agua son refrigeración (metalurgia y producción de energía) que usa más de la mitad del agua, disolvente en la industria química, lavado y arrastre de productos no deseados como sucede en la minería (muy contaminante pudiendo contener muchos metales pesados), como materia prima (industria alimentaria), tratamiento y teñido de tejidos,… Las industrias que más uso realizan del agua son químicas, siderúrgicas, papeleras, alimentarias y petrolíferas, en este orden. Ejemplo para obtener 1 kilo de papel se necesita 250 litros de agua y 1 kilo de plástico 2.000 litros.

7.2.2 Usos no consuntivos. Concepto y tipos.

- Uso energético: Para obtener energía hidroeléctrica (las centrales hidroeléctricas comprenden

el 40% de la energía eléctrica producida en España y el 18% a nivel mundial). - Uso recreativo y navegación: En España la navegación fluvial es escasa ya que necesita unos

caudales mínimos, sólo el río Guadalquivir es navegable (en su último tramo desde su desembocadura hasta Sevilla). Ríos, lagos, embalses y piscinas son lugares usados para ocio y deporte. También se incluyen aquí balnearios, aguas termales,…

- Uso ecológico y medioambiental: Antes de plantear los usos de los recursos hídricos es

necesario establecer unos caudales mínimos (aproximadamente 10%), de forma que se mantenga el equilibrio en el ecosistema acuático y en su dinámica. Esto permite el

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mantenimiento del paisaje, flora y fauna, la recarga de acuíferos, evitar el estancamiento de agua,… Es particularmente importante evitar que se sequen los humedales que pueden suministrar flujos de agua a manantiales, ríos y arroyos, mantienen una gran diversidad biológica, regulan el clima local, actúan como depuradoras naturales que absorben fertilizantes, pesticidas y materia orgánica (si fuese vertida directamente al río produciría eutrofización).

7.3 LA ENERGÍA HIDRÁULICA: CONCEPTO Y USOS; VENTEJAS E INCONVENIENTES

Concepto y usos

La energía hidráulica aprovecha la energía potencial gravitatoria del agua, procedente de la lluvia o la nieve que fluye desde las montañas al mar, para generar electricidad. Una central hidroeléctrica consta de un embalse que almacena el agua, desde donde es canalizada a través de una tubería hacia el edificio de la central donde se encuentran las turbinas, las cuales impulsan un generador que produce la energía eléctrica. Aparte de para la producción de electricidad la central se usa para regular y gestionar el agua (almacén de agua para consumo urbano, agrícola y industrial, también se usa para actividades deportivas y recreativas en el propio embalse).

Ventajas de la energía hidráulica Es una energía renovable, limpia (no produce residuos) y autóctona, el coste del “combustible” es nulo, el mantenimiento es mínimo, regula el cauce fluvial paliando los efectos de las grandes avenidas y es una energía que se puede almacenar ya que cuando hay excedente de energía la utiliza para el proceso contrario, es decir, bombear agua devolviéndola al embalse.

Inconvenientes de la energía hidráulica - Los grandes embalses inundan zonas de cultivo, pueblos y ecosistemas fluviales, produciendo emigraciones humanas y pérdida de diversidad. - Obstruyen el río, se colmatan los embalses con sedimentos inutilizándolos (tiempo de explotación limitado), mientras se erosionan las zonas costeras próximas a la desembocadura del río (ya que no llegan los sedimentos que quedaron atrapados en el embalse). - Puede modificarse la calidad del agua embalsada como la posibilidad de eutrofización del agua. - En la construcción además de su impacto paisajístico destaca el elevado coste de las obras y de los largos tendidos eléctricos que necesitan para llevar la electricidad hasta los grandes centros de consumo. - Genera posibles riesgos geológicos inducidos por movimientos de ladera y/o por rotura de la presa. - Disminución del caudal de los ríos (aguas debajo de la presa), variaciones en el microclima, dificultad de la emigración de los peces,…

7.4 GESTIÓN DEL AGUA

7.4.1 Introducción. Planificación hidrológica

Los problemas del agua están asociados fundamentalmente a su mala gestión, ya que se utiliza de forma despilfarradora como si se tratara de un recurso inagotable. La desmesurada demanda de la agricultura, la industria y la contaminación son las causas más importantes del déficit. Se hace, pues, imprescindible la regulación de los usos del agua mediante una planificación hidrológica adecuada.

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La planificación hidrológica pretende la ordenación de los usos del agua, el aumento de la eficiencia de los mismos y el aporte de soluciones técnicas (trasvases, desalinización,…) cuando no existan otras posibilidades para hacer frente a las demandas. Su objetivo es lograr que los intereses agrícolas, industriales, urbanos y el medio ambiente coexistan de forma sostenible. Las acciones para una buena gestión pasan por medidas que permitan el ahorro, la racionalización del consumo y la limitación de vertidos contaminantes.

7.4.2 Medidas de ahorro y racionalización del consumo

7.4.2.1 Medidas de carácter general:

- Protección de todos los ríos, torrentes y acuíferos de la contaminación. - Incentivar el reciclaje del agua. - Controlar las explotaciones de muchos acuíferos que se están realizando de forma muy imprudente como en el área mediterránea cerca de la costa, que su sobreexplotación conduce a su salinización por el agua del mar o como acuíferos profundos antiguos y no renovables. - Protección de bosques. Sin vegetación, el agua de lluvia se desplaza rápidamente sobre la superficie hacia el mar; en cambio, los bosques retienen el agua como una esponja, haciendo que después fluya más lentamente. Además contribuyen a aumentar la humedad ambiental, favoreciendo un clima más húmedo y lluvioso. - En agricultura: Mejorar las redes y canales de distribución (su mal estado produce la pérdida de gran cantidad de agua), utilización de sistemas de riego más eficientes como el riego por goteo o la microirrigación (el riego por inundación y aspersión no son apropiados para zonas áridas como la nuestra ya que en el primero se pierde mucha agua por infiltración y en el segundo una atmósfera cálida y seca absorbe gran cantidad de agua antes de que llegue al suelo), uso racional de abonos y pesticidas para evitar la contaminación del agua, cultivar las plantas más apropiadas a cada zona (en nuestra región debería predominar la agricultura de secano en lugar del regadío, además los campos de golf son totalmente inapropiados ya que el césped requiere grandes cantidades de agua) y control en los suministros de agua o el aumento de las tarifas agrícolas para evitar despilfarros. - En la industria: Reciclado del agua que se emplee en refrigeración mediante circuitos cerrados, empleo de tecnología que reduzca el consumo de agua, incentivación económica a las empresas que reduzcan su consumo, evitar (o al menos limitar) la contaminación del agua que impida su uso posterior ya que los contaminantes industriales generalmente no son biodegradables como metales pesados o productos sintéticos que inutilizan acuíferos y cursos de agua fluvial (en este punto es importante la vigilancia de la policía ambiental para controlar los vertidos contaminantes ilegales) y pago de cánones por uso de infraestructuras, vertidos,… - En consumo urbano/doméstico : Instalaciones y electrodomésticos de bajo consumo de agua, utilizar en parques y jardines plantas y arbustos autóctonos (son más resistentes a la sequía), reutilización del agua doméstica residual, previa depuración, para la limpieza de calles y riego de parques y jardines, concienciación ciudadana mediante medios de comunicación y educación ambiental en la escuela, fijación de precios del agua más acordes con su verdadero coste contribuyendo a que el usuario considere el agua un bien valioso (la creencia errónea de que el bajo precio del agua, casi su gratuidad en algunos casos, equivale a la sobreabundancia, favorece el despilfarro) y limitar los asentamientos urbanos, así como las piscinas y campos de golf en zonas deficitarias.

7.4.2.2 Medidas de carácter técnico:

Otra medida que se puede aplicar ante la demanda creciente de agua es la construcción de grandes obras que suponen un coste económico y ambiental muy elevado, por lo que sólo deben realizarse cuando tenga una clara justificación social y las medidas de carácter general anteriormente comentadas sean insuficientes en épocas de escasez. Destacan:

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- Embalses (para regular las aguas de los ríos y controlar sus crecidas, abastecimiento de agua a poblaciones, industria y agricultura, generar electricidad y para ocio y tiempo libre).

- Trasvases. - Actuaciones sobre los cursos de los ríos (encauzamientos para evitar avenidas y inundaciones,

revegetación para dar estabilidad a los márgenes, facilitar la circulación del agua limpiando y acondicionando los cauces,…).

- Desalinización. - Depuración de aguas residuales. - Control de la explotación de los acuíferos y, en su caso, su recarga (la sobreexplotación pude

llevar a su agotamiento, a la reducción del aporte de agua a ríos y humedales, fenómenos de subsidencia o hundimientos del terreno y en zonas costeras intrusión marina con la consiguiente salinización).

- Lluvia artificial (empleo de aviones o cohetes que siembran las nubes con sales de plata para originar núcleos que permitan que el vapor de agua se condense sobre ellos y se genere lluvia).

- Remolque de icebergs o agua dulce (ambos flotan sobre el agua salada por su menor densidad, el agua dulce se transporta por mar en enormes bolsas de plástico arrastradas por remolcadores).

- Recolección de rocio (mediante superficies inclinadas de condensación, que acaban en canales comunicados con depósitos bajo tierra).

- Cobertura de embalses para evitar su evaporación. - Acelerador aerológico (tubo de gran longitud y anchura, cargado de helio y anclado en una

zona costera, que cuando el aire húmedo asciende por él, se condensa y origina lluvia).

7.4.2.3 Medidas de carácter político:

Destaca la promulgación de leyes que regulen el consumo de agua y la gestión de la misma (debe estar regulado sobre todo las tomas de agua, control de vertidos, régimen económico y explotación de acuíferos) y las conferencias internacionales que tratan de dar una respuesta global al problema de la escasez de agua:

- En 1968 en Estrasburgo, el consejo de Europa promulga la Carta Europea del Agua para concienciar a los ciudadanos europeos frente al problema de la escasez del agua.

- Conferencia del agua de las Naciones Unidas (Mar del Plata, 1977) donde se realiza una primera evaluación del agua a nivel mundial.

- Conferencia de Río de Janeiro (1992) que elabora la Agenda 21 que pretende ser el punto de partida para lograr un uso sostenible del agua, indicando que es necesaria una protección y distribución.

- En marzo de 2000 (La Haya) se celebra el II Foro mundial del Agua y Conferencia de ministros de Recursos Hídricos. Se propone que en el año 2015 deberían existir sistemas de cobro por los servicios del agua que reflejen los costes totales.

- A finales de 2000 entra en vigor la Directiva Marco Europea Sobre el Agua, centrada básicamente en conseguir una calidad integral del agua (desde su entrada en vigor hasta el 2020, todos los estados miembros de la Unión Europea se comprometen a desarrollar programas y medidas para disponer de un buen estado ecológico de sus aguas, definido por un listado de límites máximos de productos contaminantes).

7.5 IMPACTOS PRODUCIDOS POR EL USO DE AGUA

7.5.1 Aguas continentales

El uso excesivo (sobreexplotación) de las aguas continentales superficiales para abastecimiento humano puede producir una disminución del caudal ecológico que pone en peligro muchos ecosistemas (bosques de rivera, humedales…), si la sobreexplotación es en los acuíferos baja el nivel freático del acuífero, lo que dificulta que las raíces puedan alcanzar el agua en épocas de sequía, disminuirán el aporte

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de agua subterránea a manantiales, ríos…y si esto sucede cerca de la costa habrá intrusión salina, es decir, salinizacion del acuífero con agua del mar. Las aguas subterráneas también se pueden contaminar por infiltración de agua bajo un vertedero incontrolado, las fosas sépticas, los cultivos, la ganadería, las industrias, la minería…

El uso urbano del agua provocara su contaminación con detergentes, materia orgánica…, el uso agrícola del agua producirá su contaminación con plaguicidas y fertilizantes, los plaguicidas son sustancias toxicas que afectan a los seres vivos tanto acuáticos como los que beben las aguas contaminadas y los fertilizantes eutrofizan aguas estancadas (lagos sobre todo). El uso ganadero contamina con materia orgánica (estiércol y purines, la parte sólida formada principalmente por heces (también restos de paja, tierra, piensos…) se llama estiércol y la liquida formada principalmente por orina (y sustancias disueltas o en suspensión como restos de heces) se llama purines) llevando microorganismos patógenos que pueden llegar a las aguas subterráneas por infiltración o a las aguas superficiales por escorrentía.

El uso industrial del agua es mucho mas complejo, ya que dependiendo del tipo de industria la contaminación es muy variada, destacar las industrias que vierten metales pesados, que además de ser muy tóxicos son bioacumulables pasando a través de las cadenas troficas. Un uso industrial muy común es para refrigeración, sobre todo en las centrales productoras de electricidad (centrales térmicas y nucleares) que vierte el agua al cauce fluvial a una mayor temperatura produciendo la muerte de muchos organismos, tanto directamente por el aumento de temperatura, como indirectamente por la disminución del oxigeno en el agua (la solubilidad de los gases depende de la temperatura, a mayor temperatura menor será el contenido en oxigeno que pueda tener el agua).

7.5.2 Mares y océanos

Destacan los impactos producidos por los vertidos costeros, tanto de las zonas urbanas costeras como de la desembocadura de ríos contaminados (por vertidos urbanos, agrícolas o industriales) o de las industrias localizadas en la costa como industrias mineras (en la costa suelen localizarse muchas industrias porque por transporte marítimo les viene las materias primas o la utilizan para transportar los productos elaborados por las industrias), y las mareas negras. El uso de mares y océanos para el transporte posibilita la aparición de accidentes de mercancías peligrosas, petroleros…, además de los vertidos ilegales como por ejemplo el lavado de los tanques petroleros. Las mareas negras tienen numerosos impactos ya que dificulta la fotosíntesis al no permitir el paso de luz, ocasionando la muerte de los organismos fotosintéticos, y con ello, del resto de las cadenas tróficas. Ocasiona la muerte de organismos marinos por hundimiento, al perder flotabilidad o pérdida de calor al alterarse el aislamiento térmico por la impregnación de plumas y pelos, la ingestión de crudo envenena a los organismos. El impacto es todavía mayor si afecta a ecosistemas de gran valor ecológico como manglares, arrecifes de coral y marismas. El vertido costero ocasiona graves consecuencias económicas en la zona al alterar las actividades pesqueras y turísticas.

En mares es más difícil que se produzca la eutrofización, salvo en zonas de aguas tranquilas donde no llegan las corrientes marinas y sometidas a importantes vertidos costeros. Muchas centrales térmicas se sitúan en la costa para usar el agua de mar en la refrigeración y verter luego el agua calentada en el mar, afectando a los ecosistemas litorales. Las desalinizadoras vierten la salmuera (agua más salada que la del mar) en el mar, pudiendo afectar a los ecosistemas si no vierten en zonas donde las corrientes marinas dispersen con más efectividad la salmuera. En mares encontramos también basuras flotantes y materiales plásticos generados, de manera creciente, por el auge de la navegación turística y deportiva.

7.6 RECURSOS HÍDRICOS

7.6.1 Breve semblanza de la situación en el planeta

Los recursos de agua naturales dependen, fundamentalmente, de las precipitaciones y de la evapotranspiración, por eso, los factores climáticos son determinantes para la disponibilidad de agua, pero también lo es la distribución de la población humana. Es decir, una región árida con escasas precipitaciones y un alto índice de evapotranspiración potencial, presentará ecosistemas naturales adaptados a esas condiciones (no habría problema de escasez de agua en el ecosistema natural), pero si allí se asienta una población, la escasez de agua sería considerada un problema muy grave (en los lugares

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áridos, sólo será posible el establecimiento humano con una gestión del agua muy acertada y con un uso racional y sostenible del agua). El 40% de la población mundial vive en países áridos y semiáridos, que experimentan ciclos de sequía que pueden durar varios años (ejemplos de regiones con escasez de agua casi permanente son el norte de África, Oriente Próximo, gran parte de México, la zona central de Rusia, oeste de EEUU y una enorme extensión de Australia). Otro problema es la distribución temporal de las precipitaciones, ya que aunque hay países con una precipitación anual elevada, ésta se concentra en una época del año, causando inundaciones catastróficas y arrastrando el suelo con sus nutrientes, por ejemplo, en la India el 90% de la lluvia cae entre junio y septiembre. En conclusión, en el planeta el agua esta desigualmente repartida, tanto en el espacio como en el tiempo, ya que mientras hay zonas muy húmedas otras son áridas, o bien, aun presentando suficientes precipitaciones estas se concentran en cortos periodos de tiempo dificultando su aprovechamiento.

7.6.2 La situación en España. Las cuencas hidrográficas. La España seca y húmeda. El plan hidrológico nacional.

Globalmente, los recursos hídricos de España son suficientes para abastecer la demanda, pero la distribución territorial es irregular, existiendo zonas críticas con un fuerte déficit, como las deficitarias cuencas hidrográficas del Segura, Guadalquivir, Júcar, Canarias y Baleares. Las causas de este déficit hídrico son las lluvias escasas e irregulares, abundante evaporación y gran consumo debido a la presión agrícola y turística. Precipitaciones: La media en España es de 685mm de altura por unidad de superficie, variando en zonas del norte con más de 2400mm a zonas del sudeste con menos de 200mm. Evapotranspiración: La zona del sudeste tiene una evapotranspiración de más de 950mm al año (mucho mayor que la precipitación), mientras que en el norte la evapotranspiración es mucho menor que sus precipitaciones. Cuencas hidrográficas: Las cuencas de Galicia y el norte con el 10,6% de la superficie del territorio nacional suman casi el 38% de todos los recursos hídricos del país, por eso se conoce a esta zona como la España húmeda, mientras que el resto de las regiones se denominan la España seca, de ésta última, las menos favorecidas en la península son la cuenca del Segura y Júcar que con una superficie del 15,3% del territorio nacional, suman tan solo el 6,6% de los recursos hídricos totales (en el mediterráneo, además se encuentra la agricultura de mayor valor económico del país, así como las mayores densidades de población en su litoral, una gran presión turística y la poca precipitación está temporalmente mal distribuida, dificultando su aprovechamiento). Para desarrollar la planificación hidrológica en España, la ley establece los planes hidrológicos de Cuenca y el Plan Hidrológico Nacional. El Plan Hidrológico Nacional (PHN) define la política hidráulica del Estado y debe coordinar los planes de cuenca, el PHN pretende “conseguir el equilibrio hídrico de España en ocho años”; las actuaciones más significativas son:

- Un trasvase del río Ebro de 1050 hm3/año a las cuencas del Segura (450 m3), Júcar (315 m3), Almería (95 m3) y Cataluña (190 m3).

- Construcción de 112 embalses. - Construcción de 36 plantas desaladoras; 10 en la península y 16 en las islas.

8. EL PROBLEMA DEL AGUA EN LA REGION DE MURCIA

Vamos a comentar este apartado en clase (con lo visto en los apartados anteriores debéis ser capaces

de comentar y razonar lo que sucede en nuestra región), teniendo en cuenta los siguientes puntos de vista: población, clima, evapotranspiración, turismo sobre todo en la época de verano, zona agrícola preferente debido al clima, cambio de agricultura de secano a regadío tras la aparición del trasvase, campos de golf, sobreexplotación de acuíferos, contaminación, embalses, desalinizadoras y aprovechamiento del agua (riego por goteo, agua de riego para agricultura en la Región de Murcia es la más cara de España, concienciación ciudadana).

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9. TRASVASES Y DESALINIZACIÓN

9.1 Introducción

En el mediterráneo, debido a su alta insolación se encuentra una alta demanda de agua para agricultura, así como las mayores densidades de población en su litoral, una gran presión turística y una gran evapotranspiración. Además la poca precipitación está temporalmente mal distribuida, dificultando el aprovechamiento del agua precipitada. Todo esto provoca que las regiones mediterráneas sean zonas de déficit hídrico, para poder satisfacer la fuerte demanda de agua necesitan de medidas técnicas costosas, las más empleadas son los trasvases y la desalación de agua.

9.2 Trasvases: ventajas e inconvenientes

Consiste en exportar agua desde una cuenca hidrográfica con excedentes a otra con déficit por medio de un sistema de canales cuyo impacto en el medio natural y en el paisaje es muy elevado y requiere la construcción de costosos y vulnerables acueductos. La única ventaja es que la cuenca deficitaria dispone de agua para suplir las demandas, al menos al principio, ya que esta ventaja acaba convirtiéndose con el tiempo en un inconveniente, pues los agricultores de la cuenca receptora multiplican sus regadíos e industrias, pero después el agua que llega es menor de la esperada; en cambio, los agricultores de la cuenca de origen se quejan de que el agua que les queda es insuficiente. Por otra parte, es difícil pactar las tasas que debe pagar la región que recibe el agua mediante el trasvase. No hay que olvidar que una de las cuencas pierde agua, por lo que en épocas de sequía, la existencia de trasvases genera tensiones entre las comunidades afectadas, máxime si se trata de países distintos.

9.3 Desalinización

Consiste en eliminar el exceso de sales del agua, su finalidad es obtener agua potable o para uso agrícola. El agua a desalar puede obtenerse del mar o de aguas continentales salobres como sucede en muchos acuíferos. Son sistemas costosos, a los que hay que añadir el coste de elevar el agua desde el nivel del mar o el nivel freático del agua subterránea hasta la planta desaladora, generalmente el agua subterránea tiene menor contenido en sales que el agua de mar (y al filtrarse a través de las rocas contiene menos impurezas). Los procedimientos de desalación pueden ser técnicas térmicas, con procesos de evaporación, condensación y posterior añadido de sales al agua para hacerla potable (otra variante es la congelación) y técnicas físico-químicas de filtración mediante membranas como la ósmosis inversa.

El método de desalinización por ósmosis inversa

Consiste en invertir el proceso de ósmosis natural, sometiendo a una gran presión (mayor que la presión osmótica) el agua salada contra una membrana semipermeable, de esta manera pasa agua sin sales al otro lado de la membrana, quedando en un lado agua mucho más salada que es devuelta al mar y en el otro lado agua sin sales o con tan baja concentración de sales que se le deben añadir sales para hacerla potable.

Ventajas e inconvenientes de su uso La desalación es un proceso muy caro por la cantidad de energía que se requiere, que además habría que tener en cuenta el coste ecológico de devolver al mar inmensas cantidades de salmuera concentrada y caliente. La desalación se aplica en regiones áridas, dónde es imposible cualquier otro tipo de suministro para satisfacer la demanda de agua.

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10. RECURSOS COSTEROS E IMPACTOS DERIVADOS DE SU UTILIZACION

10.1. INTRODUCCIÓN

Las zonas costeras y las zonas próximas a ella son muy productivas porque cuentan con luz y nutrientes, pero también son las más densamente pobladas del planeta y las más susceptibles y vulnerables a un proceso de degradación por contaminación o por destrucción directa.

10.2. CAUSAS DE LAS AGRESIONES - Presión ejercida por la superpoblación - Actividades recreativas - Transporte marítimo - Actividades pesqueras (pesca y acuicultura) 10.3. IMPACTOS EN LAS ZONAS COSTERAS 10.3.1. Erosión

La erosión de las costas consiste básicamente en el transporte de materiales y sedimentos de unas zonas para acumularse en otras, debido a la acción de las olas (ejercen la acción más potente) y del viento. Por tanto, la costa adquiere formas muy diversas, dependiendo del tipo de terreno y de la actividad de las olas, mareas y corrientes marinas sobre todo. Esta configuración costera ha variado ampliamente con el tiempo de una forma natural. Ejemplo de ello son: la migración natural de arena, las variaciones de los caudales de los ríos, el aporte de sedimentos, etc.

Las multitudinarias acciones del hombre en estos ecosistemas ha acelerado bruscamente el proceso erosivo. A lo largo de la historia, la zona costera ha sido un centro importante de desarrollo de la sociedad humana. La utilización del mar para el transporte y el comercio y la obtención de alimento abundante en aguas costeras muy productivas, son factores determinantes para el asentamiento de poblaciones en las zonas costeras. A continuación se enumeran algunas de las actividades que provocan la erosión en las costas: - Construcción de espigones, muelles, diques, etc., que interrumpen la circulación natural de las corrientes marinas y, por consiguiente, la anormal distribución de sedimentos, como ocurre en la playa de La Isla (Puerto de Mazarrón). - Proliferación de embalses. Debido a su aterramiento, éstos impiden la llegada material detrítico a la desembocadura de los ríos provocando una escasez de aportes suficientes para el mantenimiento de las playas. Construcciones de carreteras y accesos en la parte trasera de la playa y de las marismas repercutiendo en este entorno ecológico. Extracción de áridos de las zonas playeras para obras civiles. Ej.: tómbola del castillo de Águilas, parte del mismo fue extraído para la construcción de obras civiles y espigones. Turismo: Debido sobre todo a creación de zonas recreativas y de ocio. Hay problemas de contaminación, modificación y destrucción del ecosistema costero. Favorece la erosión. Ej.: en el puerto de Mazarrón se han puesto rompeolas para crear y favorecer el baño y recreo de los turistas.Entre los numerosos efectos y daños causados por la erosión antrópica, cabe destacar que: - Supone la destrucción de hábitats naturales muy valiosos para la supervivencia de las playas, humedales, deltas, etc. - Como efecto secundario las praderas de Posidonia oceánica desaparecen paulatinamente. - Desestabilización de playas. - Pérdida de especies

El RIESGO por costas erosionadas en Murcia queda reflejado en diversos estudios y la utilización de SIG, con los que se ha pronosticado una serie de áreas muy sensibles a la erosión actual y/o potencial en la CARM, siendo las costas mas erosionadas las que se encuentran en un color rojo (más oscuro).

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10.3.2. Exceso de urbanización y afluencia de turistas, lo que conlleva: o Ocupación masificada del suelo o Sobreexplotación del agua 10.3.3. Eutrofización y otras formas de contaminación de las aguas por materia orgánica, inorgánica o por metales pesados, debido a: o vertidos de aguas residuales sin tratar, de tipo doméstico, agrícola e industrial otransporte de petroleros u otros barcos o afluencia de los ríos cargados de contaminantes 10.3.4. Contaminación del aire y generación de residuos 10.3.5. Generación de blanquizales (zonas desprovistas de vegetación en el fondo marino, principalmente de Posidonia oceánica o Cymodocea), debido a: o Pesca de arrastre o Extracción de arenas para regeneración de playas o Arrastre de anclas de embarcaciones de recreo 10.3.6. Bioinvasiones originadas principalmente por la limpieza de aguas de lastre que contienen muchas especies foráneas, que dan lugar a graves problemas como poner en peligro a otras especies, taponar conducciones y cañerías, producir sustancias tóxicas, desencadenar plagas, etc. Las más conocidas son: o Mejillón cebra (Dreissena polymorpha) o Alga asesina (Caulerpa taxifolia). o Mareas rojas originadas por algas unicelulares rojas (Gymnodinium o Alexandrium) 10.4. MEDIDAS PARA MITIGAR LOS IMPACTOS - Gestión Costera Integrada (GCI) encargada de planificar, regular y limitar los diferentes usos de este territorio. - Prevención y corrección en costas erosionadas. Las acciones más importantes a implantar serian las siguientes: . Prohibir las extracciones de áridos en las playas por la Ley de Costas. . Estudiar los encauzamientos de forma que no reduzcan la aportación de arena de las cuencas. . Considerar y evaluar los costes medioambientales y económicos de la presencia de los embalses, en orden a contribuir a los gastos que ocasionen con la disminución de aportes a las playas. . Revisar de forma global y en conjunto los Planes y Proyectos de construcción de vías de transporte así como los Planes Municipales de Ordenación Urbana de modo que perturben lo menos posible las aportaciones de áridos de las cuencas.

11. LA BIOMASA COMO ENERGÍA ALTERNATIVA

11.1 La biomasa: Concepto y usos; ventajas e inconvenientes La energía de la biomasa es la contenida en las moléculas orgánicas que componen la materia de los seres vivos. En realidad es energía solar almacenada en enlaces químicos por medio de la fotosíntesis, esta energía se distribuye a todos los organismos mediante las relaciones tróficas. Esta energía la podemos obtener de una gran diversidad de productos: - Productos forestales principalmente leña, madera y desechos de la industria maderera como virutas. - Productos agrícolas como restos de poda, paja, cáscaras … - Productos animales como estiércol o restos de matadero. - Residuos sólidos urbanos (RSU) como papel, cartón, restos de alimentos… - Cultivos energéticos como caña de azucar, maiz o patata para que por fermentación alcohólica dé el combustible etanol, plantas ricas en aceites como soja, girasol o colza dando bioaceites para motores diesel,… El procedimiento más usado para el aprovechamiento de la energía de la biomasa es la combustión, el calor generado puede ser utilizado para calefacción, agua caliente sanitaria o producir

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vapor de agua que mueva una turbina para generar electricidad. En el caso de los bioaceites y el etanol son usados principalmente para vehículos. Los productos animales, los lodos de depuradoras y los residuos de industrias orgánicas como azucareras o papeleras, normalmente son usados para producir biogás que es una mezcla de metano y dióxido de carbono obtenido por digestión anaerobia de estos productos, el biogás se puede utilizar como combustible en cocinas, calentadores, motores o generadores de energía eléctrica.

Ventajas de la energía de la biomasa - Es un buen método de eliminación de residuos biodegradables. - Sustitución progresiva de los carburantes fósiles para vehículos por los combustibles obtenidos de los cultivos energéticos. - La biomasa, aunque libera la misma cantidad de dióxido de carbono y óxidos de nitrógeno que los combustibles fósiles, prácticamente no contiene azufre y las cenizas son inertes y se encuentran en menor proporción, además no producen compuestos de cloro. - No se altera la cantidad neta de dióxido de carbono existente en la atmósfera. - Será renovable siempre que plantemos tantos árboles y cultivos como utilicemos.(valida en ventajas y inconvenientes).

Inconvenientes de la energía de la biomasa - Los residuos orgánicos tienen un bajo rendimiento energético y se producen de manera estacional y dispersa. - El etanol es muy corrosivo y en su combustión se produce óxidos de nitrógeno y formaldehído (cancerígeno). - El uso de biocombustibles requiere cambios en los motores de los automóviles. - Los cultivos energéticos necesitan grandes superficies de suelo, en muchos casos se destruyen bosques en paises del tercer mundo para estos cultivos que cada vez se demandan mas por los paises industrializados. - El gran volumen de la biomasa en estado fresco dificulta su manipulación.

12. SUELO, AGRICULTURA Y ALIMENTACION Introducción

Los suelos fértiles son la base para obtener los principales recursos alimentarios: los productos agrícolas y ganaderos. Durante el siglo XX, los avances tecnológicos triplicaron la productividad de las tierras de cultivo. Por desgracia, este crecimiento no se ha traducido en un suministro suficiente de alimentos para todos los habitantes de la Tierra. Vivimos en un mundo nutricionalmente dividido:

En los países pobres, 842 millones de personas sufren de hambre y desnutrición (datos de la FAO, 2008), mientras que en los países ricos, paradójicamente, existen muchas personas con sobrepeso (unos 1000 millones según la OMS). El elevado consumo de carne y grasas animales es el causante. Recordemos además que, desde el punto de vista ecológico, los alimentos cárnicos son el segundo eslabón de las cadenas alimenticias (consumidores primarios) y, por tanto, precisan diez veces más superficie, agua... que una cantidad equivalente de alimento vegetal.

Mientras un ciudadano estadounidense requiere 800 Kg. de cereales al año, la mayor parte de los cuales consume indirectamente en forma de carne, huevos, leche, yogur, etc., un ciudadano de la India se conforma con 200 Kg., la mayor parte de los cuales son consumidos directamente.

LA AGRICULTURA

La Agricultura surge hace unos diez mil años (en las cuencas fluviales de Tigris/Eúfrates, Nilo,

Ganges/Brahmaputra y Yangtsé). Desde entonces se ha roturado aproximadamente un 11 % de las tierras emergidas (unos 1400 millones de Ha.) y quedan muy pocas tierras potencialmente utilizables para la agricultura. El resto de las tierras son demasiado secas o demasiado húmedas, demasiado pobres en nutrientes, demasiado frías o con demasiada pendiente.

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A partir de la segunda guerra mundial se produce la denominada Revolución Verde. Esta revolución consistió en un considerable aumento de la producción de alimentos debido a la introducción de variedades muy productivas (fundamentalmente de trigo y arroz), el uso de plaguicidas y fertilizantes, y un uso intensivo de maquinaria, energía y agua: surgió la agricultura industrial. Gracias a la Revolución Verde, la producción de alimentos se duplicó entre 1950 y 1980. Esto hizo pensar que se iban a solucionar los problemas de hambre en el tercer mundo, pero la realidad demostró lo contrario. La agricultura industrial requiere un gran coste económico (maquinaria, plaguicidas, fertilizantes, etc.) y sólo aquellos agricultores capaces de afrontar estos gastos se beneficiaron de la revolución verde. Los beneficios estuvieron desigualmente repartidos y el hambre no desapareció sino que sigue afectando a una parte importante de la población. Además, desde 1980, aunque la producción ha seguido aumentando, el aumento se hace a un ritmo cada vez más lento debido a los numerosos problemas que plantea la agricultura industrial:

-Pérdida de suelos por erosión. El problema más grave pues supone una merma de la superficie mundial potencialmente utilizable para la agricultura.

-Pérdida de diversidad genética. Las variedades autóctonas adaptadas a las condiciones de cada lugar son sustituidas por variedades comerciales más sensibles a las plagas. Se crean enormes extensiones ocupadas por plantas de una única variedad comercial (monocultivos) que, debido a su falta de diversidad genética, son muy sensibles a plagas y enfermedades. Por ello, hace falta un uso cada vez más intenso de plaguicidas. Un ejemplo: en 1.859 se conocían más de 1.300 variedades de trigo, en 1.995 sólo quedan 83.

-Contaminación de las aguas. La constante pérdida de fertilidad de los suelos se compensa con cantidades masivas de fertilizantes que son responsables de la eutrofización de las aguas. Además, la agricultura intensiva utiliza grandes cantidades de plaguicidas que también contaminan el agua.

-Elevado consumo energético. En términos energéticos, la agricultura industrial no es rentable ya que se gastan más unidades de energía (uso de maquinaria, producción de plaguicidas y fertilizantes, transportes...) que la que se obtiene en la cosecha.

-Grandes necesidades de agua (un recurso cada vez más escaso) -Desvío del grano para la ganadería. Casi el 40 % del grano obtenido en la agricultura mundial, se

utiliza en alimentar el ganado que será consumido en las dietas ricas en carne de los países ricos. -Problemática social. La concentración de las tierras en manos de grandes monocultivos que

sustituyen la agricultura de supervivencia por agricultura para la exportación. Esto incrementa los problemas de hambre en el Tercer Mundo.

Por otro lado, el Cambio climático también está afectando y afectará con más intensidad a la producción agrícola ya que habrá más sequías, inundaciones y pluviosidad más variable y extrema.

Como conclusión podemos decir que las posibilidades de ampliar la producción agrícola mundial cultivando más tierra han quedado muy reducidas. La degradación y la erosión de los suelos y la ocupación de tierras agrícolas para construir viviendas, carreteras, etc., son los principales causantes. La producción agrícola mundial sigue aumentando, aunque cada vez a menor velocidad y puede que toque techo en algunas décadas.

Una modalidad de agricultura que está creciendo mucho en los últimos años es la Agricultura Ecológica, también conocida como agricultura biológica u orgánica, que es una agricultura que excluye el uso de productos químicos de síntesis como plaguicidas y fertilizantes químicos, con el objetivo de mantener la fertilidad del suelo y proporcionar alimentos de mayor calidad nutricional y libres de sustancias tóxicas.

LA GANADERÍA

El número de especies de animales que hemos domesticado para su cría es muy reducido si lo comparamos con el de plantas. Tan sólo ocho tipos de animales representan prácticamente toda la producción y son los mismos que fueron domesticados hace miles de años. En orden de importancia mundial: avicultura. (Pollos, pavos, patos, ocas...), ganado vacuno, ganado ovino, ganado porcino y ganado caprino. Otras especies también tienen importancia en algunas zonas del planeta: búfalos, ganado equino, camellos e incluso conejos, renos o perros.

Son muy pocas las especies que se han añadido a la lista en los últimos siglos. Una excepción es el caso de las granjas de avestruces. Quizá podrían utilizarse en cada zona las especies mejor adaptadas a las

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condiciones ambientales. Por ejemplo, las gacelas en el desierto del Sahara, los canguros en Australia, etc. Hay dos tipos de ganadería:

1. La ganadería extensiva. En la que los animales obtienen su alimento principalmente de los pastos. Los principales problemas que plantea tienen que ver con el sobrepastoreo y la pérdida de cobertura vegetal.

2. La ganadería intensiva, en la que los animales están estabulados y se alimentan a base de piensos. Los problemas que plantea son: • la producción de vertidos de desecho (purines) que acaban contaminando las aguas continentales • las emisiones de metano que contribuyen al efecto invernadero (según la FAO pueden llegar a generar más gases de efecto invernadero que el transporte) • su baja eficiencia energética (en el caso de animales alimentados con grano, una caloría de carne supone que se han gastado diez en su producción, y esto sin añadir el gasto energético de construcción de los establos, producción de los piensos, transporte, etc.) • desvío del grano para fabricar piensos Recordemos que el 40% de la producción mundial de grano se utiliza para fabricar piensos. Esto no ocurre en la ganadería extensiva ya que utilizan pastos que no pueden ser utilizados directamente por el hombre.

La producción ganadera ha crecido mucho durante el siglo XX. Sólo entre 1950 y 1.990, la producción ganadera se triplicó. Sin embargo este crecimiento no es sostenible y la ganadería intensiva deberá cambiar para disminuir sus impactos ambientales.

LA PESCA

Aunque no depende del suelo, la pesca es también otro recurso alimentario de gran importancia para la humanidad. El 20 % de la proteína animal que consumimos procede del pescado, pero sólo se pescan mayoritariamente unas cuarenta especies.

La producción primaria de los océanos no es uniforme en toda su extensión. Hay zonas altamente productivas como las zonas de afloramiento, donde las corrientes ascendentes proporcionan nutrientes al fitoplancton (las sales minerales se suelen depositar en los fondos, si hay corrientes marinas ascendentes se produce el llamado afloramiento con lo que las sales minerales ascienden y están disponibles para los organismos fotosintéticos, siendo zonas productivas para la pesca, si no hay afloramiento hay pocos productores y por tanto, no hay alimento para el resto de los niveles tróficos y son zonas poco productivas muy malas para la pesca). También son muy ricos en pesca las zonas de plataforma continental, los deltas y los estuarios o los arrecifes coralinos. En todas estas zonas se localizan los caladeros. El resto del océano, si bien también es habitado por numerosas especies, no permite el aprovechamiento comercial debido a su baja densidad.

Desde la segunda guerra mundial hasta finales de los 80, las capturas mundiales se quintuplicaron, pero desde entonces se ha agravado el problema de la sobrepesca. La sobrepesca ocurre cuando las capturas se efectúan a un ritmo superior a la tasa de renovación. Esto es debido a un aumento del esfuerzo pesquero: incremento del tamaño y número de los barcos de pesca, sustitución de los sistemas tradicionales de pesca por palangres de más de 100 Km. de longitud y miles de anzuelos, redes de deriva de hasta 65 Km. de longitud, redes de arrastre en forma de saco, uso de radar, sonar, helicópteros e incluso satélites para detectar los bancos de pesca, etc.

Estos nuevos métodos de pesca no son nada selectivos y han incrementado considerablemente los descartes pesqueros (las especies que caen en las artes de pesca pero que no tienen gran interés comercial: 3,7 millones de Tn al año). Así, más de un tercio de las capturas mundiales acaba convertido en aceites, harinas o piensos para alimentar el ganado. Hacen falta más de 100 Kg. de pescado (transformado en pienso) para obtener un kilo de cerdo. Además, no sólo los peces quedan atrapados en las nuevas artes de pesca también aves marinas, tortugas, delfines e incluso ballenas.

Hoy día la sobreexplotación no es la excepción sino la norma. 13 de los 17 principales caladeros mundiales están ya agotados. De los 280 que controla la FAO sólo 25 se consideran moderadamente explotados. Esta organización, la FAO, recomienda reducir el tamaño de las flotas pesqueras, eliminar las subvenciones, utilizar artes de pesca más selectivas y dar un mayor impulso a la acuicultura.

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Pero la sobrepesca no es el único problema al que tienen que enfrentarse los bancos de pesca. Otras graves amenazas son: la contaminación de las aguas, la destrucción de zonas costeras (manglares, deltas, estuarios...), alteración de cauces fluviales mediante embalses (retienen sedimentos y nutrientes que, en condiciones normales, llegarían al mar), introducción de especies alóctonas, o el cambio climático.

13. LA BIOSFERA COMO PATRIMONIO Y COMO RECURSO FRAGIL Y LIMITADO

La biosfera, además de su gran diversidad, nos ofrece recursos como alimentos, madera y leña. El

suelo es la base de ellos, ya que todos, salvo la pesca, dependen de él. Por este motivo es de suma importancia preservar la biosfera y el suelo del que tanto depende.

13.1 La biosfera como patrimonio

La biodiversidad como recurso tiene tres grandes usos: ☺Como fuente de beneficios por su consumo directo ☺Como fuente de placer estético que se satisface con la observación de la flora, la fauna y los paisajes. ☺Como valor ecológico de la biodiversidad (o valor intrínseco o valor de la existencia) que se refiere al papel funcional de la biosfera, tanto en la evolución de las especies como en la dinámica de los ecosistemas, es decir, a las acciones que aseguran el mantenimiento del entorno físico, tales como su actuación en la estabilidad climática, en la formación del suelo, en la circulación de los elementos, en el reciclaje de los residuos (residuos biodegradables) e, incluso su intervención en la composición de la atmósfera. El valor ecológico de la biodiversidad determina la salud del planeta y, por tanto, incide en la supervivencia de todas las especies, de la propia diversidad biológica, incluida la nuestra.

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Vista la importancia de la biosfera como recurso no es de extrañar que se considere patrimonio de la humanidad y que deba conservarse para que las generaciones futuras también puedan disponer de estos recursos.

13.2 La biosfera como recurso frágil y limitado

El aumento cada vez mayor de la población humana esta provocando una sobreexplotación de los recursos que pone en peligro su disponibilidad actual y para las generaciones venideras. Por ejemplo recursos de la biosfera cada vez mas disminuidos son la pesca y los bosques. Además, la degradación del suelo por las actividades humanas hace que los suelos cada vez menos productivos no puedan darnos suficientes recursos, ya que el suelo es la base de los recursos obtenidos de la biosfera (excepto la pesca) porque el suelo posibilita la vida, y por tanto, la existencia de la biosfera en ecosistemas terrestres. Todo esto pone de manifiesto que la biosfera es un recurso limitado y que se deben tomar medidas para evitar que sigan disminuyendo estos recursos.

La multitud de interacciones existentes entre los elementos de la biosfera hacen de ella un recurso frágil, ya que cualquier alteración en uno de sus elementos puede afectar a otros elementos e, incluso a la autorregulación de la biosfera. Esto es debido al papel funcional de la biosfera (valor ecológico de la biodiversidad) ya que cada uno de sus elementos (seres vivos) cumple una función como servir de alimento a otro, fabricar materia orgánica, disminuir el CO2, aportar materia inorgánica a los productores (descomponedores), reducir el numero de herbívoros evitando la excesiva desaparición de la cobertura vegetal, proteger el suelo de la erosión, polinizar, regulación del clima, formación de suelos al meteorizar la roca y aportarle materia orgánica al suelo, intervenir en procesos de autodepuracion de aguas contaminadas (como las bacterias degradadoras de petróleo)…