Tema 01 Medio Ambiente

8/17/2019 Tema 01 Medio Ambiente

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Dpto. de Biología y Geología Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente____________________________________________________________________________________________________________________________

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Tema 1 La Tierra y el medio ambiente

La Tierra como un gran sistema: la interacción entre los subsistemas

Un sistema es un conjunto de partes unidas por alguna forma de interacción o interdependencia regular. Lasrelaciones entre los componentes de un sistema, y entre éstos y el entorno, consisten en flujos o intercambiosde materia y/o energía e información.

Desde el punto de vista termodinámico podemos distinguir tres tipos de sistemas:

••• Abiertos: son aquellos en los que existe un intercambio de materia y energía con el entrono.

••• Cerrados: son aquellos en los que hay un intercambio de energía con el entorno pero no de materia.

••• Aislados: son aquellos en los que no existe intercambio ni de materia ni de energía con el entorno.

Los sistemas suelen estudiarse mediante modelos y se dividen en componentes más simples(subsistemas).para poder describir el comportamiento de éstos y sus relaciones.

Nuestro planeta se considera un sistema cerrado. Recibe un aporte de energía procedente del Sol yexperimenta una pérdida de energía en forma de calor (salida de energía en forma de infrarrojo). Es un sistemaque autorregula su temperatura, manteniendo una temperatura media de 15 ºC, lo que permite la existencia deagua líquida y, por tanto, de vida.Como es un sistema muy complejo, al elaborar un modelo consideramos varios subsistemas: atmósfera,hidrosfera, geosfera y biosfera. Las interacciones entre los diferentes subsistemas terrestres tienen comoconsecuencia la regulación del clima, de modo que el sistema Tierra se puede considerar un sistema climático.

• Atmósfera: la atmósfera, envoltura gaseosa de la Tierra, se originó como consecuencia de ladesgasificación de las rocas durante la fusión del planeta primitivo. Su composición original debía de sermuy diferente a la actual, sin oxígeno, con gran cantidad de nitrógeno y dióxido de carbono, y enormescantidades de vapor de agua. El vapor se condensó, a medida que el conjunto planetario se enfriaba, y

precipitó en forma de lluvias continuas, dando lugar a los océanos. La acción de la energía solar sobreéstos originó el ciclo del agua en la Tierra.A la vez, gran parte del dióxido de carbono atmosférico se disolvería en las gotas de lluvia y pasaría a losocéanos. En el agua oceánica, podría reaccionar con otros compuestos y daría lugar a rocas sedimentariascarbonatadas. De esta forma, la atmósfera quedaría empobrecida en dióxido de carbono, mientras que elnitrógeno, menos reactivo e insoluble, quedaría como componente mayoritario.Mucho más tarde, como consecuencia de la actividad fotosintética de los seres vivos, la atmósferacambiaría su composición de manera fundamental: apareció el oxígeno y se redujo, aún más, laconcentración de dióxido de carbono (por la fijación del carbono durante la fotosíntesis).

Una de las principales acciones de la atmósfera es modular la energía procedente del Sol y regular latemperatura del planeta. La superficie de la Tierra se calentaría en exceso si no fuera porque alrededor del30% de la energía solar es reflejada por la atmósfera (albedo). Además, la circulación general atmosférica

contribuye a distribuir la energía incidente desde las zonas ecuatoriales, más calentadas, hacia las zonasde latitudes más altas: es el origen de los fenómenos climáticos.

Respecto a la hidrosfera: se relaciona con ella mediante el ciclo del agua, produce las olas, las corrientesmarinas y la distribución planetaria de las precipitaciones son también consecuencia de la dinámicaatmosférica.

Respecto a la geosfera: la atmósfera ejerce una acción directa sobre las rocas mediante la meteorización,y los fenómenos meteorológicos (lluvias, nieve, etc.) son responsables del modelado del relieve.

Respecto a la biosfera: la influencia de la atmósfera en la biosfera es decisiva, ya que filtra lasradiaciones nocivas, la temperatura terrestre es moderada y hace posible la presencia de agua líquida,imprescindible para la vida.

Las relaciones entre atmósfera y biosfera son tan importantes que la composición química atmosféricasería muy distinta si el planeta estuviese muerto, es decir, la biosfera regula la composición de la atmósferaactual. Hay que resaltar que la composición de los distintos gases atmosféricos tiene una influenciaconsiderable en el balance térmico del conjunto de la Tierra.


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La aparición, hace unos 2000 m.a. de los seres vivos, y especialmente de aquellos que realizan lafotosíntesis, proceso responsable de la liberación de oxígeno y que tuvo dos consecuenciasextremadamente importantes:

La transformación del carácter reductor de la atmósfera en oxidante. Formación de la capa de ozono en la estratosfera, que actúa como una pantalla protectora frente a las

radiaciones de alta energía, posibilitando el desarrollo de vida fuera del agua.

• Hidrosfera: su volumen parece ser que se ha mantenido constante desde hace 3.000 millones de año.Está formada por agua en los tres estados, aunque la mayor parte forma los océanos. Esta agua sedesplaza continuamente desde la superficie terrestre a la atmósfera y viceversa, dando origen al ciclohidrológico. Además, las aguas continentales intervienen en procesos de meteorización, erosión, transportey sedimentación continental.

La hidrosfera tiene un papel esencial en la regulación térmica, en colaboración con la atmósfera, gracias alelevado calor específico del agua (amortigua las variaciones bruscas de temperatura), a las corrientesmarinas (redistribuyen el agua caliente hacia zonas frías) y a la reflexión de las radiaciones solares por lasmasas de hielo glaciar (albedo).

Respecto a la atmósfera: se relaciona mediante el ciclo del agua

Respecto a la geosfera: el agua que circula por la superficie terrestre modela el relieve: disgrega muchosminerales, arrastra materiales sueltos, los transporta y los sedimenta. Los ciclos biogeoquímicos delcarbono, del nitrógeno y del fósforo transitan entre el agua y la geosfera. Por otro lado, las erupcionesvolcánicas calientan, en las zonas próximas, el agua subterránea.

Respecto a la biosfera: el agua es fundamental para la biosfera, puesto que forma parte de los seresvivos en una alta proporción, les aporta diversos hábitats (ríos, humedales, mares, etc.) y mantiene latemperatura global en los intervalos adecuados para el desarrollo biológico.

• Geosfera: la parte sólida del planeta está formada por un núcleo denso y metálico, un manto rocoso y

una corteza de rocas más ligeras, debido a la diferenciación gravitatoria de los materiales terrestres. Esuna esfera dinámica, movida por la energía interna que permanece desde sus orígenes y que lentamentese va disipando al espacio exterior. Esa energía es el motor de las placas litosféricas que interaccionan enel planeta. La geosfera es una capa que tiene su propia dinámica, pero que de una corteza con rocasúnicamente endógenas, ha pasado a una corteza también con rocas exógenas, algunas de las cuales sonbiogénicas. Los procesos de tectónica de placas forman corteza terrestre en las áreas donde éstas seseparan y la destruyen donde convergen. Existen distintos flujos de materia entre biosfera y litosfera talescomo por ejemplo los sedimentos de origen planctónico (petróleo), o los aportes de SH2 de las fuenteshidrotermales que aprovechan microorganismos especializados del fondo marino.

La dinámica interna de la geosfera repercute en la superficie terrestre (creación de cordilleras, fenómenostectónicos, etc.) y tiene efectos sobre los otros subsistemas.

Respecto a la atmósfera: las erupciones volcánicas liberan gases que modifican localmente lacomposición atmosférica y calientan el agua subterránea próxima a las cámaras magmáticas.

Respecto a la hidrosfera: el agua modela la superficie terrestre con los procesos de erosión, transporte ysedimentación. Las erupciones volcánicas modifican la composición del agua (aportan sales).

Respecto a la biosfera: es fundamental en la formación de los suelos, el sustrato donde se asienta la vida,y en el aporte de sales minerales necesarios para el desarrollo vegetal

• Biosfera: se trata de una capa delgada pero que, por ejemplo, en los océanos se extiende hasta sufondo, y aún más en el interior de los sedimentos. En la litosfera se han localizado bacterias en sondeos amás de dos mil metros de profundidad, y en la atmósfera las formas de resistencia de los organismos

pueden alcanzar alturas de varios kilómetros. Es difícil, pues, ponerle límites a la biosfera porque seinmiscuye en hidrosfera, atmósfera y litosfera. La vida apareció en el agua líquida, y por eso la relaciónentre biosfera e hidrosfera es un tanto especial. Los procesos vitales requieren de la existencia de agua enestado líquido de manera que los organismos, o viven en el agua, o han tenido que interiorizar el medioacuático al pasar a vivir en el aire.


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Si bien los seres vivos se han ido modificando por adaptación al ambiente, también ellos son causa deimportantes cambios ambientales y su presencia ha sido y es un factor determinante de las condicionesexistentes en nuestro planeta. La vida en su conjunto ejerce una acción global que contribuye a mantenersobre el planeta las condiciones adecuadas para su desarrollo, reaccionando ante los desequilibrios ytrasformando activamente el planeta. La aparición de organismos vivos fue unos de los acontecimientosesenciales en la evolución del planeta, pues ha condicionado la composición, la estructura y la dinámica de

las capas fluidas, así como de la superficie de la geosfera.

Los ciclos biogeoquímicos, finalmente, representan un buen ejemplo de la interrelación entre todos lossubsistemas terrestres: elementos como el carbono, el nitrógeno y el fósforo circulan entre el agua, losorganismos, el aire o las rocas, formando parte de moléculas que permanecen estables durante cierto tiempoen cada lugar.

Concepto de medio ambiente

El medio ambiente se definió por vez primera de forma oficial en la Conferencia de las Naciones Unidas sobre

Medio Ambiente Humano, celebrada en Estocolmo en 1972 y promovida por la UNESCO, como: “El MedioAmbiente Humano es el conjunto de componentes físicos, químicos, biológicos y sociales capaces decausar efectos directos o indirectos, en un plazo corto o largo, sobre los seres vivos y las actividadeshumanas”.

Actividades

Temas largos

1) La Tierra es un sistema en equilibrio. Cuando un componente cambia, el resto también debe cambiar pararestablecerlo. Explica las relaciones existentes entre los distintos componentes del sistema Tierra.

2) La Tierra como sistema. Interacción entre las grandes capas terrestres.

Preguntas cortas

3) ¿Qué se entiende por sistema Tierra?.

4) Describe las interacciones entre la atmósfera y la biosfera.

5) Describe los resultados de las interacciones entre la geosfera y la hidrosfera.

6) Concepto de medio ambiente.

1. La Tierra y el Medio Ambiente. La Tierra como un gran sistema: la interacción entre las capas.Concepto de medio ambiente.

Conceptos básicos: sistema, atmósfera, hidrosfera, biosfera, geosfera.


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Tema 2 La relación entre la humanidad y la Naturaleza

Los recursos naturales. Concepto de recurso

Los recursos son el conjunto de elementos disponibles en la Naturaleza para satisfacer una necesidad física,fisiológica, socioeconómica o cultural. Por definición, deben ser accesibles. Los recursos naturales son elcapital de la Tierra y nos proporcionan alimentos, energía y materias primas.Los recursos naturales nos proporcionan energía, alimentos y materias primas, y son extraídos sólo deaquellas zonas de la Tierra que nos resultan accesibles (litosfera, hidrosfera y atmósfera).Las reservas son por tanto aquellos recursos que pueden ser explotados mediante el uso de la tecnologíaactual obteniendo un beneficio económico y cuya localización y cantidad se conocen detalladamente. Así sehabla de reservas de petróleo, de carbón…La diferencia estriba en que recurso es un concepto medioambiental y reserva es un concepto económico puesestá relacionado con la rentabilidad de su explotación. Una cierta concentración natural puede ser consideradacomo recurso o como reserva dependiendo de factores socioeconómicos como cambios en el consumo,aparición de nuevos productos, innovaciones tecnológicas, estrategias políticas, rentabilidad, oferta ydemanda…

Tipos de recursos: recursos renovables, no renovables y potencialmente renovables

Los recursos naturales se pueden clasificar atendiendo a diversos criterios:

1. Según su naturaleza:

a) Biológicos: constituidos por los seres vivos. Son los recursos alimenticios, forestales y la biomasa.

b) Geológicos: incluyen el suelo, agua, combustibles fósiles y nucleares, energía solar, recursominerales, etc.

c) Recreativos y culturales: caso de los parques y reservas naturales, paisaje,…

2. Según sus posibilidades de regeneración:

a) Renovables: son aquellos que, una vez extraídos y utilizados se pueden regenerar, ya que formanparte de un ciclo natural, por lo que se puede decir que son inagotables. Son recursos renovables laenergía solar, el viento, las olas, las mareas, las corrientes.

b) No renovables: son aquellos que existen en cantidades fijas sobre la corteza terrestre, ya que, al

depender de procesos geológicos (muy lentos a escala de la vida humana), tardan mucho tiempo enregenerarse (cientos, miles o millones de años). Son aquellos que se están explotando a un ritmosuperior al de su formación y por tanto, una vez agotados por completo, desaparecen para siempre.Son todos aquellos que se obtienen a partir de yacimientos o lugares donde se formaron a lo largo demillones de años. Se trata pues de recursos limitados que se van agotando progresivamente. Tal es elcaso de los minerales y combustibles fósiles.

c) Potencialmente renovables: son recursos que se renuevan mediante procesos naturales en un tiemporelativamente corto (meses, años o decenios), pero cuya existencia futura está condicionada a sureposición. Cada vez es más complicado y costoso potabilizar agua debido a la cantidad decontaminantes presentes en los ambientes acuáticos superficiales y subterráneos de donde se extrae.La tala indiscriminada de bosques también se produce a mayor velocidad que la de reproducción orecuperación de los árboles que lo componen así como el suelo. Es por ello que estos recursos, aún

siendo renovables, la especie humana puede convertirlos en no renovables. Los peces, los bosques, elaire limpio, el agua de los ríos, la biodiversidad, etc. Son potencialmente renovables siempre y cuandosu ritmo de utilización no sobrepase su velocidad de regeneración


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Los riesgos naturales. Concepto de riesgo

Riesgo es toda condición, proceso o evento que puede causar daños personales (heridas, enfermedades,muerte), pérdidas económicas o daños al medio ambiente. Con la excepción de las guerras, los mayoresdesastres los causan los riesgos de tipo natural, sobre todo los terremotos, huracanes y las inundaciones.Hay que tener en cuenta que, en muchas ocasiones, el motivo real de las catástrofes no es el propio evento

que las originó, sino el hacinamiento (aglomeración) de la población humana en las áreas susceptibles depadecerlo y la carencia de los medios para hacerles frente, lo que resulta evidente en los países más pobresdel planeta. Por ese motivo, la prevención de los riesgos se ha constituido en uno de los puntos prioritarios quese deben considerar dentro de la crisis ambiental.

Tipos, factores y prevención de los riesgos

Tipos de riesgos: a grandes rasgos podemos clasificar los riesgos en tres grandes grupos:

a) Riesgos tecnológicos o culturales: se producen como consecuencia del funcionamiento normal de lasmáquinas, del uso habitual de productos químicos (concentración en las aguas de nitratos o pesticidasprocedente de la agricultura), a causa de fallos humanos (mareas negras, escapes radiactivos) o debidos amodos de vida peligrosos (asaltos, drogas, alcoholismo, malos hábitos alimenticios, conducción peligrosa,consumo de tabaco).

b) Riesgos naturales: se deben a causas naturales y pueden ser:

Biológicos: son las enfermedades causadas por todo tipo de microorganismos infecciosos o parásitos(bacterias, virus), pólenes o animales como avispas o serpientes venenosas. Por ejemplo, la pestenegra, el SIDA, la plaga de langosta, etc.

Químicos: resultantes de la acción de productos químicos peligrosos contenidos en las comidas, elagua, el aire o el suelo (por ejemplo, respirar los gases expulsados por un volcán, beber agua quecontenga nitratos o metales pesados como el mercurio).

Físicos: radiaciones ionizantes, el ruido, los incendios. Climáticos: tornados, huracanes, gota fría, lluvias torrenciales, tormentas, granizo, heladas, ventiscas,

sequías, olas de frío, olas de calor, etc.

Geológicos: se deben a procesos geológicos internos (volcanes, terremotos) y a procesos geológicosexternos y dependen del clima (movimientos de laderas, inundaciones, hundimientos del terreno, etc.)

Cósmicos: los procedentes del espacio, como la caída de meteoritos o las variaciones de radiaciónsolar incidente.

c) Riesgos inducidos o mixtos: son el resultado de la alteración o la intensificación de los procesosgeológicos naturales debido a la acción humana, es decir, son riesgos naturales provocados o potenciadospor la acción humana. Por ejemplo, la propagación de la Legionella a través de los sistemas de aireacondicionado; el desprendimiento de laderas que ocurre al construir una carretera; el riesgo de erosión delsuelo favorecido por la deforestación y el laboreo agrícola; el riesgo de hundimiento potenciado por laminería subterránea.

Factores de riesgo: los factores que hay que tener en cuenta a la hora de estudiar un riesgo son tres:

a) Peligrosidad (P): depende del propio evento y se define como la probabilidad de ocurrencia de unfenómeno cuya intensidad o severidad lo hacen potencialmente dañino en un lugar determinado y dentrode un intervalo de tiempo específico. Para calcularla hay que seguir tres pasos:

La distribución geográfica: hay que localizar las zonas históricamente castigadas por un determinadofenómeno y delimitar su radio de acción, ya que, a más extensión, mayor población se verá afectada.

Tiempo de retorno: es la periodicidad o frecuencia de tiempo con la que un riesgo se repite. Se calcularecurriendo a datos referidos al pasado (por ejemplo, 1/100 significa que un evento se repite cada 100años).


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La magnitud: es el grado de peligrosidad según la intensidad a partir del registro histórico. Enocasiones se habla de grado máximo de peligrosidad (se valora la probabilidad de que ocurra elsuceso de máxima magnitud ocurrido en la zona según el registro histórico). O bien se habla de gradomedio (que corresponde al suceso cuya magnitud es la más frecuente en presentarse. Por ejemplo, lamagnitud de la inundación que se repite cada pocos años, es decir, la más frecuente).

El factor peligrosidad es de suma importancia para elaborar mapas de peligrosidad, cuya finalidad es lareducción de los daños, ya que pocas veces podemos aminorar la peligrosidad potencial del evento en sí(salvo en el caso de las inundaciones o de los movimientos de laderas, no podemos rebajar la magnitud deun terremoto ni la intensidad de una gota fría, ni evitar que éstos ocurran).

b) Exposición (E): es el número total de personas o bienes expuestos a un determinado riesgo. Este factores de suma importancia y las situaciones que lo determinan (superpoblación y hacinamiento en lasgrandes ciudades) incrementan más el riesgo que la peligrosidad del evento en sí. En función de lasvaloraciones realizadas, la exposición se puede cuantificar de tres formas:

▫ Social: se tiene en cuanta la población implicada o el número de víctimas potenciales.▫ Económica: se evalúa el total de bienes expuestos valorados en euros/año.▫ Ecológica: se tiene en cuenta el número de especies de seres vivos afectadas o el grado de deterioro

de los ecosistemas.

Las medidas encaminadas a disminuir este factor plantean restricciones en los usos del suelo en las áreasdonde exista el factor peligrosidad, lo que implica la ordenación del territorio, que determina las zonas deriesgo, limitando su ocupación. Esta medida resulta muchas veces de imposible aplicación ya que lapoblación tiende a ocupar los espacios afectados (las vegas o las zonas propensas al vulcanismo son muyapetecidas como lugares de asentamiento por la humanidad debido a la fertilidad de sus suelos). Tambiénse puede reducir la exposición a partir del diseño de estrategias de emergencia, como la protección civil yla instalación de vigilancia, control y alerta.

c) Vulnerabilidad (V): representa el tanto por ciento (o tanto por uno) de víctimas mortales, pérdidaseconómicas o ecológicas respecto al total expuesto a un determinado evento. Se trata de una medida de lasusceptibilidad ante los daños, de la disponibilidad de los medios para hacerles frente. Incluye el grado de

conciencia ante los peligros, el estado de las infraestructuras y de las viviendas, la existencia de medidasde tipo político y la capacidad de las personas y de las comunidades para hacerle frente. La riqueza, latecnología, la educación y la información disminuyen la vulnerabilidad, por lo que los países pobres sonmucho más vulnerables que los ricos frente a las catástrofes naturales.Existen medidas determinadas para disminuir este factor, como son:

▫ El diseño y la utilización de materiales de construcción adecuados a cada tipo de riesgo, como lacimentación apropiada o la construcción sobre pilares en el caso de inundaciones.

▫ La edificación sismorresistente en zonas de riesgo sísmico.▫ La instalación de pararrayos para evitar la caída de los rayos.▫ La utilización de vacunas para prevenir determinadas enfermedades.

Valoración del riesgo: se considera riesgo (R) al producto de la peligrosidad (P) de un desastre, por lavulnerabilidad (V) en tanto por uno, y por la exposición E en número total de víctimas o daños económicospotenciales (por evento o año).

Por lo tanto, para que exista riesgo tienen que concurrir los tres factores, ya que si uno de ellos es cero, elriesgo será nulo. Así, por ejemplo, en una zona que posee un índice de peligrosidad sísmica muy elevado (seproducen terremotos de elevada frecuencia y magnitud) pero que está prácticamente deshabitada (bajaexposición), el riesgo será muy bajo o nulo.Si la citada zona está muy poblada (elevada exposición) pero posee las construcciones antisísmicas

adecuadas (baja vulnerabilidad), el riesgo sísmico será inferior al de otra zona que carezca de las viviendas ode las medidas preventivas adecuadas (alta vulnerabilidad).Y cuando la vulnerabilidad es elevada, el riesgo es mayor que en otros lugares de reducida vulnerabilidad,aunque en estos últimos la peligrosidad sea superior. Por ejemplo, en Japón los terremotos causan menosmuertos que en Turquía aunque, por regla general, tienen una mayor magnitud.

R = P · V · E


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Planificación de riesgos

La planificación tiene por objeto la elaboración de medidas destinadas a hacer frente a todo tipo de riesgos.Estas medidas se basan fundamentalmente en la predicción y la prevención.

1. Medidas predictivas: predecir es anunciar con anticipación. Estas medidas tienen como objetivo indicar

con anticipación dónde, cuándo y con qué intensidad va a producirse un fenómeno. Tiene por tanto trescomponentes: espacial (dónde va a ocurrir), otra temporal (cuándo va a ocurrir) y la tercera consiste enprever su intensidad.

2. Medidas preventivas: prevenir es prepararse con anticipación. Consiste en aplicar una serie de medidasencaminadas a disminuir o evitar los daños derivados. Estas medidas pueden ser estructurales y noestructurales.

a) Estructurales: implican modificaciones de las estructuras geológicas o adaptar las construcciones paraminimizar los riesgos. Están destinadas a reducir la vulnerabilidad, para lo que se utilizan técnicas omateriales de construcción adecuados a cada tipo de riesgo (por ejemplo, la cimentación adecuada o laconstrucción sobre pilares reducen la vulnerabilidad en el caso de las inundaciones; la edificaciónsismorresistente la reduce en zonas propensas a terremotos; el pararrayos evita los daños originados

por la caída de los rayos; las vacunas, previenen determinadas enfermedades).

b) No estructurales: no implican modificaciones de las estructuras geológicas ni de levantamiento deconstrucciones adecuadas. Son las siguientes:

Ordenación del territorio: consiste en la elaboración de mapas de riesgo que determinarán lamejor ubicación de las futuras construcciones. Leyes que plantean restricciones en los usos delsuelo, prohibiendo o limitando los asentamientos humanos en las zonas de riesgo, por lo quereducen la exposición. Esta medida resulta muchas veces de imposible aplicación, ya que lapoblación tiende a ocupar las áreas susceptibles (por ejemplo, las vegas de los ríos o las zonaspropensas al vulcanismo, ambas muy apetecidas debido a la fertilidad de sus suelos).

Protección civil: se trata de aplicar medidas tanto estructurales (construcción de vías de

comunicación, refugios…) como no estructurales (encaminadas a preparar y alertar a la poblaciónsobre la organización de las medidas de evacuación). Su objetivo es doble, por un lado reducir losdaños; por otro, una vez producidos esto, sirve para el establecimiento del orden público.

Educación para el riesgo: es una medida muy eficaz el hecho de que la población tenga unainformación clara, precisa y objetiva sobre los problemas asociados a cada tipo de riesgo, ya queasí se reduce la vulnerabilidad y se pueden mejorar las estrategias de prevención de los mismos.Todo ello contribuye a mejorar la percepción del riesgo que tiene la ciudadanía, requisitoimprescindible, pues posibilita poder afrontarlos de la forma más correcta.

Establecimiento de seguros: en las zonas sometidas a un determinado riesgo se suelerecomendar, o incluso obligar, a las poblaciones a establecer seguros que garanticen larestauración de los daños. El valor de las primas es muy variable y en muchos países en vías de

desarrollo esta medida es de difícil aplicación.

3. Medidas correctoras: son las tomadas después de que haya sucedido la catástrofe. Tienen como objetivodisminuir la exposición, la vulnerabilidad y los riesgos inducidos. Entre ellas, elaboración de mapas deriesgo que faciliten una ordenación del territorio adecuada, y construcciones correctoras (información yactuación sobre la población, diques de contención de lavas, anclaje de taludes inestables, corrección detorrentes).

Mapas de riesgos

Los mapas de riesgo son representaciones cartográficas encaminadas a detectar zonas de riesgo con el fin deestablecer medidas preventivas, como las de protección civil, y medidas correctoras, que eviten en loposible catástrofes originadas por ellos permitiendo una adecuada planificación del territorio. Hay tres tipos:

▫ Mapas de peligrosidad: para elaborarlos se siguen los tres pasos indicados al estudiar este factor.


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▫ Mapas de exposición: resultan de gran utilidad ya que la superpoblación incrementa el riesgo. Se puedenelaborar tomando como referencia la densidad de población y el coeficiente de proximidad.

▫ Mapas de vulnerabilidad: reflejan las pérdidas (sociales o económicas) mediante un índice de costegeológico.

Los impactos ambientales. Concepto de impacto

Un espacio natural o un paisaje natural o un ambiente natural, es una parte del territorio de la Tierra que seencuentra escasamente modificado por la acción de la especie humana.Impacto se define como toda alteración del entorno provocada por la acción humana. Esta definición implicatanto efectos positivos (restauración de un paisaje o de un ecosistema alterados) como negativos (degradaciónde los suelos, deforestación, contaminación…).

Los impactos no se refieren sólo al entorno natural, sino también al social, cultural y económico. Asimismo,incluye la aplicación de medidas correctoras que tenderían a evitar o reducir el impacto. Si esas medidas no seaplican, la diferencia entre el entorno inicial y el nuevo, que resulta de nuestra acción, será mayor. Su

aplicación está siempre en función del nivel de desarrollo y de la conciencia ecológica de cada país.

Tipos de impactos

Existen varios criterios para clasificar los impactos:

a) Según la variación de la calidad ambiental:

Impacto positivo: es aquel que implica una alteración favorable en el medio o en alguno de suscomponentes. Por ejemplo, la mejora de la calidad del aire a causa de procesos de reforestación, lamejora e la calidad del agua por el saneamiento de cursos hídricos contaminados,…

Impacto negativo: aquel cuyo efecto se traduce en una alteración desfavorable en el medio o en

alguno de sus componentes. Por ejemplo, el empeoramiento de la calidad de la atmósfera por laemisión de contaminantes de chimeneas de industrias, el empeoramiento de la calidad de suelo porsobreexplotación agrícola,…

b) Según su extensión territorial:

Impactos locales: son aquellos en los que el impacto involucra sólo las zonas próximas al origen delmismo (molestias ocasionadas por el ruido, contaminación atmosférica local…). Afectan a un área delterritorio muy delimitada: contaminación el aire en las grandes ciudades, vertido de aguascontaminadas que afecta sólo a una zona concreta del curso de un río, construcción de una carreteraen una reserva natural.

Regionales: se extienden por amplias regiones y pueden afectar a varios países: contaminación gravede las aguas de un río, mareas negras, lluvia ácida, accidentes nucleares, etc.

Globales: pueden llegar a afectar a la totalidad del planeta, por lo que constituyen puntos prioritarios enlos debates internacionales sobre política ambiental. Ejemplo, pérdida de biodiversidad, destrucción dela capa de ozono, aumento de efecto invernadero y cambio climático, escasez de agua como recurso.

c) Por la necesidad de aplicación de medidas correctoras

Impacto crítico: aquel cuya magnitud es superior al umbral aceptable. Con él se produce una pérdidapermanente de la calidad de las condiciones ambientales, sin posible recuperación, incluso con laadopción de medidas correctoras o protectoras. Se trata pues de un impacto irrecuperable. Ej.: laexplotación de una cantera en una zona donde hay varias parejas de águila imperial.

Impacto severo: la recuperación de las condiciones del medio exige la adecuación de medidascorrectoras o protectoras y en el que, aún así, aquella recuperación precisa de un periodo de tiempodilatado. Sólo los impactos recuperables hacen posible la introducción de medidas correctoras. Ej.

Vertido de aguas residuales a u río. Impacto moderado: su recuperación no precisa prácticas correctoras o protectoras intensivas y en el

que el retorno al estado inicial del medio ambiente no requiere un largo espacio de tiempo, Ej.Instalación de una pequeña planta industrial.


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Evaluación de impacto ambiental (EIA): concepto y objetivos

El crecimiento económico contemporáneo ha originado un progresivo deterioro del medio ambiente, entendidocomo el entorno vital de los seres humanos. Este deterioro afecta de forma negativa a la calidad de vida de lapoblación y, sobre todo, rompe el equilibrio entre especie humana y naturaleza.

El deseo de compatibilizar desarrollo y conservación del medio natural hace cada vez más necesario aplicar elprincipio de prevención y, en último caso, de corrección de los daños. En este contexto se entiende laEvaluación del Impacto Ambiental (EIA), instrumento que permite conocer la incidencia medioambiental de unadeterminada actividad y, por tanto, decidir si conviene llevarla a cabo y, si es así, poder minimizar sus efectosmediante la adopción de determinadas medidas.

En el proceso encaminado aidentificar, predecir y prevenirel impacto de un proyecto oactuación sobre el medioambiente, se distinguenvarias fases. En primer lugarha de elaborarse un Estudiode Impacto Ambiental, que

ha de presentarse ante laAdministración. Existetambién un período deexposición pública, durante elcual todos los agentessociales pueden consultarlo ydar su opinión al respecto.Una vez superados todos lostrámites, corresponde alÓrgano Ambientalcompetente aprobar elestudio y otorgar laDeclaración del Impacto

Ambiental (DIA).

El Estudio de Impacto Ambiental tiene gran importancia. En él se identifican y valoran los impactos ambientalesdel proyecto o actividad prevista. Para ello se utilizan matrices más o menos complejas que enfrentan o cruzanlos factores ambientales más representativos con las actuaciones más relevantes que contempla el proyecto.Entre los numerosos métodos existentes sobresalen la matriz de Leopold.

La matriz de Leopold es un cuadro de doble entrada en el que figuran las acciones (columnas) que puedenprovocar alteración y los factores o elementos del medio (filas) susceptibles de ser alterados, estableciendoentre ambos una relación causa-efecto.

En las acciones se consideran todas las variables que intervienen en el proyecto: las previas, las de las fases

de construcción, explotación y abandono, los cambios provocados en el uso del territorio, el destino de losresiduos, los accidentes laborales…Es importante tener en cuenta otros factores, como su acumulación, incidencia sobre la calidad de vida de losciudadanos (ruido, olores…), sinergia (reforzamiento de efectos simples), persistencia, periodicidad yposibilidad de recuperación.

En cuanto a los factores, se consideran los componentes del medio físico, biológico y socioeconómico: aire,clima, agua, litología, geomorfología, suelo, vegetación, fauna, funcionamiento de los ecosistemas, paisaje,población humana, patrimonio histórico…

La suma por filas nos indica la alteración ocasionada sobre cada factor ambiental (fragilidad del factor), y lasuma por columnas nos indica cómo afecta una determinada acción al conjunto de factores (agresividad decada acción).


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Dpto. de Biología y Geología del I.E.S. Trassierra Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente____________________________________________________________________________________________________________________________

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Tema 3 La gestión del planeta: modelos de desarrollo

Relación humanidad y medio ambiente

Desde siempre, la especie humana ha interaccionado con el medio y lo ha modificado, los problemasambientales no son nuevos. Sin embargo, lo que hace especialmente preocupante la situación actual es laaceleración de estas modificaciones, su carácter masivo y la universalidad de sus consecuencias.Nos enfrentamos a una auténtica crisis ambiental debido a nuestro modelo económico, tecnológico y culturalque ha depredado la naturaleza.

Durante milenios la población del planeta creció lentamente debido a la escasa alimentación, las epidemias ylas guerras. Las revoluciones agrícola e industrial, la mejora en las condiciones higiénicas y otros adelantosexplican el acelerado crecimiento de la población mundial desde finales del siglo XVIII y la explosióndemográfica especialmente evidente en el siglo XX. El resultado es que la población de la Tierra cuenta en laactualidad con 6.412.067 millones de habitantes, mientras que hacia mediados del siglo XVIII apenas estabaconstituida por 728 millones de habitantes. Y en el año 2050, según algunas estimaciones, la Tierra podría

superar los diez mil millones de personas.La preocupación por los efectos sobre el medio ambiente de una población de tal magnitud y por lasdisponibilidades de recursos para atenderla resultan comprensibles, y se agrava por el modelo socioeconómicoque propicia el consumo masivo en las sociedades industrializadas, y que favorece situaciones de gravedesigualdad, en la que el 20% de la población mundial rica se reparte el 80% de los recursos.

Diferencias Norte-Sur

La explosión demográfica es una de las grandes preocupaciones ambientales de finales del siglo XX. Pero lapoblación de la Tierra presenta, además, acusados contrastes en su distribución espacial y notablesdesequilibrios en su composición.El 90% de la población mundial vive en el Hemisferio Norte. Factores naturales, como el clima o el relieve,

justifican la atracción de algunas regiones y los vacíos de otras, pero son factores humanos, sociales,económicos, políticos y de comportamiento demográfico, los que explican la distinta ocupación del espacio.

La brecha que separa a los países desarrollados, el Norte (Estados Unidos, Canadá, Japón, Israel, Australia,Nueva Zelanda y, en ocasiones, África del Sur), de los países en vías de desarrollo, el Sur (America Latina,África, Asia, Oceanía, ha aumentado en las últimas décadas. Pero, a su vez, el Norte tiene dentro su propio Sur(sus marginados) y el Sur, dentro del cual se manifiestan también crecientes desigualdades, su propio Norte(sus potentados).

Países ricos (Norte): presentan una tasa de fecundidad baja (tasas de natalidad baja), baja tasa de mortalidady la población envejece de forma alarmante. Presentan elevada esperanza de vida, renta per cápita alta, altonivel de vida, sobrealimentación y es una sociedad consumista y despilfarradora

Países subdesarrollados (Sur): elevada tasa de fecundidad(explosión demográfica) ypoblación joven, baja esperanzade vida y renta per cápita.

Consecuencia de este desigualcrecimiento son las muy distintascifras de población entre regionesy sus diferencias en edad.Nos encontramos ante un mundo joven y pobre y con dificultadesde desarrollo, y otro mundoenvejecido y rico.


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Más de 1/5 de la humanidad vive todavía en condiciones de extrema. El cuadro nos ilustra sobre lasdimensiones y evolución de la pobreza en los países en desarrollo, observándose en él algunas mejorasglobales, pero con una distribución muy desigual.

En los países asiáticos, con algunasexcepciones, la situación está mejorando,

pero todos los indicadores de pobrezaempeoraron en África, al sur del Sahara y enAmérica latina y, en menor medida, en otraszonas.Las desigualdades se manifiestan tambiénentre sexos y edades: el mayor porcentaje depobres se da entre las mujeres y dos terciosde la población por debajo de los umbrales dela pobreza tiene menos de 15 años.

Se considera como pobreza absoluta toda condición límite de supervivencia. Se distinguen dos tipos depobreza: económica y humana. Según el Banco Mundial se considera pobre a una persona cuyo ingreso esinferior a 1,08 dólar/día. En cambio, la pobreza humana incluye otros grados de privacidad, además del de la

renta, como son la baja esperanza de vida, analfabetismo, carencia de servicios sanitarios o de agua potable ymalnutrición.

Debido a la creciente deuda externa, los países no industrializados han de sobreexplotar sus recursos paraconseguir pagar los intereses generados por sus deudas externas, no pudiendo invertirse este dinero en alconstrucción de las infraestructuras necesarias. La necesidad de más mano de obra para abastecer la unidadfamiliar de leña, agua, cuidar el ganado o recolecciones agrícolas obliga a mantener una elevada tasa denatalidad y una dedicación exclusiva de la mujer al trabajo familiar no remunerado. Se ocasiona así un continuoaumento de la población, lo que alimenta la espiral de pobreza familiar y degradación del entorno. El hechode que la procreación tenga bajos costes y rinda mayores beneficios fomenta las familias numerosas,desencadenando un proceso de destrucción del entorno imparable.

Esta situación contrasta con el despilfarro y la sobrealimentación de los países ricos del Norte y significa una

presión sobre el espacio: las poblaciones se desplazan de sus zonas de origen en busca de lugares másseguros o más respetuosos con los derechos humanos, y con mejores condiciones de vida, abandonando elcampo por la ciudad o buscando en los países desarrollados el bienestar que no encuentran en los suyos deorigen. En 1990, la mayoría de la gente vivía en zonas rurales, mientras que en el 2030 la población urbanaserá el doble de la rural.En el ámbito internacional, la mayor parte de las migraciones se están produciendo desde los países del Sur(países jóvenes con un elevado crecimiento demográfico y bajo nivel de vida) hacia los países del Norte(población envejecida, escaso o nulo crecimiento demográfico y alto nivel de vida), pero que se resisten acompartirlo encerrándose en sus fronteras. Más de 60 millones de ciudadanos de países pobres pueden estaren disposición de “invadir” los países ricos en busca de recursos, con un flujo actual ya de más de 2 millonesde inmigrantes al año.

Los modelos de desarrollo

El concepto de “desarrollo” es ambiguo. Para unas personas significaría la posibilidad de satisfacernecesidades básicas como la alimentación, la vivienda o la salud. Para otras, supone disfrutar de una serie deelectrodomésticos que hacen la vida más fácil, tener aparcado en el garaje uno o varios coches y viajar a unpaís exótico en vacaciones. ¿De qué desarrollo hablamos?.Tradicionalmente, en las diversas concepciones del desarrollo, el aspecto económico del término ha tenido unpeso fundamental. Y, si no, repasemos qué datos se tienen en cuenta para calificar a un país comodesarrollado, el producto nacional bruto (PNB), la renta per cápita, el nivel de consumo,… Este patrón delo que debe entenderse por “desarrollo” lo determinan unos pocos países, los ricos, que han ido convirtiendo el

concepto en un sinónimo de producción y consumo ilimitados, de capacidad de gastar recursos y de acumularbienes, medido en términos de crecimiento económico continuo.Sin embargo, estos parámetros no reflejan el coste ambiental que suponen los impactos sobre el medio y elagotamiento de los recursos de los que, en último término, dependen todas las economías. Además, estosparámetros sólo valoran el nivel de vida y no la calidad de vida (las Naciones Unidas utilizan el Índice de

MILLONES DE POBRES1985 1990 2000

Todos los países en desarrollo 1.051 1.133 1.107Asia Meridional 532 562 511Asia Oriental 182 169 73África (Sur del Sahara) 184 216 304Oriente Medio y N. de África 60 73 89Europa Oriental 5 5 4América Latina y El Caribe 87 108 126


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Desarrollo Humano (IDH) para estimar la calidad de vida en los diversos países, e incluye la esperanza de vida,el nivel de alfabetización y la renta per capita.

Existen tres modelos de desarrollo:

Modelo de Desarrollo incontrolado: modelo que siguió a la Revolución Industrial y que se basa en lageneración de riqueza y bienes de consumo que promuevan un crecimiento económico sin tener en cuenta eldeterioro del medio natural, es decir, se basa en la consideración del sistema económico al margen del sistemaecológico.Se suponen unos flujos de entrada de materiales y combustibles fósiles ilimitados. Pero lo cierto es quemuchos de estos recursos son no renovables, por lo que se pueden llegar a agotar. Por otra parte, en estesistema económico se liberan muchos residuos y se producen otros impactos ambientales. Todos estos costesambientales se denominan costes ocultos, que no se suelen contabilizar en el precio de los productos y queprovocan efectos nocivos en el medio ambiente, en la sociedad o en la salud.La explotación incontrolada de los recursos naturales no permite mantener el crecimiento económico por untiempo indefinido porque provoca un deterioro del sistema ecológico del que depende toda actividadeconómica. Existen serios indicios de que su límite está próximo, y cuando el sistema natural se agote, separalizará el crecimiento económico y sobrevendrá su declive y su colapso.

Todas las soluciones que proponen los que pretenden seguir con este tipo de política se basan en la creenciade que los avances tecnológicos que aparezcan en el futuro podrán impulsar la búsqueda de nuevas fuentesde recursos, lo que permitirá continuar su explotación.

Modelo de Desarrollo Conservacionista o de Crecimiento Cero: un estudio realizado en la décadade 1970, contemplaba que en un plazo de unos 100 años se alcanzaría la capacidad de carga de la Tierra y elcolapso del sistema actual. La solución propuesta fue el modelo conservacionista o de crecimiento cero, quepropone detener tanto el desarrollo económico como el crecimiento de la población en sus límites actuales y elreparto de la riqueza ya obtenida. Aunque la idea de un crecimiento cero pudiera parecer aceptable a lospaíses del Norte, que han alcanzado un alto grado de desarrollo, es especialmente injusta con los países delSur, obligados aún a saldar sus deudas externas y a paliar la hambruna de sus crecientes poblaciones.

Modelo de Desarrollo sostenible o Sostenibilidad: se define como aquel tipo de desarrollo quesatisfaga las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las futuras generaciones parasatisfacer sus propias necesidades.El término de desarrollo sostenible fue definido por primera vez por la Primera Ministra noruega GroharlemBruntland en 1987 en un importante informe denominado “Nuestro Futuro Común” o informe Bruntland,elaborado por la Comisión Mundial del medio Ambiente y el Desarrollo, de la que ella era Presidenta.En la Cumbre de Río se definió el término desarrollo sostenible como la capacidad de extraer recursosnaturales por debajo de su capacidad de renovación, generando un volumen de residuos inferior a la capacidadde acogida del medio y realizando actividades de acuerdo con la capacidad asimiladora del medio. En

definitiva, se trata de mantener el “capital natural” (atmósfera, suelo, agua, patrimonio genético, etc.) y vivir delos “réditos”, con el fin de no hipotecar la capacidad de las futuras generaciones para satisfacer susnecesidades.Los países ricos se comprometieron a reducir su consumo energético y la contaminación y a destinar un 0,7%de su producto interior bruto a propiciar un desarrollo sostenible en el Sur. Los países en vías de desarrollo, porsu parte, deberían proteger sus bosques y propiciar su desarrollo, de modo sostenible, con la financiaciónaportada por el Norte, y a lograr un control demográfico en aquellos países donde sea preciso.El desarrollo sostenible busca conciliar el desarrollo con la conservación del medio ambiente, considerando queambos conceptos son complementarios: la destrucción del medio ambiente implica, más tarde o más temprano,el fin del bienestar económico.Para evaluar el desarrollo de un país, en lugar de medir el nivel de vida, debería medirse la calidad de vida desus habitantes, valorando los costes ambientales derivados de los impactos sobre el medio.Aunque el planteamiento parece sencillo, su aplicación entraña enormes dificultades pues supone un cambio

en la mentalidad y estilo de vida consumistas, predominantes en la sociedades desarrolladas, así como unenfoque mucho más solidario en las relaciones Norte-Sur, y todo ello para evitar unas consecuencias que nosufrirán los actuales habitantes de los países desarrollados, sino sus descendientes.


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Ordenación del territorio

La ordenación del territorio tiene como finalidad velar para que las actividades humanas con repercusióndirecta sobre los usos del suelo se implanten y desarrollen en el territorio de forma coordinada, equilibrada ycompatible entre sí, de modo que a largo plazo se consolide un modelo de utilización racional del territorio.

CUADRO RESUMEN DE LOS MODELOS DE DESARROLLO

Desarrollo Incontrolado Desarrollo Conservacionista Desarrollo Sostenible

Objetivofundamental

Producir riqueza ybienes de consumo

No aumentar la degradaciónambiental

Compatibilizar el desarrolloeconómico con la conservacióndel equilibrio ambiental

Problemasquepreocupan

Obtener recursos Competir en el mercado

Agotamiento de recursos Superpoblación Contaminación Desaparición de especies y

ecosistemas

Igual que el anterior Diferencias de desarrollo

entre los países

Solucionespropuestas

Búsqueda de nuevastécnicas de explotacióny nuevos recursos

Stop al desarrollo paraconservar la naturaleza

Ahorro y/o reciclaje derecursos

Detener la contaminación,reforestar, etc.

Desarrollo tecnológico yahorro

Restauración de ciclosnaturales

Responsabilidadescompartidas y educaciónambiental

Estudio de impacto ambiental

Dificultades ycríticas almodelo

No es sostenible No se justifica el crecimiento

cero para los países endesarrollo

Conseguir transferencias detecnología y dinero para eldesarrollo

Necesidad de un consenso

internacional para aplicarlo

Impactosprovocados

Agotamiento derecursos

Alteración de ciclos Pérdida de

biodiversidad Contaminación

Control de contaminación,limpieza de algunos ríos,…

Recuperación parcial deciclos naturales

Conservación debiodiversidad

2.4. La gestión del planeta: modelos de desarrollo, sostenibilidad, ordenación del territorio.Conceptos básicos: desarrollo incontrolado, desarrollo conservacionista, desarrollo sostenible.


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Tema 4 La atmósfera: composición y estructura

Composición de la atmósfera

La atmósfera es la capa gaseosa que rodea la Tierra, formada por la desgasificación que sufrió el planeta enlas primeras etapas de su formación. La atmósfera está unida al resto del planeta por la gravedad, por lo querealiza todos los movimientos del mismo. El 97% de la masa total atmosférica está retenida por la atraccióngravitatoria en sus primeros 30 km.Los componentes de la atmósfera se encuentran concentrados cerca de la superficie, comprimidos por laatracción de la gravedad y, conforme aumenta laaltura, la densidad de la atmósfera disminuye congran rapidez.La atmósfera o aire es una mezcla de distintoscomponentes, que clasificamos en tres grupos:mayoritarios, minoritarios, que por estar en muypequeñas proporciones se miden en partes pormillón (ppm) y variables, como el vapor de agua.

Estructura de la atmósfera. Características de las distintas capas

Según su composición química: podemos distinguir dos capas dentro de la atmósfera:

• Homosfera: es una capa que se extiende hasta unos 80 km de altitud. Se denomina así porque, aunque alo largo de ella varía la densidad, mantiene una composición química homogénea debido a mecanismosefectivos de mezcla turbulenta, que impiden la estratificación de gases por densidad. Equivale a las capastroposfera, estratosfera y mesosfera que veremos más adelante. En ella, la composición se mantiene máso menos homogénea,

• Heterosfera: es la capa situada por encima de la anterior y se prolonga hasta el final de la atmósfera.Debido a que en esta capa no existen mecanismos de mezcla, los gases se distribuyen de manera

estratificada según su densidad. Capa de nitrógeno (N2), acompañada de oxígeno molecular (O2); capa deoxígeno atómico (O); capa de helio (He); capa de hidrógeno atómico (H).

El límite entre homosfera y heterosfera se denomina homopausa.

Según la temperatura:

□ Troposfera: es la capa inferior de la atmósfera y termina en la tropopausa. Su altitud varía con la latitud (9km en los polos y 16 km en el ecuador). En ella se concentra el 80% de la masa de la atmósfera. Ladensidad y la presión atmosférica (peso ejercido por la atmósfera sobre la superficie terrestre) disminuyencon la altura. También disminuye con la altura la temperatura, a un ritmo de 0,65º C/100 m y se denominagradiente vertical de temperatura (GVT). En esta capa tiene lugar el efecto invernadero, los fenómenosmeteorológicos (nubes, precipitaciones, movimientos verticales ascendentes y descendentes. Los

contaminantes y del polvo en suspensión se acumulan en la denominada capa sucia (los primeros 500metros) y contribuyen a la coloración rojiza del cielo al amanecer y atardecer.

□ Estratosfera: se extiende desde la tropopausa hasta la estratopausa, situada a los 50-60 km de altitud.En ella el aire es muy tenue y existen movimientos verticales del aire muy reducidos, pero loshorizontales son muy importantes. Nubes de hielo cuya estructura es muy tenue (noctilucientes). Entre los15 y los 30 km de altura se encuentra la capa de ozono u ozonosfera, en la que se concentra la mayorparte del ozono atmosférico. La temperatura en esta capa aumenta (debido a la absorción de radiaciónultravioleta) hasta alcanzar su valor máximo (entre 0 y 4ºC) en la estratopausa.

□ Mesosfera: se extiende hasta la mesopausa, situada hacia el kilómetro 80. Aunque la densidad del aireaquí es muy reducida, resulta suficiente como para que el roce de las partículas que contiene provoque la

inflamación de los meteoritos procedentes del espacio, dando lugar a la formación de estrellas fugaces.De esta manera, la gran mayoría de ellos se consume y no alcanza la superficie terrestre, dondeconstituirían un riesgo. La temperatura en esta capa disminuye de nuevo hasta unos – 80º C.

Mayoritarios Minoritarios Variables

Vapor de agua

N2 78 % Partículas de polvoO2 20,9 % BacteriasAr 0,93 % Sales

CO2 0,03 %

CH4, CO, O3,NH3, NO2,NO, SO2, Ne,He, Kr, Xe,H2, N2O Contaminantes


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□ Termosfera o ionosfera: se prolonga hasta el kilómetro 600 aproximadamente donde se localiza latermopausa. Aquí la temperatura aumenta hasta unos 1.000º C debido a la absorción de las radiacionessolares de onda más corta (rayos X y gamma) llevada a cabo por las moléculas de nitrógeno y de oxígenopresentes que, debido a ello, se transforman en iones de carga positiva, liberándose electrones. Endeterminadas ocasiones, en las zonas polares, algunas de las partículas que forman el viento solar(protones y electrones) consiguen entrar, chocando con las moléculas de nitrógeno y oxígeno, liberando

calor y produciendo espectaculares manifestaciones de luz y color, son las auroras polares (boreales yaustrales).

□ Exosfera: es la última capa y su límite viene marcado por una bajísima densidad atmosférica, similar a ladel espacio exterior. Aquí el aire es tan tenue que no puede captar la luz solar y, debido a ello el color delcielo se va oscureciendo hasta alcanzar la negrura del espacio exterior.

Según su estado de ionización o desde el punto de vista eléctrico: distinguimos dos grandes capas:

• Neutrosfera: parte inferior de la atmósfera en la cual las partículas no están ionizadas (0 – 80km).

• Ionosfera: situada por encima de la anterior (por encima de la mesosfera) en la que las moléculas estánionizadas. Se extiende desde los 80 hasta los 500 km (coincide prácticamente con la termosfera). Se debea la absorción de las radiaciones solares de onda más corta (rayos X y gamma) llevada a cabo por lasmoléculas de nitrógeno y de oxígeno presentes que, debido a ello, se transforman en iones de cargapositiva, liberándose electrones. Estos electrones liberados circulan por la capa dotándola de propiedadeseléctricas. Esto da lugar a un campo magnético comprendido entre la ionosfera cargada positivamente y lasuperficie terrestre cargada negativamente. Desde la ionosfera fluyen cargas positivas hasta la superficieterrestre y desde esta última ascienden cargas negativas hasta la ionosfera. En esta capa rebotan algunasondas de radio emitidas desde la Tierra, haciendo posibles las comunicaciones

Desde el punto de vista magnético: la Tierra actúacomo un gigantesco imán, cuyo eje coincide casi con eleje de giro. El campo magnético terrestre forma unaespecie de vaina que se conoce como magnetosfera. Lamagnetosfera no tiene forma esférica, ya que el vientosolar la deforma. Por el lado que se enfrenta al Sol, estácomprimida y se extiende hasta una distancia de 10 radiosterrestres (65.000 km), y presenta las líneas de campomagnético cerradas. Por el otro lado, se extiende en unalarga cola a más de 100 radios terrestres, y presentalíneas de campo abiertas.El viento solar es un flujo de protones y electrones de altaenergía procedentes de la superficie del Sol. Esta


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radiación choca con la magnetosfera desviándose y dispersándose por el espacio interplanetario. Dentro de lamagnetosfera se localizan dos anchos cinturones que, en forma de croissant, envuelven casi la totalidad de laTierra. Son los Anillos de Van Allen que actúan como trampas magnéticas para las partículas que no sondesviadas y consiguen entrar. El cinturón exterior está compuesto en su mayor parte por electrones, mientrasque el interior está formado principalmente por protones. Coincidiendo con momentos de fuerte actividad solar(como la emisión de fulguraciones), las partículas atrapadas en los anillos de Van Allen escapan por los

extremos irrumpiendo en la atmósfera de las altas latitudes, ionizando sus partículas y dando lugar a lasauroras polares.

Función protectora y reguladora de la atmósfera

Tipos de radiaciones solares

Cualquier cuerpo con una temperatura superior al cero absoluto (- 273 ºC) emite radiación electromagnéticacon una determinada intensidad y longitud de onda. Cuanto más alta es la temperatura del cuerpo, mayor es lacantidad de radiación emitida y menor su longitud de onda.

Tanto el Sol como la Tierra emiten energía radiante. La Tierra tiene una temperatura media en la superficie de15 ºC y emite radiación de onda larga, comprendida entre 1- 30 µm, dentro del rango infrarrojo del espectro,con un máximo a 10 µm.

El Sol, con una temperatura de 6.000 ºK (5.727 ºC), emite radiación deonda corta. El espectro solar se puede dividir en tres segmentos:radiación visible (entre 0,4 y 0,7 µm); la zona del espectro anterior a laluz visible (inferior a 0,4 µm), principalmente rayos ultravioleta; la zonade longitudes de onda mayores a 0,7 µm, principalmente infrarrojo demenos de 4 µm. El porcentaje de energía que llega desde el Sol a laTierra de cada uno de estos segmentos indicados aparece en la tabla.

La atmósfera es transparente a la radiación de onda corta del Sol, pero sí absorbe la radiación terrestre de

onda larga. Debido a esto, la atmósfera no es calentada por la radiación solar, sino que se calienta desde elsuelo hacia arriba. Mientras más lejos se está del suelo, la temperatura es inferior. Esto explica la disminuciónde temperatura con la altura en la troposfera (0,65 ºC/100 m = gradiente vertical de temperatura GVT).

Algunos gases de la atmósfera pueden absorber parte de la radiación emitida por la Tierra, evitando que seescape al espacio. El vapor de agua y el CO2 tienen gran capacidad de absorción de radiación infrarroja, songases de efecto invernadero, contribuyendo a elevar la temperatura de la baja troposfera. Sin embargo, ni laatmósfera ni los gases invernadero absorben en la banda comprendida entre los 8–11 µm. Esta banda deradiación infrarroja escapa al espacio y es lo que se conoce como ventana atmosférica.

La constante solar es la energía que llega desde el Sol hasta el límite superior de la atmósfera terrestre, ytiene un valor de 2 cal/cm

2 /minuto. El Langley (ly) equivale a 1 cal/cm

2 , por eso podemos decir que la

constante solar equivale a 2 ly/min.

µm %

Rayos X, gammaRayos ultravioleta

10-4

– 10-2

0,01 - 0,4

9

Radiación visible 0,4 – 0,7 42Rayos infrarrojos,microondas y ondasde radio

0,7 - 3000 49


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Efecto protector de la ionosfera y de la ozonosfera: la atmósfera absorbe parte de la radiación quellega del Sol antes de que ésta llegue a la superficie sólida del planeta y, además, lo hace de forma selectiva.Estos procesos son de suma importancia para los seres vivos, ya que algunas radiaciones (especialmente lasde menor longitud de onda) producen efectos nocivos (mutaciones, cánceres de piel, etc.). Las diversas capasde la atmósfera actúan como un filtro que protege a los seres vivos de las radiaciones perjudiciales.

• La ionosfera: absorbe las radiaciones solares deonda más corta (rayos X, rayos gamma y parte de losultravioleta). La absorción la llevan a cabo asmoléculas de nitrógeno y de oxígeno presentes en lacapa que, debido a ello, se ionizan y liberan calor,provocando el incremento de temperatura de la capa.

• La capa de ozono presente en la estratosfera esresponsable de la absorción de la radiaciónultravioleta, y esto origina un aumento de latemperatura de la capa. La mayor parte del ozonoatmosférico se encuentra concentrado hacia los 25km, formando la ozonosfera.

El ozono estratosférico se forma y se destruyecontinuamente, lo que origina variaciones diarias yestacionales, en función de la radiación solar.

Mecanismo de formación y destrucción natural delozono

1º. Fotólisis (ruptura) del oxígeno por la luz ultravioleta: O2 + UV ---- O + O

2º. Formación del ozono: O + O2 ---- O3 + calor

3º. Destrucción del ozono. Existen dos mecanismos:

a) Fotólisis del ozono: O3 + UV ----

O2 + O

b) Reacción del ozono con el oxígeno atómico: O + O3 --- O2 + O2

El proceso de formación del ozono es más intenso en latitudes bajas donde la insolación es mayor. Sinembargo, es en las latitudes altas donde se acumula debido a la circulación atmosférica que transporta elozono desde el ecuador hasta los polos y, en estos la fotólisis es menor al ser menor la radiación recibida.

Función reguladora de la atmósfera. El efecto invernadero natural: se origina en los primeros 12 kmde la atmósfera por la presencia de ciertos gases tales como vapor de agua, CO2, CH4 y N2O, principalmente.Estos gases son transparentes a la radiación visible del sol, que los atraviesa, pero no a la radiación infrarroja

(calor) emitida por la superficie terrestre, previamente calentada por el Sol. Los citados gases, al impedir lasalida de gran parte de las radiaciones infrarrojas, las devuelven a la superficie terrestre (contrarradiación),incrementando la temperatura de la atmósfera.Podríamos afirmar que son como una “manta” quemantiene la temperatura terrestre en torno a unos 15ºC como media, lo que permite la existencia de agualíquida, sin la cual no existiría la vida.La cantidad de calor atrapado dependerá de laconcentración de los gases de efecto invernadero enla atmósfera, que no es constante, sino que seencuentra asociada a múltiples ciclos naturales, comoel ciclo del agua, el ciclo del carbono, que resultan delas interacciones de la atmósfera con otros

subsistemas terrestres. Las nubes, el vapor de agua yel dióxido de carbono absorben radiación de ondalarga y ayudan a mantener la temperatura de lasuperficie terrestre, especialmente en la noche. Lasnubes absorben radiación de onda larga y la reemiten hacia la superficie terrestre en la noche, pero en las


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noches con cielos despejados la radiación escapa al espacio, haciendo disminuir más la temperatura nocturna.Las noches con cielos despejados son más frías que las noches con cielo nublado; por el contrario, durante losdías nublados, las máximas temperaturas son menores que con cielo despejado, ya que las nubes impiden elpaso de la radiación solar directa. Así, los desiertos son muy cálidos en el día y muy fríos en la noche porcausa de este efecto.El efecto invernadero tiene una gran importancia biológica. Si no hubiese atmósfera, y por tanto no hubiese

gases con capacidad de absorción de radiaciones de onda larga rodeando la superficie sólida y líquida delplaneta, la temperatura media en la superficie sería de unos –18º C en lugar de los 15º C actuales, lo que laharía inhabitable.No debemos confundir este beneficioso efecto con otro, denominado incremento del efecto invernadero, queconsiste en un aumento desmesurado de los gases de efecto invernadero. Este incremento constituye un graveproblema ambiental, que provoca un excesivo calentamiento de la atmósfera.

Balance energético de la radiación solar: el balance entre la energía recibida y la energía radiada alexterior ha permanecido equilibrado a lo largo de la historia de la Tierra, con algunas desviaciones transitoriasque se han traducido en cambios climáticos.

Radiación solar entrante: considerando que a la atmósfera llega un 100% de radiación solar, sólo un 45% de

radiación llega a la superficie terrestre, el resto es reflejada, dispersada o absorbida por los componentesatmosféricos.

Reflexión: aproximadamente el 30% de la energía solar que llega al tope de la atmósfera es reflejada alespacio. A esta energía reflejada se le denomina albedo planetario. Un 20% es reflejada por las nubes, un5% por el aire y un 5% por la superficie terrestre. El albedo terrestre depende de la cubierta vegetal, tipo derocas (color), acumulación de nieve, humedad del suelo (cambia el color), cobertura nubosa, inclinación delos rayos solares, partículas en el aire, etc. El albedo de las nubes depende de su espesor (aumenta con él)y del tipo de nube. Esta energía reflejada se pierde y no interviene en el calentamiento de la atmósfera.

Dispersión: la radiación solar viaja en línea recta, pero los gases y partículas en la atmósfera puedendesviar esta energía, lo que se llama dispersión. Esto explica cómo un área con sombra está iluminada yaque le llega la luz difusa o radiación difusa.

Absorción: un 25% de la energía incidente es absorbida por la atmósfera (partículas de polvo, vapor deagua, CO2 y nubes). Cuando un gas absorbe energía, ésta se transforma en movimiento molecular interno,que produce un aumento de temperatura, por lo que la emiten en forma de radiación térmica (onda larga).Ningún gas atmosférico absorbe radiación en longitudes de onda comprendidas entre 0,3 y 0,7 µm, por loque se tiene un vacío en la región de luz visible, y se dice que la atmósfera es transparente a la radiaciónsolar entrante.. Esto explica que la radiación visible llegue a la Tierra.El 45% de radiación restante es absorbido por la superficie terrestre (continentes, océanos y sólo un0,2% por los vegetales para realizar la fotosíntesis).

Radiación saliente del sistema Tierra: recordemos que del 100% de la energía solar que llega a laatmósfera, un 30% era reflejada y no conseguía entrar (albedo), mientras que el 70% restante es absorbida por

el sistema, un 25% por la atmósfera y un 45% por la superficie terrestre (continentes, océanos, vegetación).Pues bien es ese 70% de energía el que tendrá que salir del sistema para mantener el equilibrio. Pero como laTierra tiene una temperatura mucho menor que la del Sol, la radiación terrestre es emitida en longitudes deonda larga (comprendidas entre 1 y 30 µm, dentro del rango infrarrojo del espectro, por esta razón se llamaradiación de onda larga o radiación infrarroja.

El 25% de radiación solar de onda corta absorbida por la atmósfera, es convertida en energía radiante deonda larga que se emite al espacio directamente desde la propia atmósfera.

Un 24% se pierde como calor latente a través del vapor de agua que se evapora en continentes yocéanos. Al condensarse el vapor de agua en la atmósfera se libera el calor latente, aumentando latemperatura del aire.

Un 5% se pierde como calor sensible, que asciende por movimientos turbulentos y se pierde comoconducción directa a la atmósfera. El calor se transfiere directamente desde la superficie del mar o delsuelo al aire en contacto con él, o viceversa si el aire está más caliente que la superficie.


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Un 16% se emite por radiación directamente desde el suelo. La mayor parte de esta radiación de ondalarga es absorbida por las capas inferiores de la atmósfera (vapor de agua y CO 2 fundamentalmente) yirradiada o devuelta hacia la superficie terrestre, lo que se denomina contrarradiación, que es responsabledel efecto invernadero. Sólo una mínima parte no es absorbida por la atmósfera y escapa directamente alespacio (ventana atmosférica, banda de radiación de onda larga comprendida entre los 8 – 11 µm que laatmósfera es incapaz de absorber). Como vemos, la atmósfera no es calentada por la radiación solar, sino

que se calienta desde el suelo hacia arriba.

Recursos energéticos relacionados con la atmósfera

La energía solar

Existen dos formas de utilización de la energía solar: térmica y fotovoltaica.

a) Energía solar térmica: consiste en captar el calor de las radiaciones solares para calentar un líquido que,posteriormente según la temperatura alcanzada, es empleado en distintos usos.

En el caso de la energía térmica de baja y media temperatura: se utilizan instalaciones sencillas concolectores solares que son cajas recubiertas de material aislante, con la parte superior de vidriotransparente. En el interior existen unos tubos pintados de negro por los que circula agua, que se

calienta. Estos colectores se sitúan en los tejados. De esta forma se puede obtener agua caliente parausos domésticos o para calefacción de locales. Esta forma es el tipo de aprovechamiento de la energíasolar más extendido en todo el mundo.

En el caso de la energía térmica de altas temperaturas, se utiliza el calor procedente del Sol paraproducir electricidad. Se consigue concentrando los rayos solares sobre un punto por medio de espejos(helióstatos) que pueden ser planos o parabólicos. El calor solar concentrado se usa para calentar unfluido (aceite). Así, el líquido calentado alcanza altas temperaturas, y se hace pasar por unintercambiador de calor donde se genera vapor de agua que mueve una turbina asociada a unadinamo, produciendo así electricidad. La central solar térmica de Tabernas (desierto de Almería) esuna de las más importantes del mundo.

b) Energía solar fotovoltaica: en este caso se convierte directamente la luz del Sol en electricidad, para lo

que se utiliza un material semiconductor (como el silicio) que al absorber fotones proporciona una corrientede electrones, es decir, una corriente eléctrica. Esta energía se almacena en acumuladores para disponerde energía eléctrica fuera de las horas de luz o en días nublados. Cada célula fotovoltaica se ha de realizara partir de cristales de silicio de gran pureza, lo que lo encarece.


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Las ventajas que presenta la energía solar son: no crea dependencia externa, inagotable, energíaautóctona, limpia y de bajo impacto ecológico, sin ruido y sin partes móviles. Sus instalaciones necesitanun mantenimiento mínimo y no requieren agua. En muchos casos su rentabilidad, pese a su alto precio, seencuentra en que se pueden establecer en zonas donde el coste de la conexión de la red eléctrica seríamucho más elevado. Su implantación en países en vías de desarrollo sería muy interesante pues, al noposeer una red de distribución eléctrica, su uso sería más económico.

En cuanto a los inconvenientes son varios:

En la actualidad, tanto las centrales solares térmicas como las fotovoltaicas resultan caras ya que sonde bajo rendimiento. Así, las solares térmicas tienen un rendimiento inferior al 20%, mientras que lasfotovoltaicas pueden llegar a rendimientos de un 15 o un 20% como máximo.

Otro inconveniente es el impacto visual ocasionado al paisaje, así como el que se genera al instalarlos sistemas de captación de energía sobre el suelo, ya que la sombra que proyectan, unida al sistemade montaje, ocasiona pérdidas de vegetación, de fertilidad, etc.

Es una energía muy dispersa, y varía en función de la latitud, de la estacionalidad, etc.

Además, se trata de una energía intermitente, con variaciones producidas por la sucesión día-noche,la nubosidad, etc., lo cual junto con su dispersión plantea serios problemas para optimizar los sistemas

de aprovechamiento de la energía solar, ya que en la actualidad ningún sistema es suficientementeeficaz para el almacenamiento de la energía producida.

Por último, la utilización a gran escala de la energía solar obliga a sistemas de captación de gransuperficie, con una amplia ocupación de terrenos.

Las aplicaciones más frecuente y con mayor futuro de la energía solar son, entre otras:

a) Usos domésticos: estos sistemas se utilizan para la producción de agua caliente, calefacción,climatización de piscinas, invernaderos, secaderos…

b) Aplicaciones remotas: se refieren a aquellos casos en que es necesario el uso de electricidad enlugares no habitado donde hay que prever un pequeño consumo. Casos típicos son los repetidores deradio y televisión, radiofaros, balizas, señales en carreteras, cargadores de batería para los teléfonosmóviles, etc.

c) Usos rurales: tiene que competir con el mercado del grupo electrógeno convencional, barato perosometido a la servidumbre del transporte de combustible que, en muchos lugares del área rural puedeser caro, y cuya menor fiabilidad, ruidos, etc., hacen poco atractivo su uso. También puede utilizarse enaplicaciones de riego y en muchas tareas mecánicas (molienda, etc.).

d) Grandes centrales: el uso de grandes centrales fotovoltaicas estará asociado a la evolución de latecnología fotovoltaica, al coste de los materiales y a las condiciones climáticas, así como a lacompetitividad relativa de cada solución.


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Inconvenientes Ventajas

Energía Solar

Bajo rendimiento Grandes extensiones de terreno Ensombrecimiento de la superficie ocupada

(crea un microclima) Intermitencia de su producción

Dificultad de almacenamiento de la energíaexcedentaria

Fuerte impacto visual

Gratuidad del combustible Independencia del suministro Energía autóctona, inagotable y

limpia

Bajo impacto ecológico

Energía eólica

Es la energía debida al viento, que actualmente se emplea para obtener energía eléctrica. En los últimos diezaños del siglo XX y, gracias a un desarrollo tecnológico y a un incremento de su competitividad en términoseconómicos, la energía eólica ha pasado de ser una utopía a un realidad que se consolida como alternativafutura y, de momento complementaria, a las fuentes contaminantes.

Para su aprovechamiento se utilizan los aerogeneradores (turbinas eólicas) que convierten la energía cinéticadel viento en energía eléctrica. El aerogenerador de eje horizontal, empleado mayoritariamente en el parqueeólico español, consta de las siguientes partes básicas:

El rotor, que incluye el eje y las palas,generalmente tres.

La góndola, donde se sitúa el generadoreléctrico, los multiplicadores y los sistemashidráulicos de control, orientación y freno. En laparte exterior lleva un anemómetro y una veletaconectados a ul sistema informático que permiteorientar la góndola según la dirección del vientodominante.

La torre, es tubular, y puede tener hasta 50 mde altura, ya que la velocidad del vientoaumenta con la altura.

Los principales problemas para su explotación sonsu aleatoriedad (el viento puede cambiar dedirección y de intensidad en unas horas) y sudispersión, además de que existe el problema delalmacenamiento de la corriente eléctrica producida,que también encarece y dificulta la utilización.

El emplazamiento de los aerogeneradores se hace agrupados, formando los llamados parques eólicos.

Inconvenientes Ventajas

Energía Eólica

Interferencias electromagnéticas en radares,transmisiones de TV, etc.

Fuerte impacto visual Contaminación acústica (ruido) Aumenta la erosión del suelo Muerte de aves por colisión Intermitencia en la producción Difícil almacenamiento Rendimiento bajo

Gratuidad del combustible Energía autóctona, inagotable y

limpia Sencillez de los principios aplicados Bajo coste de instalación Fuente de energía para núcleos

rurales aislados de la red general Bajo coste de mantenimiento

España se encuentra entre los países con mayor aprovechamiento eólico, y posee algunas de las instalacioneseólicas más importantes de Europa. Existen importantes parques eólicos en Navarra, Galicia, Aragón, Canarias

y Andalucía (Tarifa).Además de los parques eólicos, en muchas zonas se han instalado aerogeneradores autónomos queproporcionan electricidad a pueblos a los que no llegaba la red eléctrica, a las industrias, a las estaciones debombeo de agua, a desaladoras, etc.

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Tema 01 Medio Ambiente