Fundamentos de Geología Aplicada: Riesgos Naturales, Recursos Hídricos y Estructuras Tectónicas

Riesgos y Peligros Geológicos: Conceptos Fundamentales

Para evaluar el riesgo en una zona concreta, se utiliza la ecuación de riesgo. Para calcularla, es necesario conocer los factores que influyen en él:

  • Peligrosidad

    : Probabilidad de que ocurra un evento catastrófico debido a un proceso geodinámico de magnitud e intensidad determinadas en un área concreta. Hoy en día, se ha sustituido por el término amenaza, definida como la probabilidad de que ocurra un proceso o fenómeno de origen natural que puede ocasionar la muerte, lesiones u otros daños en la salud, además de daños en la propiedad, pérdidas sociales y económicas o daños ambientales. Se puede estimar estudiando los eventos ocurridos en el pasado y calculando el tiempo promedio entre ocurrencias.
  • Exposición

    : Se refiere al valor de los bienes que pueden ser dañados por la acción de un peligro y que deben ser preservados. Estos pueden incluir vidas humanas, propiedades de valor económico y estructural, así como elementos ecológicos. El grado de exposición abarca la población, propiedades, sistemas e infraestructuras, y otros elementos presentes en las zonas con amenazas, expuestos a pérdidas potenciales.
  • Vulnerabilidad

    : Es la resistencia intrínseca de los elementos expuestos, es decir, las características y circunstancias de una comunidad, sistema o bienes materiales que los hacen susceptibles a los efectos dañinos de una amenaza. En el caso de las personas como elementos expuestos, se evalúa la vulnerabilidad individual y colectiva, lo que implica introducir el concepto de resiliencia: la capacidad de un sistema, comunidad o sociedad para resistir un impacto y recuperarse de él.

Peligrosidad y Riesgo Volcánico

Las erupciones volcánicas son menos frecuentes y, en algunos casos, menos peligrosas que otros fenómenos naturales, como terremotos o inundaciones, aunque su impacto puede ser devastador. La peligrosidad volcánica depende del mecanismo eruptivo y de la cantidad de materiales que expulsa a la superficie. Estos factores están relacionados con las propiedades físico-químicas de los magmas y el emplazamiento de los volcanes en el marco de la tectónica de placas.

La magnitud del peligro se mide con dos parámetros clave:

  • Índice de Fragmentación

    : Proporción de piroclastos de tamaño inferior a 1 mm (cenizas) en un punto. Este tamaño depende de la explosividad: cuanto mayor es esta, mayor fragmentación del magma.
  • Índice de Dispersión

    : Es el área, en km², cubierta por el depósito piroclástico en una región completa. A mayor explosividad, mayor altura de la columna piroclástica y mayor alcance de los depósitos piroclásticos de caída.

El peligro eruptivo se determina mediante el Índice de Explosividad Volcánica (VEI), que tiene una escala de 0 a 8. En España, hubo actividad volcánica en el pasado (Murcia, Cabo de Gata, Girona, entre otros), pero en la actualidad las zonas de origen volcánico se encuentran en las Islas Canarias, donde la mayor peligrosidad se concentra en El Hierro, La Palma y Tenerife. Los fenómenos asociados pueden incluir coladas de lava, emisión de piroclastos, erupciones hidrovolcánicas y submarinas, así como megadeslizamientos.

Peligrosidad y Riesgo Sísmico

Los terremotos son un fenómeno de sacudida brusca y pasajera de la corteza terrestre, debido a la liberación de energía acumulada en forma de ondas sísmicas que se propagan en todas direcciones. Las causas más comunes son la ruptura o el movimiento de fallas, aunque también pueden ocurrir por fricción en el borde de placas tectónicas o por procesos volcánicos. Incluso, algunas actividades humanas, como las detonaciones nucleares subterráneas, pueden provocarlos.

La peligrosidad sísmica depende de la magnitud y la intensidad de un terremoto o un tsunami, ya que ambos están relacionados con la liberación de energía en el marco de la tectónica de placas.

  • La magnitud indica cuánta energía se ha liberado en un terremoto y se determina a partir de las señales registradas en un sismograma. La sismología mundial ha utilizado tradicionalmente la escala de Richter para establecer la magnitud de un sismo.
  • La intensidad indica el grado en que un terremoto afecta a un lugar específico, tradicionalmente medida con la escala de Mercalli, y actualmente con la EMS (Escala Macrosísmica Europea), que proporciona valores cualitativos.

Movimientos de Terreno: Definición, Clasificación y Factores

Movimientos de Ladera

Estos movimientos pueden provocar daños materiales importantes y son el cuarto riesgo en cuanto a número de víctimas. Además de las causas naturales, la actividad humana también puede provocarlos. Grandes excavaciones, obras lineales, voladuras y la construcción de embalses y escombreras sobre laderas pueden causar inestabilidad en el terreno con resultados desastrosos y muy costosos. Existen varios tipos:

  • Deslizamientos

    : Procesos rápidos que pueden movilizar varios millones de metros cúbicos. Son frecuentes en zonas de alta pendiente y con materiales sin consolidar, como margas o yesos. Pueden ser planares (cuando la superficie de rotura es plana) o por rotación (cuando es cóncava).
  • Flujos

    : No presentan una superficie neta de rotura y el material muestra deformación interna, generalmente por la presencia de agua, que suele actuar como desencadenante del proceso. Según el material y el tipo de movimiento, se distinguen varios subtipos.
  • Desprendimientos y Desplomes

    : Movimientos rápidos de una masa de cualquier tamaño de roca o de suelo en forma de bloques aislados, generalmente verticales con caída libre en algunas zonas.

Factores Desencadenantes

Se clasifican en:

Factores Internos

  • Pendientes: A mayor pendiente, mayor riesgo (pendientes superiores al 25% se consideran peligrosas).
  • Litología: Incluye la consolidación del material y su estado de fracturación.

Factores Externos

  • Climatología: Precipitaciones, saturación de la porosidad del suelo, etc.
  • Hidrología: Oleaje, temporales, inundaciones.
  • Uso del Suelo: Densidad y tipo de vegetación.
  • Antrópicos: Obras que modifican la ladera.
  • Terremotos: Desestabilización interna de las rocas.

Prevención y Gestión de Riesgos Naturales

La finalidad de la evaluación de riesgos y peligrosidad es la reducción efectiva del riesgo. Esto implica la adopción de dos tipos básicos de medidas:

  • Medidas Preventivas

    :
    • Medidas Estructurales

      : Incluyen cualquier construcción física o aplicación de técnicas de ingeniería para reducir o evitar los factores que influyen en los riesgos (ej. barreras, muros, diques, presas, pantallas).
    • Medidas No Estructurales

      : Incluyen cualquier medida que utiliza el conocimiento y acuerdos existentes para reducir el riesgo mediante políticas y leyes, concienciación pública, capacitación y educación (ej. educación y conciencia social, ordenación territorial, sistemas de aviso y alertas tempranas).
  • Medidas Correctoras

    : Se adoptan durante o inmediatamente después de una catástrofe, y en función del tipo de evento, para evitar males mayores (ej. evacuación, salvamento y socorrismo).

Reservas y Leyes en Yacimientos Minerales

Se refiere a la cantidad de recursos que pueden ser extraídos con provecho económico. Su valor económico depende de su escasez y demanda en el mercado. Su utilidad depende de su aplicabilidad, pero también del costo económico y energético de su localización y explotación.

Las reservas minerales son recursos ya identificados en la naturaleza y cuya extracción es económicamente rentable. El resto de recursos pueden ser hipotéticos (cuando se tienen datos de su existencia, pero no están plenamente identificados) o especulativos/probables (cuando son proyecciones basadas en datos existentes). Un recurso se convertirá en reserva cuando haya sido plenamente identificado y, sobre todo, cuando su explotación sea rentable. Una mejora en las técnicas extractivas que disminuya los costos, o un incremento del precio de venta del mineral, puede hacer que un recurso se convierta en reserva.

La ley en minería es una medida que describe el grado de concentración de recursos naturales valiosos (como metales o minerales) presentes en una mena. Se utiliza para determinar la viabilidad económica de una operación de explotación minera: el costo de extraer recursos naturales de su yacimiento se relaciona directamente con su concentración. Por ello, el costo de extracción debe ser menor que el valor comercial del material extraído para que la operación sea económicamente factible. Para los metales preciosos y las gemas, la ley se expresa generalmente en una cantidad de material por tonelada de mena, partes por millón (ppm) o partes por billón (ppb), mientras que para otros metales y los minerales industriales se expresa como porcentaje.

Procesos Clave del Ciclo Hidrológico

  • Evaporación

    : El agua se evapora en la superficie oceánica, sobre la superficie terrestre y también por los organismos, a través del fenómeno de la transpiración en plantas y la sudoración en animales. También se incluye la sublimación, que ocurre en la superficie helada de los glaciares o la banquisa. En ocasiones, se denomina evapotranspiración a la cantidad total de vapor que se incorpora a la atmósfera procedente de la evaporación y la transpiración de los seres vivos.
  • Condensación

    : El agua en forma de vapor asciende y se condensa, formando las nubes, que están constituidas por gotas de agua minúsculas.
  • Precipitación

    : Se produce cuando las gotas de agua que forman las nubes se enfrían, acelerándose la condensación y uniéndose para formar gotas mayores que terminan por precipitarse a la superficie terrestre debido a su peso. Puede ser sólida (nieve o granizo) o líquida (lluvia). También existen las precipitaciones horizontales, formadas a partir de la niebla, el rocío o la escarcha.
  • Infiltración

    : Proceso mediante el cual el agua que alcanza el suelo penetra a través de sus poros y pasa a ser subterránea. La proporción de agua que se infiltra y la que circula en superficie depende de la permeabilidad del sustrato, la pendiente y la cobertura vegetal. Parte del agua infiltrada vuelve a la atmósfera por evaporación o, más comúnmente, por la transpiración de las plantas, que la extraen con sus raíces. Otra parte se incorpora a los acuíferos, niveles que contienen agua estancada o circulante. Parte del agua subterránea alcanza la superficie allí donde los acuíferos, por las circunstancias topográficas, afloran.
  • Escorrentía Superficial

    : Se refiere a los diversos medios por los que el agua líquida se desliza cuesta abajo por la superficie del terreno. En los climas no excepcionalmente secos, incluyendo la mayoría de los llamados desérticos, la escorrentía es el principal agente geológico de erosión y transporte de sedimentos.
  • Escorrentía Subterránea

    : Se produce a favor de la gravedad, similar a la escorrentía superficial, de la que se puede considerar una versión subsuperficial.
  • Fusión

    : Este cambio de estado se produce cuando la nieve pasa a estado líquido al producirse el deshielo.
  • Solidificación

    : Al disminuir la temperatura en el interior de una nube por debajo de 0 °C, el vapor de agua o el agua misma se congelan, precipitándose en forma de nieve o granizo.

Acuíferos: Almacenamiento y Dinámica del Agua Subterránea

Un acuífero es una masa de rocas permeables que permite la circulación y el almacenamiento del agua subterránea a través de sus poros o grietas. Las rocas almacén pueden ser de materiales muy variados, como gravas de río, limos, calizas muy agrietadas e incluso ciertos tipos de arcilla.

El nivel superior del agua subterránea se denomina nivel freático, y en el caso de un acuífero libre, este nivel coincide con la superficie superior de la zona saturada. Cuando el nivel freático no se encuentra a la presión atmosférica, sino que la supera, se dice que el acuífero no es libre, sino cautivo o confinado. En este caso, al realizar un pozo o sondeo, el agua tiende a ascender, traspasando el techo del acuífero. En estas condiciones, el nivel pasa a denominarse nivel piezométrico, el cual podría llegar hasta la superficie del terreno o incluso superarla, provocando excepcionalmente lo que se conoce como surgencia o pozo artesiano. Sin embargo, por lo general, la mayoría de los pozos en acuíferos cautivos no son artesianos, sino que el agua asciende por el pozo sin llegar a la superficie.

Recarga de Acuíferos

El agua subterránea se renueva, en general, por procesos de recarga desde la superficie. El tiempo de residencia (periodo necesario para la renovación del agua) es muy largo, por lo que el proceso es muy lento. En algunos casos, la renovación está interrumpida por la impermeabilidad de las formaciones geológicas superiores o por circunstancias climáticas de aridez. En ciertos casos, se habla de acuíferos fósiles, que son bolsones de agua subterránea formados en épocas geológicas pasadas y que, a causa de variaciones climáticas, ya no tienen recarga actual.

Grandes Dominios del Macizo Ibérico

El Macizo Ibérico

Aflora en la mitad occidental, aunque constituye la mayor parte de la península ibérica. Está formado principalmente por materiales precámbricos y paleozoicos que fueron afectados por la Orogenia Varisca. Es la zona más antigua y forma parte del conjunto de macizos variscos repartidos por toda Europa.

Sus principales zonas son:

  • Zona Cantábrica
  • Zona Asturoccidental-Leonesa
  • Zona Centroibérica
  • Zona de Ossa-Morena
  • Zona Subportuguesa

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