Portada » Biología » Factores formadores del suelo
El suelo es la capa superficial que se forma en los continentes sobre la que se desarrolla y asienta la cubierta vegetal. Está constituido por una fracción mineral, procedente de la degradación de las rocas, y por una fracción orgánica, originada a partir de restos vegetales y animales. Ambas están sujetas a una continua evolución que tiene lugar a lo largo de siglos, y que es el resultado de la interacción entre la materia mineral y la orgánica, bajo la acción del clima y los seres vivos. La ciencia que estudia los suelos, la edafología o pedología, considera el término suelo como una capa superficial formada de manera natural que alberga en su interior materia viva, sobre la que se desarrolla, o puede desarrollarse, una cubierta vegetal. El suelo se considera una interfase dentro del sistema Tierra pues en. él convergen las cuatro capas que se distinguen en el planeta: atmósfera, biosfera, hidrosfera y litosfera. Hay materiales sólidos, predominantemente de origen mineral pero también restos orgánicos, aire, agua y organismos vivos. El tamaño de los materiales sólidos del suelo y las asociaciones que de los mismos pueden aparecer, determinan la distribución de las fracciones sólida, líquida y gaseosa. Con el tiempo, el suelo evoluciona de manera gradual hasta un estado de equilibrio con el entorno. El suelo es dinámico y sensible a todos los cambios que se dan en el entorno. Por tanto, cuando se producen cambios ambientales, como el clima, la cubierta vegetal o la actividad animal (incluida la humana) el suelo responde. Cualquiera de esos cambios produce una alteración gradual de las características del suelo hasta alcanzar un nuevo equilibrio. Aunque finamente distribuido sobre la superficie terrestre el suelo funciona como una interfase fundamental, proporcionando un excelente ejemplo de integración entre muchas partes del sistema Tierra.
En el suelo hay una mezcla de muchos componentes distintos. Por el estado físico en que se encuentran podemos distinguir tres fases: sólida, líquida y gaseosa.
Está constituida por los organismos o parte de ellos que viven en el suelo, y por la materia inerte, que constituye el armazón del suelo.
la cantidad y variedad de organismos que hay en el suelo es enorme. Son imprescindibles para el correcto funcionamiento del suelo, tanto para su formación y evolución como para proporcionarle la fertilidad y estructura. Los principales son: –
Se pueden encontrar hasta 107 bacterias por gramo de suelo. Suelen vivir en zonas con materia orgánica y alrededor de la rizosfera (pelos absorbentes de las raíces). La mayor parte son quimiolitotrofos o quimiorganotrofos, que intervienen en la humificación y mineralización de la materia orgánica. –
Son muy abundantes y se desarrollan en el interior del suelo. Algunos forman cuerpos fructíferos (setas). Todos ellos quimiorganótrofos e intervienen decisivamente como descomponedores de la materia orgánica, sobre todo la celulosa y lignina. Se desarrollan sobre todo en suelos ácidos. –
Pueden existir hasta 5.000 algas por gramo de tierra. Aunque son diferentes, se incluyen en este grupo a las algas verde-azuladas (cianofíceas o ciánobacterias) muy importantes por la capacidad de algunas de ellas de fijar N2 atmosférico. Las algas viven cerca de la superficie, en zonas húmedas. Pertenecen sobre todo a las xantofíceas, diatomeas y clorofíceas. –
Muy abundantes en suelos con gran cantidad de materia orgánica, de la que se alimentan, además de capturar bacterias, algas y otros protozoos. Están más representados en los suelos forestales y turbosos, y abundan sobre todo los flagelados, los ameboideos y los ciliados. –
Son muy abundantes los nematodos y lumbricidos. Los nematodos suelen ser parásitos de plantas, y causan un gran peijuicio a los cultivos, mientras que las lombrices son saprofitos que se alimentan de materia orgánica que obtienen al remover y tragarse gran cantidad de suelo, para luego volver a expulsarlo, aireándolo, y resultando, por tanto, muy beneficiosas. También cabe citar a los moluscos gasterópodos (caracoles y babosas), que se alimentan de hojas o materiales en descomposición, causando serios perjuicios agrícolas.
Muy abundantes tanto en formas adultas como larvarias. La mayoría de ellos se desarrollan en los centímetros superficiales del suelo. En general necesitan materia orgánica, humedad y temperatura adecuadas para desarrollarse de manera óptima. Son muy abundantes los miriápodos (ciempiés, escolopendras), e insectos como termitas, importantes por su capacidad de descomponer la celulosa, coleópteros (escarabajos) y sus larvas, y algunos himenópteros (hormigas).
Son quizá los más evidentes, aunque tanto su número como sus efectos edáficos son muy limitados en comparación con todos los anteriores. Entre ellos destacan algunos reptiles, pero sobre todo mamíferos excavadores y constructores de galerías: topos, musarañas, ratones, conejos, etc.
Conjunto de materiales de naturaleza orgánica e inorgánica que constituyen el armazón del suelo. –
. Está constituida por restos de organismos en descomposición y que forman el humus, de estructura más o menos organizada y los compuestoshúmicos, en estado coloidal, Su cantidad es pequeña, no superando normalmente el 5% en peso del total de la materia {en volumen puede representar hasta el 12% debido a su baja densidad) y va disminuyendo su proporción en profundidad (al aumentar la temperatura), y al disminuir la pluviosidad anual. –
Constituye aproximadamente un 95% del total de la materia inerte, y está formada por fragmentos de roca sin alterar de un tamaño más o menos grande, minerales sin alterar como el cuarzo, muy resistente a la meteorización física y química y por la fracción fina del suelo, constituida por mineralesalterados, sobre todo arcillas, óxidos de hierro y aluminio y calcita.Constituye la base de la estructura y textura del suelo, con sus propiedades fisicoquímicas, y forma parte del complejo absorbente, de donde las plantas obtienen buena parte de sus nutrientes.
Es una disolución acuosa de diferentes iones que ocupa fundamentalmente los poros más pequeños del suelo. La cantidad de agua en el suelo es función de las condiciones propias del suelo, como la textura y la estructura, y otras extrínsecas, como la lluvia, el riego o la evapotranspiración.
Es el aire del suelo. Su composición es parecida a la del aire atmosférico paro con una menor proporción de 02 y mucho mayor de CO2, debido a la gran actividad metabòlica dé los organismos del suelo y de la descomposición de sus restos. Esta fase gaseosa ocupa únicamente los poros grandes del suelo.
5.2.2
El suelo está estructurado desde la superficie hasta la roca madre en una serie de estratos más o menos horizontales llamados horizontes,que se diferencian entre sí por su estructura, composición y propiedades, y externamente se distinguen básicamente por su color y textura. El conjunto de horizontes de un suelo se denomina perfil edáfico. Un perfil completo consta de dos tipos de
horizontes: los superficiales son de iluviacióno arrastre, y bajo ellos se encuentran los de eluviacióno acumulación,que descansan sobre el material rocoso original mezclado con material disgregado que procede de la roca madre. -Horizonte A. Es un horizonte mineral donde se acumula la materia orgánica, en el que parte de sus componentes minerales son lavados o arrastrados (eluviación) hacia horizontes más profundos. Es una capa muy importante porque proporciona al suelo los elementos nutritivos en forma asimilable para las plantas, y en los suelos agrícolas suele constituir loque se llama capa arable. Subhorizonte A0, también llamado mantillo, está formado por la acumulación de materia orgánica: restos vegetales, hojarasca y restos de animales sin descomponer. Subhorizonte A1,zona generalmente rica en humus y formada por arcilla y arena teñidas de oscuro por el mantillo que contiene (formado gracias a la acción de las bacterias sobre, la materia vegetal procedente de niveles superiores).Subhorizonte A2que, debido al arrastre de la arcilla, materia orgánica, óxidos de hierro y aluminio hacia el horizonte B, es muy pobre en estos compuestos y, por tanto, presenta una coloración mucho más clara que el Ai. -Horizonte B. Es un horizonte de acumulación de materia mineral, enriquecido por los elementos que provienen del horizonte superior. También se llama horizonte de precipitación o acumulación. Se caracteriza por tener más cantidad de arcilla, y un color más claro por la ausencia de humus y presencia de óxidos de hierro. En climas secos, el carbonato càlcico precipita formando costrones que reciben el nombre de caliches. -Horizonte C. Está formado por fragmentos de la roca madre, mezclados con arcilla pero que apenas han sido afectados por los procesos edáficos. A veces se le llama horizonte de transición, porque procede de la roca compacta situada por debajo de él. -Horizonte R., Es el último horizonte y está formado por la roca madre sin alterar.
La formación del suelo y su resultado final, es decir, el tipo de suelo originado, dependen de una serie de factores, entre los que destacan:
Se considera el factor más influyente en la formación del suelo. La temperatura y las precipitaciones son los elementos más determinantes en la formación del suelo. Las variaciones de temperatura y de precipitaciones determinan el tipo de meteorización y también influyen en gran medida en la velocidad y profundidad de la meteorización. Por último, las condiciones climáticas van a determinar el tipo de vida animal y vegetal presente.
-Balance hídrico, pues si predomina la precipitación se incrementa el lixiviado de iones. Por el contrario, si predomina la evaporación aumenta el ascenso capilar de sales hacia horizontes superiores, pudiendo éstas llegar a aflorar y formar costras superficiales de sales.
La vegetación, los microorganismos y la mesofauna, con su actividad biológica y sus restos van transformando el sustrato rocoso y originando la materia orgánica del suelo. Las lombrices de tierra y los animales excavadores intervienen mezclando las fracciones mineral y orgánica. Las madrigueras y agujeros contribuyen al paso del agua y aire a través del suelo. La fuente principal de materia orgánica es la vegetal, aunque también contribuyen los animales y los microorganismos. Cuando se descompone la materia orgánica, se aportan nutrientes a las plantas, así como a los animales y microorganismos que viven en el suelo. Por consiguiente, la fertilidad del suelo está relacionada con la cantidad de materia orgánica presente.
El suelo va evolucionando a medida que transcurre el tiempo, de tal forma que se puede hablar de suelos jóvenes y maduros’, estos últimos son los que han terminado su evolución, encontrándose sn equilibrio con la vegetación y el clima. Entonces hablamos del clímax del suelo: perfil que está en equilibrio con la vegetación estable característica de un medio, y no modificada por el hombre. De forma general se requieren unos 50-80 años para que se origine un suelo mínimamente constituido, que puede tardar hasta 10,000 años en alcanzar la madurez. Actualmente se puede considerar el suelo como un recurso no renovable, porque se regenera a un ritmo mucho más lento que el de su destrucción.
proporciona las características iniciales al suelo, dependiendo de la dureza, composición, etc., del sustrato litològico. La roca madre puede ser o bien la roca subyacente o bien una capa de depósitos no consolidados. Cuando la roca madre es el sustrato rocoso, los suelos se denominan suelos residuales. Por el contrario los que se desarrollan sobre sedimento no consolidado se denominan suelos transportados. La naturaleza de la roca madre influye en el suelo de dos maneras : *Determina la velocidad de meteorización, y por tanto, de formación del suelo. *La composición química afectará a la fertilidad del suelo. Esto influye en la vegetación natural que el suelo puede sustentar. *La pendiente: en pendientes empinadas, la cantidad de agua que empapa al suelo es poca; como consecuencia, el contenido de humedad puede no ser suficiente para .el crecimiento de las plantas. Además, debido a la intensa erosión, los suelos son delgados e incluso inexistentes. En contraste, los suelos llanos suelen está anegados por lo que suelen ser gruesos y oscuros (abundante materia orgánica), ya que esta saturación de agua retrasa la descomposición de la materia vegetal que se acumula. El terreno óptimo para el desarrollo de un suelo es una superficie ligeramente ondulada en zonas altas. Aquí, encontramos buen drenaje, mínima erosión y suficiente infiltración.
es otro factor importante. Una pendiente que mire hacia el sur (solana) recibirá una cantidad de luz solar mayor que una pendiente que mire hacia el norte (umbría). De hecho, esta última puede que no reciba luz solar directa nunca. Esta diferencia en la cantidad de radiación producirá diferencias de temperatura y humedad del suelo, que, a su vez, pueden influir en el tipo de vegetación y el carácter del suelo.
El hombre puede modificar la evolución de los suelos alterando su estructura y composición y cambiando la vegetación. La forma en que esta influencia es más directa es la implantación de cultivos, en donde los horizontes superficiales se homogeneizan debido al trabajo continuo en el suelo, y el tipo de vegetación se instala o se elimina según convenga. En general, la acción antròpica sobre el suelo provoca su evolución regresiva, es decir, que lo aleja del clímax y en numerosas ocasiones supone su degradación.
5.2.4Degradación y contaminación de los suelos. La contaminación es la pérdida de las condiciones naturales de un suelo para el desarrollo de sistemas vivos en el mismo. El suelo posee capacidad amortiguadora, que le permite reaccionar restableciendo el equilibrio en el momento de producirse alguna alteración en sus propiedades biogeoquímicas, como puede ser el aumento o disminución, de alguno de sus componentes. Se considera que el suelo contaminado es aquél que ha perdido su capacidad de amortiguación constituyendo un sistema hostil para las comunidades edáficas e impidiendo la interacción normal con los otros sistemas, la atmósfera y la hidrosfera. Aunque existen contaminaciones endógenas, como los metales, tóxicos de la roca madre, mayoritariamente se deben a la actividad humana. Las causas más frecuentes son:
El abuso de abonos provoca un exceso de N, P y K en forma de nitratos y fosfatos que, con el sodio, producen un desequilibrio originando la acidificación del suelo y pasando, por lixiviación, a las aguas donde originan una eutrofízación.
Para compensar la pérdida de fertilidad natural, los agricultores utilizan cantidades crecientes de fertilizantes inorgánicos (nitratos, fosfatos), así como de herbicidas para controlar las malezas y de pesticidas para limitar las plagas de insectos. Parte de estas sustancias son arrastradas por el agua contaminando ríos y lagos
cercanos. Presentan además el riesgo de tener un carácter bioacumulativo.
Algunos como el plomo, pueden provenir de la atmósfera, contaminada a su vez por el empleo de dicho metal en combustibles de automoción. Otros proceden de la eliminación de cenizas en fundiciones, centrales térmicas, residuos industriales, residuos mineros y residuos urbanos no controlados.
El riego incrementa notablemente el rendimiento de los cultivos, pero en climas secos produce un efecto peijudicial. AI evaporarse el agua en la superficie del suelo, se van acumulando concentraciones elevadas de las sales que llevaba en disolución que ascienden por capilaridad pudiendo llegar hasta la superficie donde se depositan. La salinización hace que disminuya el crecimiento de los cultivos y puede convertir el suelo en improductivo. Se ha estimado que la salinización está reduciendo la productividad de una cuarta parte de las tierras de regadío de todo el mundo.
Al penetrar en el suelo producen una alteración de las condiciones de acidez del mismo, máxime en suelos pobres en calcio que tienen una capacidad amortiguadora menor.
El aumento de la salinización, unida al hecho de que los fertilizantes inorgánicos no aportan’humus y van compactando la tierra poco a poco, hace que él suelo pierda porosidad y capacidad de retención, de agua al depositarse las sales en los intersticios del suelo (disminuye la porosidad y la permeabilidad). Así, al disminuir el drenaje se puede producir el encharcamiento de las regiones deprimidas, o la saturación húmeda a medida que se eleva el nivel freático.
La población humana crece con rapidez y cada vez se necesita más tierra para producir alimentos, fibras, madera y otros materiales básicos. Sin embargo, cada año se pierden 6 millones de hectáreas de tierra fértil y otros 21 millones quedan tan empobrecidas que ya no vale la pena cultivarlas ni pastorearlas, de ahí que los suelos se encuentren entre los recursos más maltratados.La degradación del suelo resulta especialmente alarmante si tenemos en cuenta que su regeneración natural es extremadamente lenta. Cada decenio la Tierra está perdiendo un 7% de su superficie total del suelo cultivable. Las consecuencias a que puede dar lugar la erosión del suelo son: *Colmatación de los embalses por acumula de sedimentos. *Agravamiento de las inundaciones. El incremento de materiales sólidos aumenta la capacidad erosiva de las aguas. *Deterioro de ecosistemas naturales. Se da tanto en ecosistemas fluviales como costeros, por excesivo aporte de sedimentos que aumentan la turbidez de las aguas y entierran a las formas que viven fijas al sustrato como los corales. *Pérdida de suelo cultivable, debido al acumulo de arenas y gravas en las vegas fértiles.
Las dos causas naturales más importantes son debidas,, a la acción del agua y al viento:
Se debe a los procesos de abrasión, deflacción (barrido) y arrastre de las partículas del suelo por la acción del viento. Esta erosión suele ser intensa en lugares del planeta con clima seco, vegetación escasa y vientos frecuentes.
El agua de lluvia, tan necesaria para el desarrollo de la vegetación, conlleva, sin embargo, un efecto erosivo al golpear y disgregar los suelos desprovistos de vegetación, arrastrando partículas y nutrientes. La erosión hídrica es con mucho la más importante en España. Las formas más comunes en las que se manifiesta la erosión hídrica son las siguientes: —
El suelo es arrastrado por finas láminas de agua en la capa superficial.
Cada gota actúa como un pequeño meteorito, disgregando y
desplazando las partículas del suelo formando un pequeño cráter.
El movimiento laminar continúa una corta distancia hasta que empiezan a formarse finos canales o regueros.
Los regueros aumentan de tamaño originando incisiones más profundas.
La erosión se ve afectada por factores de tipo climático, relieve, tipo de suelo y de vegetación, y por los usos humanos (así, la tala o los incendios aumentan el factor vulnerabilidad del suelo). Todos estos factores pueden agruparse en dos: erosividad y erosionabilidad.
Es la capacidad potencial de la lluvia para provocar la erosión del suelo. Es función de las características físicas de la lluvia. Se calcula multiplicando la energía cinética de la lluvia por su intensidad máxima durante 30 minutos.
Expresa la influencia de las propiedades físicas y químicas en la erosión de un suelo. Este factor depende del tipo de suelo (de su estructura y la cantidad de materia orgánica que posea, ya que la presencia de agregados impide la erosión), de la pendiente y de la cobertura vegetal, y resulta útil para elaborar mapas de erosionabilidad a escala local. Los valores más utilizados para medirlo son:
Toda pendiente superior al 15 % conlleva riesgo de erosión, Para calcularla se hace la relación, en porcentaje, de la diferencia de altura (A) existente entre las curvas de nivel y la distancia horizontal en metros (D) tomada en el mapa topográfico.
A partir de él se calcula el índice de protección vegetal cuyo valor es frecuente verlo asociado al de la pendiente, siendo 1 el factor de protección máximo (bosque denso) y 0 el mínimo (terrenos desnudos).
Aunque esta medida depende también de la pendiente, se suele valorar en fimción de la textura, de la estructura y del contenido en materia orgánica.
Los distintos métodos de identificación y análisis de los procesos de. degradación, de suelos pueden agruparse en: observaciones directas e indirectas (teledetección, métodos paramétricos y modelos matemáticos).
Se incluyen tanto las observaciones de indicios y manifestaciones de degradación en el campo como las mediciones de terreno y laboratorio que se hacen con fines de evaluación de los procesos. Se pueden utilizar: -Indicadores físicos como la presencia de surcos, regueros, cárcavas, barrancos, piping,…. –Indicadores biológicos como la densidad de la vegetación y el grado de exposición de las raíces a la intemperie. –Media con varillas graduadas que se clavan en el suelo, clavos u otros indicadores fijos. -Métodos indirectos. Se aplican a zonas extensas y consisten en ecuaciones que relacionan los diferentes parámetros que condicionan estos procesos de degradación. El más usado es la Ecuación Universal de Pérdida de Suelo.
El ritmo de la erosión varía mucho de unas regiones a otras, dependiendo de diversos factores naturales y de la influencia humana.
En parte influyen la distribución de temperaturas a lo largo del año y la intensidad y régimen de los vientos dominantes, pero el factor climatológico fundamental son las precipitaciones. No sólo la precipitación total en el conjunto del año, sino, sobre todo, su distribución temporal, siendo mucho más dañinas las lluvias torrenciales y esporádicas, como ocurre en la zona mediterránea, siendo el caso extremo el de la llamada «gota fria».
El aumento de la pendiente facilita la erosión, de modo que en las pendientes con inclinación superior al 15% los suelos corren el riesgo de ser eliminados.
Los suelos se erosionan más o menos dependiendo de su textura, estructura, composición mineralógica, permeabilidad y
contenido en materia orgánica.
El tapiz vegetal amortigua el impacto de las gotas de lluvia y frena el deslizamiento del agua por las laderas, de modo que la densidad y la naturaleza de la vegetación que cubre un determinado territorio es determinante a la hora de evaluar el riesgo de erosión.
La erosión del suelo aumenta cuando sé roturan los bosques y la vegetación natural para la implantación de cultivos.
El exceso de ganado en una región termina agotando las praderas naturales, compactando el suelo, dejando ál descubierto la tierra y acelerando la erosión.
La erosión se incrementa notablemente al arar (sobre todo si no se hace siguiendo las curvas de nivel) y remover el terreno para introducir monocultivos, muy productivos a corto plazo, pero inestables y con menor desarrollo radicular, que la vegetadón natural.
Los desmontes para ábra: canteras, minas a cielo abigto, autopistas* embalses y otras obras de ingeniería, conllevan un aumento de la erosión.
Los primitivos núcleos de población se asentaban en general en zonas próximas a valles y tierras fértiles. Con el aumento actual de la población urbana, las necesidades de vivienda, las segundas residencias y la red del transporte, gran parte de los mejores suelos que rodeaban los iniciales asentamientos humanos han desaparecido para siempre.
Algunos autores diferencian los términos desertización, al que definen como proceso natural de degradación del suelo sin intervención humana, y desertificación, reservado para aquellos casos en los que la degradación de los suelos es consecuencia directa o indirecta de la acción humana. En general se admite que la desertificación se produce cuando la productividad agrícola de una región disminuye en un 10% o más. En las comunidades que bordean la costa mediterránea, donde coincide una topografía con pendientes superiores al 15% y frecuentes tormentas otoñales, se produce el 70% de la erosión de los suelos en España. Canarias, Extremadura, Aragón, Baleares y Galicia completan el panorama de las comunidades más erosionadas del Estado español.
La prevención de la erosión y el intento de conservar o recuperar los suelos, implica diversas actuaciones posibles en función de las variables concretas de una región determinada: pendiente, climatología, naturaleza del terreno o tipo de ocupación del territorio. Casi todos los métodos para controlar la erosión consisten en mantener el suelo cubierto de vegetación.
Ocupan un lugar destacado entre las acciones para luchar contra la desertificación. Nadie cuestiona la necesidad de las repoblaciones forestales, sin embargo, los expertos no siempre se ponen de acuerdo a la hora de elegir las especies ideales para la repoblación. Desde diferentes ámbitos ecologistas, universitarios y ciudadanos se pide que las repoblaciones sigan criterios conservadores y no de producción, de modo que se pase de las antiguas repoblaciones con esnecies alóctonas, como eucaliptos y algunas especies de pinos, a la recuperación del bosque autóctono . Sin embargo, otros expertos sostienen que dada la precariedad de los suelos que se intentan recuperar, la elección recae necesariamente en diversas especies de pinos, por su austeridad y crecimiento relativamente rápido. A menudo, cuando las repoblaciones se llevan a cabo en laderas de fuerte pendiente, se realiza previamente un aterrazamiento del terreno, técnica criticada por la remoción que supone para el terreno.
Entre las medidas propuestas en el proyecto LUCDEME (Lucha Contra la Desertificación en el Mediterráneo Español) se incluye el estudio de la vegetación arbustiva y herbácea local, con el fin de favorecer su desarrollo, especialmente en aquellos lugares donde las condiciones ambientales no permiten el crecimiento de los bosques.
Otra de las medidas propuestas en el proyecto LUCDEME consiste en diversas labores para el mantenimiento en buen estado de las masas forestales. Entre ellas destacan las podas, la limpieza del exceso de «malezas”, que pueden favorecer los incendios, o la lucha contra las plagas.
Si el terreno cultivado presenta una fuerte pendiente, un método muy eficaz y utilizado desde antaño en todo el mundo para frenar la erosión, es el
establecimiento de terrazas o bancales, sujetos generalmente por paredes de piedra, y dispuestos a distintos niveles según la pendiente y el tipo de cultivo. En España se utiliza sobre todo para el cultivo de árboles frutales como el cerezo, el olivo o el almendro.
En los últimos años se han desarrollado diversos métodos para el cultivo con una labranza mínima o sin labranza. Por ejemplo, en la agricultura sin arado, máquinas especiales inyectan semillas, fertilizantes y herbicidas en hendiduras hechas en el suelo sin arar. Este método disminuye la erosión, la pérdida de agua y reduce los costos en combustible y labores, mientras que la producción agrícola es igual o superior a la labranza ordinaria. Pero no es la panacea, tiene el inconveniente de que crecen más malezas y requiere un mayor uso de herbicidas.
Al arar y sembrar una ladera, los surcos deben hacerse en contornos o líneas horizontales, es decir, siguiendo las curvas de nivel. Así cada surco actuará como un pequeño dique disminuyendo la velocidad a la que discurre el agua de lluvia. Un método alternativo es el cultivo en franjas, en el que se alternan, siguiendo las curvas de nivel, bandas paralelas con diferentes cultivos; por ejemplo bandas sucesivas de cereales y leguminosas. Otro método con buenos resultados es el cultivo en pasillos en el que se cultivan corredores horizontales dispuestos entre bandas intercaladas de vegetación arbustiva o arbórea.
Para recuperar los nutrientes del suelo perdidos por la erosión, el lavado o la siega, se puede recurrir a tres tipos de fertilizantes orgánicos: el estiércol, el abono verde y el compostv.
E)Abandono de cultivos en zonas marginales de elevada pendiente para transformarlos en pastizales estables. Reforestación e instalación de
cortafuegos que impidan la propagación de los incendios.
En España, el principal agente desertizador es la erosión hídrica, por ello es necesario controlar la circulación del agua, disipando mediante pequeñas presas y obras de hidrotecnia la fuerza erosiva de las avenidas, recogiendo los arrastres y regulando los recursos hídricos.
En terrenos con tendencia al encharcamiento y la salinización se abren zanjas, rellenas de piedras en su parte inferior para dar salida al exceso de agua.
B)
Evitar el retroceso de los barrancos mediante la construcción de diques en las cárcavas o repoblaciones forestales.
La zona costera o litoral comprende el área de contacto entre la superficie continental y el mar, o sea, es la zona de tránsito e interacción entre el ambiente marino y el terrestre. Comprende las orillas y zonas adyacentes marinas y el espacio que se extiende entre los niveles de pleamar y bajamar, llamado región mesolitoral o intermareal.
5.4.1
Tipos de costas.A) Costas de Inmersión o hundimiento.
Se dan en zonas de hundimiento, formándose rías y fiordos. Si la región es montañosa y si los ejes de plegamiento son normales a la línea de costa, hay alternancia de promontorios y ensenadas, correspondiendo los primeros a los anticlinales y los segundos a los sinclinales, pero si los ejes de plegamiento son paralelos a la línea de costa, presentan largas islas formando cordones paralelos a la costa y ensenadas. Al primer tipo de costas se le llama atlántico, y al otro, pacífico. Debido a los procesos erosivos, las costas de inmersión o hundimiento suelen ser recortadas, y dan lugar a ensenadas y pequeñas playas. Si el hundimiento es continuo, el mar puede penetrar en los valles fluviales y glaciares y originar rías y fiordos. Si las rocas son heterogéneas, alternando capas duras y blandas, el retroceso del mar es más rápido, y si, además, las capas están inclinadas hacia el mar, se producen deslizamientos a favor de los planos de estratificación.
B)
Se dan en zonas de levantamiento, por lo que, la plataforma continental sé transforma en línea de costa, y como en ella había sedimentos finos, dará lugar a una llanura costera. Si la costa es de emersión o levantamiento, y si es costa baja rectilínea, la erosión es poco intensa y domina la sedimentación; pero si la costa es alta, se forman ensenadas y cantiles costeros, por estar equilibradas ambas acciones de erosión y sedimentación.
C)
Son las formadas por aportes de materiales al agua. Pueden ser de abanicos aluviales, en delta, volcánicas o de arrecifes coralinos.
D)
Se forman al quedar el labio hundido de la falla bajo el mar, o al contrario. Presentan forma de acantilado.
5.4.2
Se generan por la fricción del viento sobre la superficie del océano transmitiendo un movimiento circular a las partículas de agua, que se va amortiguando hacia abajo, hasta una profundidad aproximada a la mitad de la longitud de onda del tren de olas. A esa superficie profunda se le denomina nivel de base de las olas. A medida que las olas se aproximan a la costa, el nivel de base de las mismas puede llegar a rozar con el fondo, lo que origina una disminución de velocidad en la base que provoca un aumento en la altura de las mismas y en la velocidad de la parte superior, por lo que la cresta de la ola rueda y la ola se rompe en la costa. Seguidamente, el agua se dirige hacia la playa en forma de turbulencia, arrastrando arena y grava tierra adentro. Inmediatamente se origina un flujo de retomo mar adentro, arrastrando de nuevo arena y grava, que son dejadas de la zona de batida o rompiente. Todo ello hace de las olas un agente erosivo y transportador que incide en la morfología costera. Esta acción erosiva se manifiesta por medio de dos procesos: corrosión y abrasión.
Es un proceso de erosión mecánica producido por los choques que producen los materiales que transporta el agua sobre una roca. La reiteración de los golpes termina por fragmentar tanto la roca como el proyectil. La eficacia de la corrosión depende de la densidad (carga en suspensión) y de la velocidad del fluido.
Es un proceso de desgaste por fricción por el movimiento de los detritos y viene precedido por la corrosión de la roca. Los cantos lisos y redondos a lo largo de la costa, son originados por la incesante acción de molienda de roca contra roca en la zona de rompientes. Existen una serie de procesos capaces de modificar el oleaje y, por tanto, su acción de modelado sobre el borde costero. Nos referimos a los fenómenos de refracción, difracción y reflexión, que modifican la propagación libre del oleaje por la influencia de la batimetría (profundidad) y la configuración litoral.
Consiste básicamente en una disminución de la yeloeidad de propagación y de la longitud de onda del oleaje incidente al aproximarse a la costa. Esta acción se produce en aguas someras por influencia del fondo sobre el tren de olas y contribuye a modificar el ángulo de incidencia del oleaje que tenderá a orientarse en paralelo a las isóbatas (líneas que unen puntos de igual profundidad) y a la línea de costa.
Se produce cuando el oleaje en su propagación encuentra un obstáculo que obliga al tren de onda a curvarse y a disminuir su velocidad ya que la ola transmite lateralmente parte de su energía dentro de la zona protegida. Los fenómenos de refracción-difracción son especialmente interesantes en las costas acantiladas de cabos y bahías. Ambos procesos concentran la energía de ‘los oleajes en los salientes, lo que permite una llegada más o menos tranquila de los trenes de onda al fondo de la bahía.
Se genera por el choque del oleaje incidente sobre un obstáculo (acantilado, dique,..). La energía liberada no se disipa tal y como ocurriría en una playa. Se produce entonces un sobrante de energía que se traduce en una onda reflejada y en un aumento de agitación frente al obstáculo con grandes implicaciones sobre fondos formados por sedimentos.
Estas variaciones periódicas del nivel del mar requieren cuencas marinas de gran dimensión; debido a ello son inapreciables en el Mediterráneo. Junto con las olas, condicionan la morfología costera. Se habla de costas micromareales, si las oscilaciones entre sus niveles de marea son inferiores a 2 metros; costas mesomareales, con un rango entre 2-4 metros, en los cuales la deposición producida por las olas es menor, y se pueden formar llanuras de marea tras el descenso del mar; costas mareales, cuyas amplitudes de marea superan los 4 m y que suelen presentar estuarios y grandes llanuras mareales.
Producen el arrastre y redistribución de los sedimentos.
Cuando el oleaje, movido por los vientos dominantes, incide oblicuamente a la línea de costa, arrastra materiales sueltos en la dirección de avance de las olas. Al subir la ola rota por la pendiente de la playa, el sedimento sube siguiendo la dirección de incidencia, mientras que la bajada tiene lugar por la línea de máxima, a favor de la gravedad, Este reflujo posterior arrastra esos materiales mar adentro. El resultado es un movimiento en zig-zag del sedimento que lo hace avanzar longitudinalmente a lo largo de la playa.
Al contrario que las anteriores, son corrientes periódicas asociadas a la elevación y descenso continuo del nivel del mar, debido al desplazamiento de grandes masas de agua entre las zonas de bajamar y pleamar. Pueden ser unidireccionales o giratorias, y pueden alcanzar grandes velocidades (20 km/hora), teniendo unos efectos de transporte muy acusados.
Un acantilado es un tipo de zona litoral que resulta de la acción erosiva del oleaje sobre una zona con alto relieve, cuando se produce una elevación del terreno o un ascenso del nivel del mar. Al socavar las olas la base de la costa (corrosión), se producen
oquedades que provocan finalmente el derrumbedel techo y la formación del acantilado: una pared rocosa vertical.
A medida que el proceso erosivo progresa, el acantilado se desarrolla por retroceso de la línea de la costa, haciéndose más extensa la zona de socavamiento de la base, llegándose a formar cnevas marinas, arcos y farallones que adquieren gran altura. El retroceso continuo origina una plataforma de abrasión, prácticamente horizontal, situada justo detrás de la línea de marea baja. Los materiales arrancados del acantilado son atacados y redistribuidos por las olas, formando una terraza marina, que tiende a ensanchar la plataforma de abrasión. En estas nuevas condiciones el oleaje no alcanza el acantilado y éste comienza a ser afectado por la meteorización y erosión continental. En la plataforma de abrasión se empiezan a formar playas por acumulación de detritos menudos (arenas), alcanzándose lo que se denomina un estado maduro o de equilibrio, a partir del cual la línea litoral, prácticamente, no se desplaza.
Son acumulaciones de. sedimentos a lo largo de la costa. En general se trata de material bien seleccionado siendo en su mayoría de arena y grava. El perfil longitudinal de la playa depende especialmente de la textura del sedimento, de la amplitud de la playa, de la frecuencia de las mareas y de la energía del oleaje. De hecho, la mayoría de las playas representan un equilibrio oscilatorio entre los perfiles de calma y tormenta. Cuando una playa es atacada por un temporal se produce una invasión de agua en el estrán (zona de continua subida y bajada del agua) que pone en movimiento el sedimento. El agua que incide en la playa es evacuada por el fondo por corrientes de retomo y de resaca mar adentro arrastrando el sedimento. Una vez pierden energía mar adentro el sedimento se deposita en el fondo variando el perfil inicial de la playa. Se produce de esta forma ion trasvase de arena desde la playa seca hasta la playa sumergida formándose barras de arena que van haciendo romper las olas a mayor distancia de la orilla de lo que lo harían de no formarse estas barras o plataformas. De esta forma la playa se protege de un temporal. De aquí la importancia de que la playa mantenga intacta su parte seca, incluidos los campos de dunas. Cuando el oleaje vuelve a condiciones normales, el sedimento es depositado nuevamente en la playa seca y la playa vuelve a tener su ancho normal. Se habla por ello del perfil de verano {poco oleaje) y del perfil de invierno (oleaje de temporal) de la playa. Nos encontramos por tanto con un proceso cíclico de erosión producido por los temporales de invierno y de reconstrucción con las olas más bajas y más largas del verano. La berma o cordón playero es una cresta de sedimento formada en la playa. Indica la máxima extensión de la acción del oleaje. La playa se extiende entre la cresta de la bernia y el mar. Tierra adentro de la berma suele encontrarse una zona arenosa donde la acción predominante es la del viento, dando lugar a la formación de dunas costeras.
Son acumulaciones de arena formando montículos alargados, en general paralelos a la línea de costa, que pueden llegar a quedar emergidos. Están producidos por la conjunción de dos factores: la presencia de zonas de aporte de sedimentos y la existencia de corrientes costeras que acumulan éstos a lo largo de áreas determinadas. Cuando se trate de estructuras alargadas de arena unidas a la costa por uno de sus extremos, se denominan flechas litorales.
Un estuario es una desembocadura fluvial ensanchada, donde se produce un contacto íntimo del agua del río y del mar. Dependiendo de la fuerza de la marea y de la extensión y fuerza de la corriente fluvial, el agua del mar puede penetrar en el rio, o bien el río penetra en el mar. Cuando el río transporta grandes cantidades de sedimentos, estos se van depositando en su desembocadura originando islotes que en conjunto adoptan una forma triangular, llamándose a esta formación delta. Lo que origina la formación de un delta es un cierto equilibrio entre los aportes de sedimentos por el río y los arrastrados por el mar.
Un tómbolo es una pequeña península, un promontorio unido a la línea de costa por un brazo de arena. Su formación viene determinada por la presencia de materiales competentes que forman el promontorio y por la acción del oleaje que tiende a acumular sedimentos en la zona que queda , más resguardada de su acción de batida.
Son zonas resguardas del oleaje entre dos promontorios. Cuando las olas inciden sobre una costa de trazado irregular, con promontorios o salientes y bahías o entrantes, se produce la refracción de las olas. El frente de las olas se deforma y, debido a la profundidad del fondo, rompe antes en los promontorios que en las bahías. Se produce además una concentración de mayor energía en los promontorios que quedan así sometidos a una acción erosiva más intensa, mientras que en las bahías la energía de la ola disminuye y con ella su poder de arrastre, con lo cual aumenta la sedimentación originando una playa. Inicialmente, en los salientes se pueden formar cuevas a ambos lados que si se llegan a unir dan lugar a arcos litorales.
Es una zona de la coste, parcialmente cerrada por una barra de arena. Cuando un rio desemboca en una albufera, el depósito de arcillas que se produce al mezclarse el agua dulce con la salada tiende a rellenar la albufera. El desarrollo de la barra de arena puede llegar a cerrar completamente una porción de mar, creando una cuenca cerrada (Albufera de Valencia), en la que ya no actúan el oleaje, mareas y corrientes.
Son áreas de topografía llana, situadas en las proximidades de la costa, y que sufren inundaciones periódicas del mar. A menudo se localizan en la desembocadura de los ríos. Un ejemplo típico son las marismas del Guadalquivir.
En una playa ideal, el funcionamiento comienza con la llegada de los sedimentos a través de la red de drenaje. Los materiales suministrados por ríos y ramblas se concentran en los deltas y desembocaduras, proceso que se produce generalmente de forma súbita a consecuencia de fuertes lluvias torrenciales. Una vez concentrados los sedimentos en el medio costero, las estructuras deltáicas pasan de ser simples receptores de sedimentos terrígenos para convertirse en áreas madres o generadoras de materiales para el sistema sedimentario litoral, donde quedan a disposición de los agentes dinámicos marinos. Como se señaló, el principal agente de la dinámica litoral es el oleaje, que al incidir oblicuamente sobre la línea de costa produce una corriente paralela a la misma (corriente de deriva). Se produce entonces un transporte dé sedimentos en paralelo a la costa y a favor del oleaje incidente, originado en aguas someras entre la zona de rompientes y la orilla. En la zona deltáica, el oleaje efectúa una selección por tamaños del material allí acumulado, al que se denomina granuloselección. Los más finos son puestos en movimiento (suspensión y arrastre) e incorporados a un circuito de sedimentos que los distribuirá por el litoral, permaneciendo en las áreas próximas al delta (prodelta) los clastos más gruesos. Aunque las áreas más importantes de abastecimiento son los deltas, la deriva litoral también distribuye los materiales proporcionados por otras fuentes (erosión de acantilados, biogénica, eólica,etc. Al estudiar la dinámica de las playas hay que considerar otro factor importante: el factor humano. La regulación de los ríos por la construcción de pantanos y la ocupación de los cauces han limitado enormemente la aportación sedimentaria a la costa, reduciéndola prácticamente a cero. A los sumideros naturales del material sedimentario hemos añadido otros nuevos, tal es el caso de puertos y obras marítimas que interrumpen el movimiento natural del sedimento, pasando a ser nuevos sumideros, «artificiales».
Resulta incuestionable que el resultado inmediato de nuestra actuación es el déficit sedimentario del sistema que se paga con la erosión generalizada de tas playas. Los procesos de restauración de playas rellenándolas con arena, son efímeros, ya que duran en principio sólo hasta el siguiente temporal. Otras medidas de restauración están encaminadas a frenar su erosión, como la construcción de muros para desviar el oleaje, rompeolas, espigones…
La franja litoral se ha convertido en un área de enorme demanda urbanística, tanto si ,1a costa es baja como si es acantilada. Esto ha llevado a urbanizar los acantilados que, aunque con vistas espectaculares, están sometidos a un proceso natural que es su retroceso. Para evitar sus consecuencias se llevan a cabo acciones destinadas a frenar el efecto de metralla de las olas o a desviarlas con la construcción de muros protectores en la base de los acantilados, rompeolas, etc., que no hacen más que frenar ligeramente su evolución.
C)
Las tormentas tienden a eliminar, transportándolos hacia mar abierto, los sedimentos acumulados en las costas. La baja presión atmosférica eleva el nivel dei mar en la zona costeray permite que el oleaje ataque zonas más alejadas, al mismo tiempo que los fuertes vientos producen olas en la superficie que pueden tener un gran efecto erosivo sobre los materiales no consolidados. Debajo de las olas aparece además una fuerte corriente de retomo que se lleva mar adentro los productos de la erosión.
Entre los más importantes podemos citar:
El aumento del nivel del mar debido a los cambios climáticos inducidos por el hombre, provoca la desaparición de ingentes cantidades de arena en las playas.
La transformación de marismas y zonas húmedas en salinas y su posterior abandono, han propiciado su desecación y, en algunos casos, su posterior urbanización o uso agrícola con lo que estos espacios naturales de gran valor ecológico y paisajístico han desaparecido o están en vías de desaparecer.
La regulación de ríos y cauces mediante embalses, así como la extracción de áridos de los mismos, han generado un enorme déficit sedimentario en la costa hasta el punto de que, en la práctica, las fuentes de aportes se pueden considerar hoy por hoy casi nulas.
Las extracciones masivas de áridos de las playas y de los campos de dunas asociados, han
eliminado gran parte de las reservas naturales de las mismas y han provocado regresiones generalizadas de la costa
La construcción de puertos y espigones en sitios no apropiados, ha generado barreras a la deriva litoral lo que ha provocado fuertes erosiones «aguas-abajo» del obstáculo.
La construcción de urbanizaciones en las playas ha eliminado sus reservas naturales de arena y han tenido un efecto multiplicador e irreversible de los procesos erosivos.
La suma de todos estos factores en muchos casos no es lineal, sino que unos y otros se influyen mutuamente produciéndose procesos de realimentación positiva que agravan los procesos erosivos. El mayor problema que se plantea es el desconocimiento profundo de la dinámica litoral, pues ésta se comporta como un sistema de interacciones complejas, de forma que muchas veces, las medidas tomadas provocan cambios que dan lugar a resultados inesperados. Los riesgos más importantes derivados de la ocupación masiva del litoral son: la erosión debida al oleaje que ocasiona el derrumbe de construcciones situadas sobre el acantilado, la destrucción de las playas durante las tempestades o la originada por la construcción de estructuras que cortan las corrientes de deriva (puertos), ya que éstas provocan una intensa erosión corriente abajo, al igual que los embalses, debido a la retención de los sedimentos. Los métodos preventivos de tipo estructural utilizados contra los procesos de erosión son: la construcción de muros en la base del acantilado, aunque presentan el inconveniente de que, durante las tempestades, las olas adquieren una mayor fuerza de retomo tras chocar contra ellos (reflexión), incrementando la erosión y arrastrando los depósitos mar adentro; y los rompeoIas para frenar la fuerza del oleaje (playas del Zapillo y circundantes). Las estructuras protectoras de ingeniería diseñadas para resistir el ataque frontal- de las olas son fácilmente destruidas y muy costosas. En algunos casos se instalan estructuras que incrementen la (sedimentación muy rápida), construyendo una amplia playa protectora. Ello se basa en que el exceso de energía de las olas de tormenta puede ser utilizado para la construcción de las playas. Durante los temporales, las olas atacan las zonas más altas de la playa, y las corrientes de resaca (perpendiculares a la línea de costa) pueden arrastrar materiales que normalmente están fuera de su alcance. Una playa puede perder la mayor parte de su arena en un temporal, para recuperarla lentamente’ durante el buen tiempo. Este flujo de arena puede interrumpirse por causas naturales (elevación de la costa dando una playa fósil) o artificiales (construcción de diques, puertos deportivos,…) La progradación exige que los sedimentos arrastrados por la deriva litoral sean detenidos por la colocación de obstáculos a lo largo de la trayectoria de transporte. Para conseguirlo, se instalan espigones a intervalos determinados a lo largo de la costa. Un espigón es simplemente un dique construido de manera que forme un ángulo recto con la linea de costa. Debido a la eliminación del. suministro normal de arena y a que al no transportar materiales, a esa masa de agua le quedará energía suficiente como para erosionar y transportar, por lo que se produce la degradación de esa zona de la playa. El resultado puede ser una importante retrogradación,| que produce el retroceso de la costa. Por esto, los espigones deben estar espaciados de forma que el efecto de cada uno de ellos se extienda al siguiente. En teoría, cuando los espigones hayan detenido la máxima cantidad de sedimentos, se restablecerá la deriva de playa en la nueva línea de costa. En ocasiones la arena dé una playa procede de la desembocadura de un río. La construcción de diques, presas, etc. río arriba, puede reducir drásticamente el aporte de sedimentos y, por lo tanto, eliminar la fuente de arena de la que se nutre la deriva litoral. Entonces puede producirse un proceso de retrogradación a lo largo de una amplia zona de la línea de costa. Desde el punto de vista sedimentológico, un delta es la más típica de las estructuras progradantes, incluso a pesar de las corrientes marinas. Datos recientes indican que el delta del Nilo está hundiéndose rápidamente en el Mediterráneo. Las causa son diversas: el peso de los sedimentos, la compactación de niveles profundos, algunas fallas de gravedad, etc. Pero el problema se agrava porque desde la construcción de la presa de Asuán, apenas llegan al delta nuevos sedimentos que sustituyan a los que se están deslizando hacia el Mediterráneo; en lugar de ello, los sedimentos se quedan en el fondo de la presa, contribuyendo a inutilizarla. Otros métodos preventivos o paliativos de este tipo de riesgos son las medidas legales sobre ordenación del territorio en la zonas costeras Para lograr una adecuada protección y conservación del litoral, así como para facilitar su uso público, la Ley de Costas no se limita a regular el dominio público marítimo-terre&tre, sino que, además, impone una serie de limitaciones a las ocupaciones que puedan producirse en terrenos colindantes con el mismo. Estas limitaciones reciben la denominación de «servidumbres»:
A)
Se trata de una franja de terreno de 6 m. (ampliable a 20 en zonas de tránsito difícil o peligroso), medidos desde la ribera del mar, que debe quedar permanentemente libre para el tránsito peatonal y para vehículos de vigilancia y salvamento.
B)Servidumbre de acceso al mar:
Se trata de una servidumbre que recaerá sobre terrenos colindantes al mar, de tal modo que se permita el acceso, desde el interior, al dominio público marítimo terrestre. La Ley establece que, en zonas urbanas, no
podrán estar separados por más de 200 metros los peatonales y de 500 los de tráfico rodado. C)Servidumbre de protección: recae en una franja de 100 m. (ampliable a 200) medida desde la ribera del mar. En zonas que fueran urbanas o urbanizables al entrar en vigor la Ley, podrá ser de 20 metros. En ella están prohibidos usos residenciales, vías de comunicación interurbanas de densidad de tráfico superior a 500 vehículos al día, tendidos eléctricos aéreos, usos publicitarios y el vertido de residuos sin depurar. Las instalaciones en esta zona deben ser autorizadas por la Comunidad Autónoma. D)Zona de influencia que abarca al menos 500 m. desde la ribera del mar en la que la Ley establece limitaciones en cuanto a su urbanización, a fin de proteger el medíoambiente litoral. Para ello existen unas normas de ordenación urbanística, permitiéndose la construcción de zonas de aparcamiento y de edificios cuyas dimensiones y número se adapte a la legislación urbanística local. En esta zona los edificios no pueden formar pantallas. E)Servidumbre de salvamento, aunque la ley no la define propiamente como tal, se extiende a los primeros 20 m. de la de protección. Está prevista para la realización de operaciones de salvamento marítimo y en ella se establecen también ciertas limitaciones. 6.1.Recursos minerales. La corteza terrestre es fuente de una amplia variedad de materiales útiles y esenciales para la civilización moderna. De hech todos los productos manufacturados contienen sustancias derivadas de los minerales. Esta demanda obliga a una constante explotación y búsqueda de nuevos yacimientos. 6.1.1.Relación entre recurso y reserva.Vamos a definir algunos conceptos básicos. -Recursos minerales: Son todos los metales, minerales, rocas, e hidrocarburos, que pueden ser utilizados por el hombre y que existen en el suelo y subsuelo, incluyendo los que no podrán ser explotados por su bajá concentración o ley. -Reservas minerales: Son aquellos recursos minerales económicamente explotables con las condiciones tecnológicas y de mercado que existen en el momento actual. Los recursos se diferencian de las reservas en que éstas son explotables en el momento actual y nos recursos . pueden no serlo en la actualidad pero sí en el futuro. Vemos, por tanto, que la palabra ‘recurso’ designa un concepto geológico; mientras que’ reserva es un concepto económico. -Yacimientos minerales: Son estructuras geológicas, que contienen recursos minerales en una concentración muy superior a la de la corteza terrestre en general y por lo tanto son de interés económico.-Mena: Es. el mineral que presenta interés minero. En general, es un término que se refiere a minerales metálicos y que designa al mineral del que se extrae el elemento de interés.-Ganga: Comprende a los minerales que acompañan a la mena, pero que no presentan interés minero en el momento de la explotación. Conviene resaltar que la diferencia entre ambos es puramente económica, si cambian las condiciones del mercado o las técnicas de extracción, un mineral considerado como ganga, puede convertirse en mena. 6.1.2.Menas minerales y rocas industriales. Fuentes y usos. Los recursos geológicos son materiales que se extraen de la Tierra para ser aprovechados con diversos fines. Podemos dividirlos en dos grandes grupos, metálicos y no metálicos. A)Recursos metálicos. Son aquellos que se emplean para la obtención de metales y enerva (minerales radiactivos). Se extraen de ciertos lugares donde los elementos se encuentran concentrados formando yacimientos. Desde el punto de vista de su explotación, se considera mineral a todo aquel material que contiene algún metal aprovechable en una concentración relativamente alta, de forma que su explotación minera resulte rentable. Definimos metal como un elemento químico capaz de conducir el calor y la electricidad y de tener brillo metálico. Desde el punto de vista químico, los metales forman cationes y tienen carácter reductor. La explotación de los recursos metálicos se realiza mediante minas, las cuales pueden ser a cielo abierto, si se encuentran en la superficie, o subterráneas, cuando están a varios metros de profundidad. Una vez extraídos los metales de la mina, hay que someterlos a un tratamiento, que en general comprende dos etapas: el tratamiento a pie de mina para aumentar la concentración del mineral en cuestión, y el Tratamiento metalúrgico final, que permite extraer el elemento químico en cuestión (testación, electrólisis, etc.), quedando un resto, las escorias, que se acumulan en las explotaciones. -Hierro, Es el segundo metal en abundancia en la corteza, representa el 95% de los metales
consumidos. Se extrae fundamentalmente en minas a cielo abierto a partir de los minerales: hematíes (F^Oa), siderita (FeCQs) y magnetita (Fe304). Es el metal más usado, se emplea para la producción de acero, y ambos sirven para fabricar/una enorme variedad de productos. Mezclándolo con cromo y níquel, se obtiene el acero inoxidable. -Aluminio. Es aún más abundante que el hierro en la corteza terrestre. Es un metal cuya importancia ha ido en aumento en los últimos años debido a sus propiedades de resistencia y peso, a su alta resistencia a la corrosión y buena conductividad eléctrica. Los depósitos más importantes de aluminio son de carácter residual, debido a la gran tendencia a la hidrólisis del ión Al3+, constituyendo los depósitos de bauxitas. Estas, sólo se forman por procesos de meteorización en climas tropicales, donde la alteración química es muy intensa. Los factores que intervienen en su génesis son, además del régimen de lluvias, las altas temperaturas, la acidez de las aguas y la topografía. Las reservas más importantes se localizan en las regiones tropicales de Australia, Africa y América del Sur. Se emplea para fabricar latas, cables eléctricos, etc. Es especialmente interesante en la industria del transporte (coches y aviones) y la construcción (carpintería metálica), ya que es muy resistente y a la vez ligero. -Cobre. Se obtiene en minas a cielo abierto, a partir de la pirita (FeS^) y de la calcopirita (CuFeS2). Se usa para fabricar latón (aleación de cobre y cinc), bronce (aleación de cobre y estaño). Por ser buen conductor de la electricidad y ser muy dúctil, se usa para elaborar alambres y equipos eléctricos. -Plomo. Se extrae fundamentalmente de la galena (SPb) en minas subterráneas. Es aprovechado principalmente para la fabricación de pilas y baterías. Debido a su alto poder contaminante muchas industrias fabrican pilas sin plomo y una importante cantidad de este se recicla, sobre todo de baterías de automóviles, de ahí la decadencia de la minería del plomo en España en los últimos afíos. -Cinc. Se extrae de la blenda (SZn), asociado frecuentemente a la galena. Se emplea para el ^ah^n^do (capa externa que se aplica al hierro para protegerlo de la corrosión) y fabricación de latón y otras aleaciones. -Oro, Es el más valioso de los llamados metales preciosos: oro, plata y platino. Se halla como elemento natural, en forma de granos y pepitas, o concentrado ai depósitos que.se explotan mediante minas abiertas o subterráneas, dependiendo de si se encuentra diseminado en rocas metálicas o en vetas hidrotermales. Se usa en odontología, decoración, joyería y electrónica. -Plata. Se encuentra como plata nativa o en minerales sulfurados hallados comúnmente en minas de plomo (galena argentífera) y cobre. La mayoría de la plata extraída se emplea en la fabricación de películas fotojgráficas y en electrónica. También se utiliza para la elaboración de monedas, cubiertos, joyas y soldaduras delicadas. -Platino. Se encuentra como metal natural o asociado a depósitos ígneos o hidrotermales. Gracias a su gran poder catalizador se usa en sistemas de purificación de gases de . escape de los automóviles. -Titanio. La mena más importante es la ilmenita (TiC^’FeO). Su elevada densidad y resistencia facilita las acumulaciones de origen mecánico (placeres) a partir de las rocas en que se encuentra. Se emplea en la fabricación de naves espaciales, aviones supersónicos, pinturas y prótesis óseas . -Uranio. Se
extrae a partir de la uraninita (U02). Se usa en las centrales nucleares por sus propiedades radiactivas (libera gran cantidad de energía a lo largo de mucho tiempo). -Otros metales. Cromo, níquel, cobalto, manganeso, molibdeno, tungsteno, y vanadio son importantes en la industria del acero y en la elaboración de otros productos. El estaño se usa para soldar y para obtener el acero laminado de las latas. El mercurio se aprovecha para fabricar termómetros, interruptores eléctricos, compuestos médicos y baterías. El magnesio se utiliza en la fabricación de aviones y bombillas. B)Recursos no metálicos. Los yacimientos minerales no metálicos (sin contar los combustibles fósiles y nucleares) incluyen un conjunto muy diverso de sustancias y abarcan una amplia gama de aplicaciones, por lo que resultan de gran utilidad económica y son requeridos en grandes cantidades. -Materiales de construcción. Constituyen un grupo al que corresponde el mayor volumen y peso de todos los recursos minerales unos se emplean tal y como se encuentran en la naturaleza, mientras que otros han de ser transformados antes de su utilización. 1.Arcillas (bentonita, caolín, mica, talco..,). Se emplean en la fabricación de materiales cerámicos (porcelana, ladrillos, tejas, gres, loza sanitaria o de mesa, electrocerámica), refractarios (aislantes térmicos), arenas de moldeo, cementos, productos químicos y farmacéuticos, papel, caucho, pinturas, absorbentes, etc. 2.Cemento. Es una mezcla de caliza y arcilla que se somete a una temperatura de 1.400 °C para que pierda agua y C02 y posteriormente se tritura. Al añadirle de nuevo agua, se endurece y da cohesión a los materiales de construcción. 3.Rocas de construcción. Las rocas de construcción se dividen en dos grupos; si pueden ser cortadas y pulidas se denominan rocas ornamentales y si solo pueden ser cortadas se denominan piedras de construcción. Las rocas ornamentales se utilizan en fechadas, cocinas, lavabos, etc., mientras que las piedras de construcción se utilizan en elementos rústicos como paredes o tejados. Se emplean muchas variedades de rocas, entre ellas el granito, mármol, travertinos, calizas y areniscas. La pizarra se usa como material para techar. 4)Piedra triturada o rocalla. Se emplea en las vías del ferrocarril, para el fírme de las carreteras, como agregado para el hormigón, para elaborar pavimentos de terrazo,etc. 5)Arena y grava (áridos). Empleadas como materiales de construcción y pavimentación, como mortero y hormigón armado, suelos asfálticos, invernaderos y pistas de asiento de calzadas. Las fuentes se hallan en depósitos fluviales (graveras), así como en playas y dunas. Entre las aplicaciones especializadas de ciertos arenas se cuentan el uso de arenas de vaciado para la fundición de metales, la arena de sílice para la fabricación de vidrio y la arena filtrante para filtración en suministros de agua. 6)Yeso. Resulta de la calcinación de la roca, para deshidratarla, convirtiéndose en un polvo blanco, que se mezcla con agua y se emplea como argamasa. Se utiliza para elaborar cartón de yeso, yeso para enlucido y como retardador en el cemento portland. 7)CaL. El óxido de calcio (CaO) obtenido por calentamiento de caliza encuentra aplicación en mortero y argamasa, en operaciones de fundición, en la industria papelera y en otros procesos químicos. 8)Pigmentos. En pinturas se emplean de manera generalizada componentes de plomo (minio), cinc, bario, titanio y carbono. 9)Asfalto. Hay asfalto natural, pero la mayor parte del empleado procede del refinamiento del petróleo. Se utiliza en pavimentación y como impermeabilizante. 10)Evaporitas. De estas rocas salinas se extraen varios minerales, fundamentalmente balita (CINa). Sirven para conservar la comida, deshelar las carreteras, obtener sal de mesa, ácido clorhídrico, sales de sodio, jabón, etc. 11)Fertilizantes. Son indispensables para acelerar la producción agrícola en tierras altamente explotadas, ya que en su composición entran los elementos esenciales: fósforo, nitrógeno y potasio. Los fosfatos se hallan en las fosforitas, rocas orgánicas formadas por acumulación y alteración de restos de organismos marinos. Los nitratos se obtienen en la actualidad del nitrógeno atmosférico. 12)Azufre. Sus depósitos, caracterizados por su color amarillo brillante, sé encuentran normalmente en la superficie de estratos salinos y en algunos volcanes. Se usan en la agricultura como fertilizantes o fungicidas y para fabricar ácido sulfürico, cerillas, y otros productos. 13)Otros recursos no metálicos importantes. La mica se usa en los aislantes eléctricos. Con los boratos existentes en algunas evaporitas, se producen fibra de vidrio, productos de limpieza y cerámica. La fluorita sirve para producir pasta dentífrica, teflón y acero. Las diatomitas se usan en los filtros para piscinas. El grafito se usa para fabricar lubricantes, baterías, acero y minas de lápices. El granate, usado en papel, como abrasivo (lijas). El diamante, se usa en joyería, cómo abrasivo y para cortar vidrio. 6.2.Recursos energéticos.6.2.1.Combustibles fósiles: carbón, petróleo y gas natural.En la actualidad, el 78% de la energía comercial usada en el mundo procede de los combustibles fósiles, que producen graves problemas de contaminación, y de incremento en el efecto mvemadero^ debido a sus emisiones de CO2 y de otros gases. Pero, a pesar de estos problemas, no podemos abandonar su utilización hasta que no dispongamos de otras fuentes de energía alternativas. La solución es ir sustituyéndolos poco á poco por otras energías alternativas que tengan un menor impacto sobre el entorno. De todas formas, la razón que impulsa este cambio no es meramente altruista, pues hay que tener en cuenta que se trata de recursos no renovables, y aunque no se atisba un grave riesgo de agotamiento en los próximos treinta años, si se mantiene la actual tasa de utilización, llegará un día, no muy lejano, en el que se agoten. De ahí la necesidad de buscar otras fuentes energéticas alternativas que sean renovables y permitan un desarrollo energético sostenible. La Agencia internacional de la Energía (AIE) expresa sus balances de energía en TEP y TEC. -TEP: tonelada equivalente de petróleo. Equivale a la energía liberada en la combustión de 1 tonelada de crudo de petróleo. -TEC: tonelada equivalente de carbón. Representa la energía liberada por la combustión de 1 tonelada de carbón.
Los carbones son rocas sedimentarias de origen orgánico formadas principalmente por carbono amorfo acompañado de hidrocarburos, compuestos orgánicos (celulosa y lignina), proteínas vegetales y materia inorgánica. El carbón se formó por acumulación de restos vegetales en el fondo de pantanos, lagunas o deltas,, que en ausencia de oxígeno sufrieron un proceso de carbonización de la materia vegetal mediante reacciones de fermentación debido a la acción realizada por ciertas bacterias sobre la celulosa y la lignina A medida que se producía esa descomposición, la materia vegetal perdía átomos de oxígeno e hidrógeno, transformándose en metano y CO2, con lo que quedaba un depósito con un elevado porcentaje de carbono. Así se formaron las turberas. Para que este proceso sea posible es necesario un rápido enterramiento (de origen tectónico) que evite la putrefacción de los restos vegetales. Posteriormente se produce una compactación por presión en capas sucesivas, que junto con el aumento de temperatura culmina en la carbonización. Habitualmente-, -los estratos de carbón quedan enterrados bajo otros arcillosos que impermeabilizan el terreno y que posteriormente se transformarán en pizarra. Aunque en el periodo Cuaternario se materializaron los yacimientos de carbón, en realidad su formación se remonta al Devónico, consolidándose en abundancia durante el Carbonífero, durante el cual alcanzaron gran desarrollo los helechos y las primeras gimnospermas. Los diferentes tipos de carbón se clasifican según su contenido de carbono. La turba, realmente no es un carbón, sino un estadio en la primera etapa en la formación de carbón, tiene un bajo contenido de carbono (<50%) y=»» un=»» alto=»» índice=»» de=»» humedad.=»» el=»» lignito,=»» el=»» carbón=»» de=»» peor=»» calidad,=»» tiene=»» un=»» contenido=»» de=»» carbono=»» del=»» 60%;=»» la=»» huya,=»» tiene=»» sobre=»» un=»» 80%=»» de=»» carbono=»» y=»» la=»» antracita=»» es=»» el=»» carbón=»» con=»» el=»» mayor=»» contenido=»» en=»» carbono=»» (90%)=»» y=»» el=»» máximo=»» poder=»» calorífico.=»» la=»» presión=»» y=»» el=»» calor=»» adicionales=»» pueden=»» transformar=»» el=»» carbón=»» en=»» grafito,=»» que=»» es=»» prácticamente=»» cari=»»>ono puro. El 78% del carbón
50%)>
se emplea como combustible y el 22% como carbón en bruto para la producción de lingote de hierro (10%), acero (7%) y gas (5%), El carbón es un combustible de un alto poder calorífico y uno de los más abundantes (se estiman reservas para 220 anos al actual ritmo de consumo), pero también es el más sucio y, debido a su elevado contenido en azufre, cuándo se quema expulsa una gran cantidad de SO2, lo que le convierte en el principal causante de lá lluvia ácida. Dependiendo de la profundidad a que se encuentren los sedimentos de carbón, se pueden realizar explotaciones a cielo abierto o subterráneas. Las primeras son económicas, pero su impacto ambiental y paisajístico es mayor, afectando a grandes extensiones de terreno. Si el yacimiento se encuentra a mayor profundidad, será necesario perforar una mina, lo que aumenta los costes económicos y sociales, ya que se incrementan los riesgos (colapso de las galerías, explosiones de gas grisú, etc.), provocando además muchas enfermedades como la silicosis. Por otro lado, las minas generan grandes escombreras formadas por estériles que ocupan mucho terreno, produciendo un gran impacto paisajístico, la contaminación del aire por la producción de grandes nubes de polvo y la contaminación de las aguas superficiales y subterráneas por lixiviados. El principal uso del carbón es su combustión en las centrales térmicas para producir electricidad (el 30% de la energía eléctrica mundial proviene de esta fuente). El calor resultante de dicha combustión se utiliza para obtener vapor de agua que hará girar unas turbinas, las cuales moverán unos alternadores que transformarán la energía mecánica en eléctrica. Actualmente es imposible eliminar las centrales térmicas, pero se están realizando esfuerzos para minimizar sus múltiples impactos. Por una parte, se preprocesa el combustible, machacándolo y lavándolo para eliminar la mayor cantidad de azufre posible. Con este fin existen diseños de centrales térmicas más eficientes, que eliminan los componentes sulfurados antes de emitir los gases de la combustión.
El petróleo es una mezcla de hidrocarburos gaseosos (gas natural), líquidos (petróleo crudo) y semisólidos(asfalto), que se origina a partir de restos orgánicos. El gas natural está constituido por HC ligeros gaseosos, sobre todo metano. El petróleo por su carácter fluido, se encuentra en los poros de ciertas rocas sedimentarias. El petróleo se formó por la muerte masiva del plancton marino, debido a cambios bruscos de temperatura o salinidad del agua, en un proceso con tres etapas fundamentales:
A)Acumulación. Los restos orgánicos que forman el petróleo proceden del fitoplancton que vive en aguas superficiales, fundamentalmente en zonas deltaicas donde las aguas son más ricas en nutrientes. Ahí se depositan junto a sedimentos arcillosos, zooplancton y restos animales y vegetales bentónicos.
Conforme muere el fitoplancton, empieza a caer al fondo. En su descenso gran parte de los restos se destruyen, tan solo una pequeña proporción alcanza él fondo pero, incluso allí, puede seguir siendo destruido por la acción de los carroñeros y descomponedores. Esta acumulación se ve facilitada cuando en el fondo nos encontramos unas condiciones anaeróbicas, lo que dificulta la oxidación de la materia orgánica e impide la vida de los organismos bentónicos carroñeros. Los sedimentos de. color oscuro, grano fino y ricos en restos orgánicos, son la fuente del futuro petróleo.
En los primeros metros de enterramiento, los restos se ven sometidos al ataque de bacterias anaerobias que provocan la liberación de metano. Conforme descendemos, la acción combinada de la presión, temperatura y tiempo, da lugar a una serie de reacciones que transforman los restos orgánicos en kerógeno, un polímero orgánico, sólido, rico en carbono e hidrógeno que se forma a unos centenares de metros. Al aumentar las condiciones de presión y temperatura, el kerógeno comienza a descomponerse, destilando gotitas de petróleo (crudo) que quedan atrapadas en los poros de la roca madre. Si sigue aumentando la profundidad del enterramiento, el kerógeno y las gotas de crudo empiezan a transformarse en gas natural.
Para que un yacimiento sea rentable, es necesario que el petróleo se forme y acumule. Para ello, es imprescindible que confluyan cuatro circunstancias geológicas peculiares: 1) una roca madre madura que genere el petróleo; 2) una roca almacén que lo pue3a»contener; 3) una roca sello que impida, su escape a la superficie, y 4) una trampa petrolífera que acumule en una pequeña superficie todo el petróleo formado en un área extensa.
1)El kerógeno presente en una roca sedimentaria puede generar petróleo si la roca se entierra a una profundidad y temperatura adecuadas. Está roca de grano fino y color oscuro, impregnada ahora de gotitas microscópicas de petróleo diseminadas, recibe el nombre de roca madre. Sin embargo, el petróleo no se puede extraer del subsuelo, puesto que el tamaño diminuto de los poros de la roca dificulta extraordinariamente la circulación libre de las gotitas. Durante el enterramiento, la presión tiende a “exprimir” la roca madre, lo que provoca la expulsión de parte del petróleo, que abandona la roca en un movimiento extraordinariamente lento denominado migración primaría.
2)Hay rocas sedimentarias cuyos poros amplios e interconectados permiten una fácil circulación de los fluidos. Este tipo de rocas, entre las que se pueden encontrar areniscas, calizas fracturadas, etc., reciben el nombre de roca almacén. Si en las proximidades de la roca madre existe alguna roca almacén, el petróleo expulsado de aquélla se acabará acumulando en esta.
3)La roca sello impide que el petróleo llegue a la superficie y se destruya. Debido a su baja densidad, inferior a la del agua, el petróleo presente en la roca almacén tiende a desplazarse por su interior en un movimiento ascendente que recibe el nombre de migración secundaria. Si por encima de la roca almacén no existe una roca impermeable que impida el ascenso del petróleo, éste puede llegar a alcanzar la superficie terrestre. AI llegar al exterior, el petróleo se oxida y se volatiliza, dejando como residuo una masa de asfalto. Por tanto, para encontrar un yacimiento de petróleo es necesario que exista una roca impermeable o roca sello que impida su ascenso y destrucción. En determinadas situaciones geológicas, el petróleo presente en el techo de la roca almacén pUede continuar su migración secundaria por ésta, ascendiendo hasta que alcanza una estructura denominada trampa petrolífera. Las trampas poseen una .morfología,convexa y están limitadas por roca sello que impide que el ascenso prosiga, por lo que el petróleo se va acumulando progresivamente en la trampa, Así pues, ésta recoge, en una superficie relativamente pequeña, el volumen de petróleo generado en una superficie mucho mayor, lo que hace posible su explotación. Dentro de una trampa, los fluidos se disponen, de abajo a arriba, de acuerdo con su densidad: agua, crudo y gas. Existen diferentes tipos de estructuras geológicas que pueden actuar como trampas de petróleo, pero la más frecuente, y la más buscada, es la trampa anticlinal. Si el volumen de petróleo acumulado en una trampa hace rentable su explotación, se procede a su extracción mediante sondeos.
De los pozos se extrae en forma de crudo, formado por una mezcla de hidrocarburos gaseosos, líquidos y sólidos, que no tiene ninguna aplicación directa. Por ello, para su utilización ha de pasar por una serie de procesos, conocidos con el nombre de destilación fraccionada, en los que se va elevando
progresivamente la temperatura para separar las distintas fracciones de menor a mayor punto de ebullición: primero se separan los productos gaseosos (metano, etano, butano, etc.), a continuación los líquidos (gasolina, nafta, queroseno, etc.), quedando finalmente depositados los sólidos (alquitranes y betunes). Los hidrocarburos así obtenidos aún no son aptos para el consumo, por lo que sufrirán todavía algunos tratamientos. Entre los principales usos del petróleo podríamos citar los gases licuados (de utilización domestica e industrial en calefacciones y calderas), gasolina(automóviles) nafta y queroseno (para la industria química y como combustibles de los aviones), (gasóleo (para vehículos diesel y calefacciones domésticas, fuel(en las centrales térmicas y en los generadores de calor industrial). Otros subproductos se utilizan como materias primas para la industria química, fertilizantes, pesticidas, plásticos, fibras sintéticas, pinturas, medicinas, etc. El principal uso del combustible es para el transporte, que precisa de una ingente infraestructura inamovible (gasolineras) para su distribución. El hecho de plantear la utilización de nuevos combustibles alternativos se enfrenta con la inercia de dicha infraestructura, ya que no se admiten fácilmente las novedades. Además, su precio actual es relativamente bajo, lo que añade dificultades para su sustitución por otros combustibles. Si empezase a escasear o si incluyésemos todos los costes económicos, ecológicos y militares, asociados a su uso, su precio se dispararía.
El gas natural procede de la fermentación de la materia orgánica acumulada entre los sedimentos. Está compuesto por una mezcla de hidrógeno, metano, butano, propano y otros gases en proporciones variables. Su extracción es muy sencilla, pues debido a la presión ejercida por los sedimentos que lo cobijan, el gas fluye por sí solo, por lo que su explotación resulta muy económica. Su transporte se realiza principalmente mediante gasoductos, que aunque requieren una fuerte inversión, son muy sencillos y de bajo riesgo. Un peligro asociado es el escape de metano, que, como ya sabemos, es un gas de efecto invernadero mucho más potente que el C02. Otro método de transporte del gas natural consiste en licuarlo a bajas temperaturas y trasladarlo en barcos similares a los petroleros, como ocurre en Japón. Estos medios son peligrosos, pues existe la posibilidad de accidentes, que tendrían terribles consecuencias debido a Iá explosión de la nube de gas que incrementaría la temperatura y consumiría todo el oxígeno de la zona. El gas natural se utiliza directamente en los hogares (calefacción, cocinas, etc.) y en la industria, y en las centrales térmicas comienza a sustituir al carbón. Si bien es cierto que ambos emiten a la atmósfera la misma cantidad de CO2, el gas no produce contaminantes sulfurados, como sí lo hace el carbón. Muchos analistas creen que el gas natural es el combustible ideal para utilizar hasta que se produzca la
transición a otras fuentes de energía renovables (como el hidrógeno, que podría reutilizar la infraestructura de distribución del gas natural). Se trata de una solución temporal, pues las actuales reservas sólo durarían unos treinta años si se utilizase sustituyendo a los otros combustibles fósiles.
En los años cincuenta la energía nuclear prometía producir electricidad «a un coste tan bajo que no merecería la pena medirlo». ¿Qué ha pasado con todo esto? Los enormes costes de. construcción y mantenimiento de las centrales nucleares, los frecuentes fallos y paradas de los reactores, la sobreestimación de la demanda eléctrica, una mala gestión, los accidentes y los residuos radiactivos la han convertido en una fuente de energía problemática y controvertida. Así, de ser considerada como panacea de los problemas energéticos del mundo, ha pasado a ser considerada como el método más peligroso e inadecuado de producir energía. La construcción de centrales se ha paralizado en casi todos los países, y actualmente existe un debate abierto sobre su futuro. Vamos a analizar a continuación cuál es el funcionamiento del reactor. Al dividirse un núcleo de uranio-235, por el impacto de un neutrón en dos núcleos más ligeros, se libera energía y neutrones más rápidos, que si chocan con nuevos núcleos provocarán, a su vez, la fisión (ruptura) de éstos. Así, estamos ante un bucle de realimentación positiva conocido como reacción en cadena,que si se produce de forma muy rápida da lugar a una explosión atómica, debido a la gran cantidad de energía liberada en muy poco tiempo. Para controlar, la velocidad de reacción se introduce un moderadorentre el combustible nuclear que absorberá los neutrones emitidos sin producir fisiones, «enfriando1’ asi la reacción. Este moderador es agua en un 75% de los reactores, grafito sólido o agua pesada. Para extraer el calor producido por las reacciones nucleares existen diversos diseños de reactores, de los que el más común es el refrigerado por agua ligera (H20). Por seguridad se utilizarán diversos circuitos independientes entre sí, de forma que se disminuyan las posibilidades de que la radiactividad salga fuera del reactor. El circuito primario en contacto con el material radiactivo, está confinado dentro de la vasija principal del reactor, y el agua de este circuito nunca abandona el mismo, reciclándose constantemente. El circuito de refrigeración secundario enfría al primario, originando vapor, el cual impulsará, unas turbinas que atacaran a unas dínamos y producirán electricidad. Existe un tercer circuito, destinado a licuar el vapor producido en el secundario, cuya agua entra y sale de un depósito o río exterior. Aunque teóricamente no presente ningún tipo de contaminación radiactiva, una central nuclear puede provocar impactos al afectar al microclima de la zona haciéndolo más cálido y húmedo. Además, el agua de refrigeración origina una contaminación térmica de los ríos donde va a parar y pudiendo alterar los ecosistemas colindantes.’ El combustible nuclear se extrae a partir de grandes cantidades de mineral de uranio, que se procesa para separar el isótopo uranio-235 del resto. Después se enriquece añadiéndole plutonio-239 para mejorar la reacción de fisión, y con ello se fabrican las barras de combustible de los reactores. Unos tres o cuatro años más tarde la 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 dentro del mismo reactor. Cuando existen suficientes barras gastadas, éstas se transportarán a las centrales de reprocesado, donde se extrae el plutonio y otros isótopos de corta vida media. Los residuos restantes permanecerán activos al menos 10000años. Actualmente se está investigando un proceso basado en otras reacciones de fisión (torio-232) que no se activan por sí mismas, conocido como amplificador de energía. Para realizar la fisión es necesario un acelerador de partículas que bace chocar protones contra un bloque de plomo, inyectando los neutrones resultantes en el reactor para que éste funcione. Las ventajas de este diseño son, por una parte, la sustitución de restos peligrosos (plutonio) por otros que lo son menos (torio), y por otra, que la reacción sólo se mantiene mientras inyectemos neutrones, deteniéndose automáticamente si esto se interrumpe, lo que minimiza las posibilidades de accidentes.
Se denomina fusión a la unión de núcleos ligeros para dar origen a otro más pesado, liberándose en dicho proceso una enorme cantidad de energía (éste es el mecanismo que proporciona energía al Sol ya las estrellas). Para que esta reacción pueda ocurrir, los núcleos han de acercarse mucho más de lo que se
encuentran en circunstancias normales ), lo que solamente es posible a enormes temperaturas, en as cuales los átomos se encuentran en un cuarto estado de la materia, el plasma, constituido por los núcleos «desnudos/de carga, positiva, ya que los electrones se han separado totalmente de ellos. No existe ningún material capaz de contener un plasma, por ello la única solución es almacenarlo dentro de botellas magnéticas, donde fortísímos campos electromagnéticos lo mantienen confinado en un determinado espacio. De todas las posibles reacciones, se han seleccionado elementos cuyos residuos no sean radiactivos y que abunden en la naturaleza, como son dos isótopos del hidrógeno: el deuterio y el tritio, que al unirse forman helio, liberan neutrones y una gran cantidad de energía. Los aspectos teóricos del proceso se encuentran mucho más avanzados que los aspectos prácticos, ya que no existen aún diseños de reactores nucleares utilizables comercialmente, pues todavía se está en una etapa de investigación básica. Actualmente se estudian dos diseños de reactor:
Confinamiento magnético, de forma toroidal. Esta forma de “botella magnética» permite mantener al plasma circulando hasta alcanzar la temperatura de reacción mediante la inyección de energía.
Confinamiento inercia, en el que una esfera constituida por los reactivos es sometida al ataque de potentes láseres que la hacen implotar (hundirse sobre sí misma), generando una reacción de fusión* sin que se separen los combustibles por la fuerza de la inercia.
7.1.Problemas derivados de la explotación de los recursos minerales. 7.1.1.Riesgos ocasionados por la actividad minera.
La actividad minera comporta más riesgos que otro tipo de ocupaciones laborales, ya que entre otros factores de riesgos tenemos los siguientes: -La excavación de túneles y galerías, o la construcción de taludes, favorece el riesgo de desplomes, hundimientos (puntales, galerías) y derrumbes (taludes). -Las condiciones de temperatura y humedad no son saludables. -En su desarrollo se desprenden sustancias peligrosas para la salud o para la seguridad de los trabajadores. -La utilización de maquinaria y herramienta pesada conlleva riesgos de accidentes por golpes y atropellos; y de enfermedades articulares producidas por las vibraciones (martillos neumáticos).-La minería a cielo abierto provoca menos accidentes que la minería subterránea; sin embargo su impacto ambiental es mayor. Los accidentes más graves se deben a desplomes, hundimientos y derrumbes; o a explosiones de grisú, que en general se deben a que las medidas de seguridad son deficientes y escasas. Las enfermedades laborales màs características son afecciones respiratorias provocadas por el polvo, afecciones neurológicas provocadas por metales pesados (demencias, etc.) y diversos tipos de padecimientos articulares provocados por las condiciones de trabajo (artrosis y procesos reumatoides).
Impactos sobre la atmósfera:
A)Partículas sólidas se producen en las aperturas de huecos (voladuras) y transporte de raenasyjsténleg. (parte del subsuelo que no contiene material explotable), fundamentalmente. SoíamOTtesSojtSes^ para personas con problemas respiratorios y para los árboles. Para paliar este impacto, se debe mantener la zona ligeramente húmeda. Para ello se ha de proceder a una revegetación rápida de las zonas en las que se abandonan las actividades mineras de forma permanente o temporal y la formación de pantallas arbóreas que capten el polvo en las proximidades de los focos de producción.
B)Gases, generalmente compuestos de azufre, que se advierten fundamentalmente en las explotaciones abandonadas.
C)Ruidos, debidos a las voladuras, maquinaria pesada, etc. Evidentemente, los que máa sufrensus efectos son los propios trabajadores, ya que la lejanía de las minas con respecto a los núcleos de población, hace que estos ruidos sean imperceptibles o que lleguen muy amortiguados por la distancia. Para eliminarlos se colocan barreras sónicas con pantallas naturales (vegetación) o artificiales.
Impactos sobre las aguas: Las actividades mineras llevan consigo una modificación de los cauces; producen importantes cambios en el balance entre infiltración y escorrentía debido a la modificación del suelo y vegetación que lleva consigo una mayor capacidad erosiva y que son responsables de los paisajes descamados y con una morfogénesis especifica. Las escombreras se convierten en peligrosos focos de contaminación para las aguas superficiales y subterráneas, produciéndose pérdida de su calidad por procesos de salinización, alcalinización, incremento de la turbidez, concentraciones anómalas de metales pesados, Al,- As, S, etc., debido a que modifican las condiciones de pH, y conductividad de las aguas con su consiguiente influencia sobre la solubilidad de muchos elementos y, especialmente, de los de carácter metálico.
Impactos sobre el suelo: Es donde los impactos Se producen como consecuencia de la eliminación o modificación profunda del suelopaxa la explotación. Los suelos que quedan tras una explotación minera presentan materiales de muy diferente tamaño, productos residuales de las extracciones, escombreras de estériles, etc, por lo que presentan graves problemas para el desarrollo de una cubierta vegetal, siendo sus características más notables las siguientes:
A)Textura desequilibrada. Las operaciones mineras, generalmente producen una selección en el tamaño de las partículas* quedando materiales gruesos, a veces sin apenas fracción menor de 2 mm.
B)La presencia de condiciones de acidez crea un ambiente hiperácido e hiperoxidante en el que se produce un intenso ataque de los minerales. Esto hace que el medio no sea apto para el. desarrollo de los organismos.
C)Escasez o desequilibrio en el contenido de los nutrientes fundamentales, dado que la actividad biológica está fuertemente reducida» Se presentan fuertes carencias de los principales elementos biogénicos: C, N y P.
D)Ruptura de los ciclos biogeoquímicos, debido a que en los procesos mineros se suelen eliminar los horizontes superficiales, que son precisamente los biológicamente activos.
E)Dificultad de enraizamiento. Como consecuencia de la extrema delgadez del suelo, las raíces solo pueden desarrollarse en lafina capa superficial.
F)Presencia de compuestos tóxicos, que impiden o cuando menos dificultan la rápida colonización de los depósitos.
Impactos sobre la flora y la fauna: Los impactos más importantes son debidos a la eliminación o alteración de los hábitat de muchas especies, la ruptura de las
cadenas tróficas, así como la introducción de sustancias nocivas en la biosfera. Otros efectos son consecuencia de la eliminación del suelo o de la eliminación directa de la cubierta vegetal y de la fauna.Las medidas a tomar pasan por la regeneración de la calidad de la atmósfera y, sobre todo, de los suelos y aguas de modo que pueda instalarse la vegetación.
Impactos sobre la morfología y el paisaje: Debidos a la modificación de las formas naturales del terreno, apareciendo pendientes muy pronunciadas e incluso una gran frecuencia de paredes verticales, así como la destrucción o proñmda modificación de la cobertera vegetal.
A)Cambio de coloración, frecuentemente hacia tonos más rojizos, causados por una oxidación más intensa que la que presentan los suelos de la zona. B)El arranque de considerables volúmenes de estériles obliga a su acumulación con la correspondiente ocupación de terrenos que afean el paisaje. Estos materiales son inestables por su falta de cohesión, lo que les expone fácilmente a la erosión y arrastre por las aguas y
por el viento.
C)En la minería a cielo abierto por la formación de socavones y la destrucción de la cobertera vegetal, en la minería subterránea por los riesgos de subsidencias o colapsos; en ambos tipos de minería por las escombreras en las que se almacenan los estériles de la mina procedentes de la extracción.
La planificación de la actividad minera debe incorporar medidas para evitar en lo posible estos efectos negativos, y para restaurar y recuperar los terrenos afectados por la explotación. Entre estas medidas se pueden citar: *Las conducentes al restablecimiento del equilibrio hidrológico, al tratamiento y depuración de las aguas contaminadas, al control y vigilancia de aguas subterráneas, etc, *Las relacionadas con la gestión de los estériles, las escombreras, su almacenamiento definitivo, el relleno de los huecos en la explotación, etc. *Las que tienen por fin la restauración del paisaje, teniendo en cuenta las características del terreno, especies vegetales del entorno, necesidades planteadas por las características de la explotación, revegetación, etc. * El control de los efectos negativos sobre la población circundante (medidores de ruido, de vibraciones, de contaminación atmosférica, etc.). *La planificación de servicios necesarios para atender las demandas específicas de la población, y de políticas de reindustrialización o de actividades productivas alternativas que eviten el despoblamiento cuando cese la actividad minera.
La contaminación atmosférica, está ocasionada por las sustancias que se liberan en la combustión, y los residuos que se generan:
Cenizas, y partículas en suspensión.
Metales pesados, algunos como el plomo, usado en compuestos (tetraetilo y tetrametilo de plomo) como aditivos antidetonantes en los motores de gasolina, sin catalizador. Productos de la combustión del carbono: CO, CO2 y CH4. El CO se forma cuando la combustión no es completa, lo que sucede generalmente en los motores de gasolina. Es altamente tóxico ya que es 210 veces más afín que el oxígeno a la hemoglobina de la sangre, y además el compuesto que se forma es muy estable. Con agua, reacciona formando diversos compuestos: metanol, metano, etc. Por su parte, CO2 y CH4 son gases con efecto invernadero. El dióxido de carbono: se produce en grandes cantidades y tiene un período de residencia en la atmósfera muy alto (entre 200 y 500 años); mientras que el metano se produce en mucha menor proporción y es poco estable (período de residencia de 10 años); pero absorbe mayor cantidad de radiación.
Óxidos de azufre y de nitrógeno, resultado de la oxidación de los compuestos sulfurados y nitrogenados de carbones y petróleos (la combustión de gas natural prácticamente no genera estos compuestos). Estos gases provocan lluvia àcida, ya que en contacto con el agua y el oxígeno del aire se transforman en ácidos con capacidad para destruir las rocas y el suelo, impedir el desarrollo de la vegetación, etc.
Entre todos los contaminantes merecen especial atención los hidrocarburos, ya que la magnitud del impacto ambiental de los vertidos de petróleo es enorme. 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. Se denomina marea negrala masa oleosa que se crea cuando se produce un derrame de hidrocarburos en el medio marmo. Se trata de una de las formas de contaminación mas graves, pues no solo invade el hábitat de numerosas especies marinas, sino que en su dispersión alcanza igualmente costas y playas destruyendo la vida a su paso, o alterándola gravemente, a la vez que se generan grandes costes e inversiones en la limpieza, depuración y regeneración de las zonas afectadas.
Cuando ocurre un vertido de petróleo se suceden ima serie de etapas hasta que se elimina la mancha, durante las cuales se producen graves alteraciones en los ecosistemas marinos:
El petróleo vertido se va extendiendo en una superficie cada vez mayor hasta llegar a formar una capa muy extensavcon espesores de sólo décimas de micròmetro. De esta forma se ha comprobado que 1m3 de petróleo puede llegar a formar, en hora y media, una mancha de 100m de diámetro y 0,01 mm de espesor. Si esto ocurre cerca de las costas, ocasiona un gran desastre ecológico viéndose afectadas, además, las actividades pesqueras, turísticas, etc. En ausencia de viento, el hidrocarburo se moverá, normalmente, con la misma velocidad y en la misma dirección que la corriente. Con viento, se mueve a una velocidad estimada en un pequeño tanto por ciento de la velocidad de éste. Las olas ejercen una influencia menor sobre un vertido ya que no inducen un movimiento considerable sobre el hidrocarburo derramado, sin embargo su efecto sí es importante en relación con la dispersión y el proceso de envejecimiento.
Al incrementarse el área del vertido aumenta también la tasa de evaporación, pero la velocidad y extensión de la evaporación varían considerablemente dependiendo de la composición del hidrocarburo. Los de poca densidad (gasolina y fuel-oil ligero), se evaporan con gran rapidez (el 50% en unas pocas horas), mientras que los hidrocarburos pesados se disipan más lentamente. La evaporación se ve también afectada por la velocidad del viento y la temperatura; cuanto más altas sean ambas, más rápida será la evaporación.
los contaminantes se estabilizan en las distintas zonas del mar (superficie, fondos marinos, etc.) afectando a los correspondientes ecosistemas, lo que puede durar vanos meses. Un proceso importante en esta etapa es la emulsión del vertido, es decir, la incorporaciónde agua al hidrocarburo cambiando así las propiedades de mismo y la cantidad presente en la superficie de la mar. El contenido de agua.de tales emulsiones puede alcanzar el 80-90%. Las condiciones de viento y la viscosidad del hidrocarburo son los factores más importantes para la formación de emulsiones, que pueden llevar a que el volumen de la emulsión cinco dias después del derrame sea el doble del volumen derramado.