Departamento de Economía Financiera y Contabilidad de Melilla

Transcripción

1 CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIOAMBIENTALES

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4 CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIOAMBIENTALES SOLUCIÓN DE LA OPCIÓN A TEMA La mayor parte de las fuentes de energía que hoy día empleamos, proceden de los combustibles fósiles que, poco a poco, son complementados por otras. Los combustibles fósiles son recursos no renovables; es decir, su origen es geológico y el proceso de formación es muy lento (requiere millones de años). Por este motivo son recursos limitados que se van agotando conforme se van utilizando. Esta situación no puede mantenerse por mucho tiempo ya que además de gastarse, estos combustibles fósiles provocan un fuerte impacto ambiental. Pero a pesar de estos problemas, no podemos abandonar su utilización hasta que no dispongamos de los sustitutos adecuados. Existen tres tipos de combustibles fósiles que son el carbón, el gas natural y el petróleo: CARBÓN El carbón se formó por la acumulación de restos vegetales en el fondo de pantanos, lagunas o deltas, que en ausencia de oxígeno sufrieron un proceso de fermentación (debido a la acción de ciertas bacterias) y compactación debido a presión y temperatura elevadas por el enterramiento, cuyo resultado fue la formación de carbón y otros compuestos como metano y dióxido de carbono. El carbón es un combustible fósil abundante (se estiman unas reservas para unos 220 años manteniendo el ritmo actual de consumo) y de alto poder calorífico, pero también el más sucio y debido a su elevado contenido en azufre, cuando se quema libera mucho dióxido de azufre, por lo que es también uno de los principales causantes de la lluvia ácida. Además, el carbón en su combustión emite el doble de dióxido de carbono a la atmósfera que el petróleo. El principal uso es su combustión en las centrales térmicas para producir electricidad (el 30% de la energía eléctrica mundial proviene de

5 esta fuente), y actualmente representa más del 75% de la energía utilizada a escala mundial. Existen distintos tipos de carbón en función de su antigüedad, que de mayor a menor son: antracita (90-95% de carbono), hulla (75-90% de carbono), lignito (60-70% de carbono) y turba (45-60% de carbono). Su poder calorífico es directamente proporcional a su antigüedad; y por ello a la cantidad de carbono presente. GAS NATURAL El gas natural procede también 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. El gas natural se utiliza directamente en los hogares (calefacción, cocinas, etc.) y en las industrias y centrales térmicas comienza a sustituir al carbón ya que produce un 65% menos de dióxido de carbono que los otros combustibles fósiles y no emite ni óxidos de nitrógeno ni de azufre, por lo que no causa lluvia ácida. Además, en las centrales térmicas es más eficiente que el carbón y el petróleo. Se considera al gas natural la fuente de energía fósil con más expectativas de futuro inmediato, ya que se cree que será la fuente energética más utilizada en la transición hacia el empleo de energías renovables futuras. PETRÓLEO El petróleo se originó por la muerte masiva del plancton marino, debido a cambios bruscos de temperatura o salinidad del agua, que al sedimentar junto a los cienos y arenas sufren una transformación de modo que la materia orgánica se convierte en hidrocarburos por un proceso de fermentación, y los cienos y arenas se transforman en rocas sedimentarias. El petróleo, una vez formado, migra a través de las fracturas o de rocas porosas ascendiendo hacia la superficie hasta encontrarse, en ocasiones, con una capa impermeable que hace que allí se acumule. Este almacén de petróleo constituye una estructura denominada trampa de petróleo. Es un líquido de color oscuro y olor característico, más ligero que el agua que se extrae en forma de crudo (mezcla de hidrocarburos sólidos,

6 líquidos y gaseosos) sin ninguna aplicación directa. Por ese motivo, para su utilización ha de pasar por una serie de procesos de refinado llamados destilación fraccionada en los que se separan los diferentes componentes que aún no se pueden consumir ya que deben sufrir algunos tratamientos algo más específicos. El principal uso del petróleo es como combustible para el transporte (en sus diferentes derivados) y constituye aproximadamente el 38% del consumo energético mundial. Por lo general, la extracción de los combustibles fósiles y su transporte genera lo que podemos llamar costes ocultos que son los asociados a los equipos e instalaciones necesarias para el aprovechamiento de los mismos. De aquí podemos deducir que se generan numerosos impactos ambientales a lo largo de distintas fases como serían la extracción y el transporte. En el caso del carbón, las explotaciones a cielo abierto generan un gran impacto paisajístico al afectar a grandes extensiones de terreno (erosión, desaparición del suelo, especies vegetales, etc.); mientras que las minas generan impactos principales por la contaminación de aguas superficiales y subterráneas por lixiviados, además del paisajístico provocado por las escombreras. Si nos referimos al gas natural, los impactos son algo menores ya que su extracción es bastante sencilla (debido a la presión que facilita su ascenso) y su transporte implica bajo riesgo. No obstante, tanto los gaseoductos como los buques cisternas (transportan el gas licuado a bajas temperaturas) pueden sufrir algún accidente dejando escapar grandes cantidades de metano a la atmósfera. En último lugar está el petróleo, que genera numerosos impactos tanto durante la extracción por los riesgos que conlleva la perforación, como en su transporte. En el transporte suelen usarse los oleoductos que generan daños en ecosistemas y paisajísticos durante su construcción y que además presentan riesgo de accidente; pero los mayores impactos por accidentes ocurren en el transporte del petróleo por mar en grandes barcos petroleros, generando las conocidas mareas negras de consecuencias catastróficas.

7 PREGUNTAS CORTAS 1. El desarrollo sostenible o sostenibilidad se define como la actividad económica que satisface las necesidades de la generación presente sin afectar la capacidad de las generaciones futuras de satisfacer sus propias necesidades. Las dos palabras que componen la definición tratan de aunar el desarrollo económico de todas las naciones (desarrollo) con el cuidado del medio natural, para que pueda mantenerse para las futuras generaciones. El concepto de desarrollo sostenible ha ido evolucionando y se ha ido concretando, hasta considerar que la sostenibilidad se ha de lograr a tres niveles que son: sostenibilidad económica, ecológica y social. Una sociedad sostenible controla su crecimiento económico, la contaminación, la explotación de los recursos y el tamaño de su población para que no exceda la capacidad de carga marcada por la naturaleza para mantener a la población sin deteriorar ni hipotecar las posibilidades de las futuras generaciones. Por tanto, entre las propuestas para conseguir una sociedad sostenible, se pueden destacar: poner freno al crecimiento demográfico, mejorar las economías de cada país y la renta por persona, y proporcionar una adecuada educación ambiental. 2. Podemos decir que los procesos de fisión y fusión nuclear son inversos. Mientras la fisión genera energía mediante la división de núcleos de átomo, el proceso de fusión nuclear libera energía cuando dos núcleos se fusionan para formar un nuevo átomo. Las principales diferencias de ambos procesos son: o La fisión necesita como materia prima el Uranio enriquecido o Plutonio (escasos y radioactivos). La fusión se puede originar mediante el uso de elementos abundantes en la naturaleza, como es el caso del hidrógeno (no contaminante e inagotable ).

8 o La reacción nuclear de fusión no contamina tanto como la de fisión, eliminado el peligro de los residuos radioactivos. o La reacción de fusión genera del orden de 4 veces más energía que la fisión. En la fisión se transforma en energía aproximadamente el 1% de la materia, mientras que en una reacción de fusión se transforma aproximadamente el 5% de la materia en energía. o El proceso de fisión nuclear es conocido y puede controlarse considerablemente bien (de scontrolado desemboca en una explosión nuclear). La fusión plantea el inconveniente de su confinamiento, por lo que aún se sigue investigando. 3. Los canchales son producidos debido a la fragmentación o meteorización de las rocas, generalmente a causa de su gelifracción que genera bloques y cantos angulosos (no hay transporte que los redondee). De esta forma surge una acumulación geológica que se localiza al pie de las laderas de las montañas y de ciertas penillanuras formando taludes de derrubios. La formación de canchales se debe a la meteorización de las cornisas que se encuentran en las vertientes de las montañas, lo que los convierte en paisajes típicos de las zonas montañosas. Como estos cantos se desplazan bajo el efecto de la gravedad, es difícil su colonización y estabilización por parte de la vegetación, de modo que aparecen como calveros en las laderas, en ocasiones sólo ocupados por líquenes. 4. Según la Conferencia de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente Humano celebrada en 1972 en Estocolmo, el medio ambiente es el conjunto de componentes físicos-químicos (atmósfera, hidrosfera y geosfera), biológicos (biosfera) y sociales (antroposfera) capaces de causar efectos directos o indirectos, en un plazo corto o largo sobre los seres vivos y las actividades humanas. Sin embargo y debido a su complejidad y subjetividad también se admiten otras diferentes acepciones aunque todas enfocadas en la misma idea.

9 5. El modelado del relieve se produce por la acción de la meteorización sobre los materiales y, entre otros factores, depende del clima. Los factores climáticos más importantes están relacionados con la temperatura y la disponibilidad de agua. En climas fríos y secos, las variaciones de temperatura condicionan procesos de deterioro de tipo físico o mecánico (tales como crioclastia). Por tanto, las acciones mecánicas serán predominantes bajo climas con fuertes contrastes térmicos, como altas montañas o climas polares, en los que además escasea el agua líquida (q ue sería imprescindible para la alteración química). El agua entonces adquirirá importancia en climas cálidos y húmedos, como los ecuatoriales y templado-húmedos, donde la meteorización química será más efectiva ( disolución, hidratación, hidrólisis, etc.). A medida que aumenta la precipitación anual, la alteración química es más importante, incrementándose también al aumentar la temperatura debido al aumento de la velocidad de las reacciones químicas. PREGUNTA DE APLICACIÓN a) y b) La fotografía muestra un torrente que es un cauce seco excavado por el agua en laderas con mucha pendiente y que sólo llevan agua esporádicamente tras lluvias torrenciales, deshielos, etc. Su poder erosivo es enorme, pues debido a su fuerte pendiente, su capacidad (Q) (cantidad de material que puede transportar la corriente de agua con un determinado caudal) es siempre superior a su carga (C) (cantidad real de materiales que transporta en agua en un momento determinado). Esta velocidad con la que el agua circula en los torrentes puede originar inundaciones muy peligrosas y repentinas. En el torrente de la fotografía se pueden distinguir las siguientes partes: Cuenca de recepción: Lugar donde se produce el agrupamiento de las aguas; en esta zona predomina la erosión. Situación en la que Q>C.

10 Canal de desagüe: Incisión en el terreno que forma el agua al circular por una ladera; por él se transportan los materiales previamente erosionados aunque continua el proceso erosivo en menor medida. Situación entre Q>C y Q=C. Abanico aluvial o cono de deyección: Zona en la que sedimentan (disminuye mucho la pendiente) todos los materiales transportados formándose depósitos. Situación en la que Q<C. c) Los riesgos geológicos pueden ser entendidos como una circunstancia o situación de peligro, perdida o daño, social y económico, debida a una condición geológica o a una posibilidad de ocurrencia de proceso geológico, inducido o no. Las avenidas o inundaciones constituyen el riesgo geológico más destructivo, tanto a escala nacional como mundial, y son el principal riesgo geológico asociado a las torrenteras. Podemos definir una inundación como la anegación temporal de terrenos normalmente secos, como consecuencia de la aportación inusual y más o menos repentina de una cantidad de agua superior a la que es habitual en una zona determinada; y que puede estar ocasionada por fenómenos naturales o por acción humana. Los daños se producen tanto por la dinámica de la corriente, agravada por los materiales transportados, como por la elevación del nivel del agua, que destruye bienes y cosechas. Además de los riesgos directos por las inundaciones, podemos también considerar una serie de riesgos asociados como: deslizamientos de lodos y rocas, desprendimiento y alteración en las cimentaciones de las construcciones, disoluciones y roturas que pueden provocar hundimientos, roturas de conducciones de gas, electricidad, etc.

11 SOLUCIÓN DE LA OPCIÓN B TEMA La biosfera es el conjunto formado por todos los seres vivos que habitan la Tierra; la consideramos como un sistema abierto donde se da intercambio de materia y energía con el entorno. En un ecosistema, las relaciones tróficas representan el mecanismo de transferencia energética de unos organismos a otros en forma de alimento. Estos diferentes organismos se agrupan constituyendo los diferentes eslabones o niveles tróficos que se relacionarán unos con otros dando las cadenas tróficas. Cuando se habla de producción de un ecosistema se hace referencia a la cantidad de energía que recorre ese ecosistema y es capaz de aprovechar. Se puede definir como la cantidad de energía acumulada como materia orgánica por unidad de superficie o volumen y por unidad de tiempo, en el ecosistema o en cada nivel trófico. La producción primaria es la energía fijada por los organismos autótrofos y la producción secundaria la correspondiente al resto de los niveles tróficos. La producción primaria bruta de un ecosistema es la energía total fijada por fotosíntesis por las plantas. La producción primaria neta es la energía fijada por fotosíntesis menos la energía empleada en la respiración; es decir la producción primaria bruta menos la respiración. Los productores primarios constituyen el primer nivel trófico y está representado por los organismos autótrofos que hacen entrar la energía en los ecosistemas; como los vegetales (principales productores primarios) que son capaces de captar y transformar la energía lumínica en energía química mediante la fotosíntesis. Pero también hay otros tipos de organismos autótrofos que son los quimiosintéticos, capaces de sintetizar materia orgánica a partir de compuestos inorgánicos empleando energía obtenida a partir de la oxidación de ciertas moléculas inorgánicas. Los productores aprovechan parte de la materia orgánica sintetizada para la obtención de energía mediante la respiración; dicha energía es empleada en el desarrollo de sus procesos vitales y transformada finalmente en forma de calor que se disipa. El resto de la materia orgánica producida se almacena en los tejidos del organismo, pudiendo ser transferida en forma de alimento al resto de los niveles tróficos. Los productores secundarios son todo el conjunto de animales y detritívoros o descomponedores (se alimentan de restos dejados por organismos vivos descomponiendo la materia orgánica) que se alimentan

12 de los organismos fotosintéticos. Los herbívoros se alimentan directamente de las plantas, pero los diferentes niveles de carnívoros y los detritívoros también reciben la energía indirectamente de las plantas, a través de la cadena trófica. De modo general reciben el nombre de consumidores y son todos organismos heterótrofos que utilizan la materia orgánica sintetizada por los autótrofos para realizar sus funciones vitales. Dentro de los productores secundarios/consumidores se pueden distinguir: los consumidores primarios o herbívoros (constituyen el segundo nivel trófico), los consumidores secundarios o carnívoros ( tercer nivel), los carnívoros finales ( cuarto nivel) y el grupo de los detritívoros/descomponedores (formado principalmente por hongos y bacterias). Los animales obtienen la energía para su metabolismo de la oxidación de los alimentos (respiración), pero no todo lo que comen acaba siendo oxidado. Parte se desecha en las heces o en la orina, parte se difunde en forma de calor, etc. Así, por ejemplo, una ardilla se alimenta de piñones, que son la energía bruta que introduce en su sistema digestivo, pero deja como residuos todo el resto de la piña (energía no utilizada). De los piñones que ha comido parte se elimina en las heces y sólo los nutrientes digeribles pasan a la sangre para ser distribuidos entre las células. De esta energía parte se elimina en la orina y sólo el resto se utiliza para el metabolismo. Parte de la energía metabólica se emplea para mantener su organismo vivo y activo y parte ( producción secundaria neta) para crecer o reproducirse. Sólo una fracción insignificante de la energía puesta en juego en la biosfera circula por las estructuras más complejas de la vida, las de los animales superiores. La regla del 10% afirma que la energía que pasa de un eslabón a otro es aproximadamente el 10% de la acumulada en él. Por otro lado cabe destacar la importancia de los detritívoros /descomponedores en la asimilación de los restos del resto de la red trófica (hojarasca que se pudre en el suelo, cadáveres, etc.). Son agentes necesarios para el retorno de los elementos, que si no fuera por ellos se irían quedando acumulados en cadáveres y restos orgánicos sin volver a las estructuras vivas. Gracias a su actividad se cierran los ciclos de los elementos. La productividad es la relación que existe entre la producción neta y la biomasa (Pn/B) y sirve para valorar la riqueza de un ecosistema o nivel

13 trófico, ya que representa la velocidad con que se renueva la biomasa; por esto también puede llamarse tasa de renovación. El tiempo de renovación es el periodo que tarda en renovar su biomasa un nivel trófico o un sistema. Es un parámetro inverso al anterior: B/Pn. PREGUNTAS CORTAS 1. El modelo de consumismo actual podríamos encuadrarlo en la llamada explotación incontrolada. Este modelo de desarrollo humano se basa en la generación de riquezas y bienes de consumo que permitan un desarrollo económico pero sin tener en cuenta para nada el medio natural. Evidentemente, en este modelo se supone que se pueden usar combustibles fósiles ilimitados ya que las tecnologías del hombre permitirán paliar su déficit, y se asume la generación de muchísimos residuos. Las consecuencias a corto plazo de este modelo de desarrollo es un enriquecimiento económico y avance tecnológico rápido que permiten una mejora en la calidad de vida (generando en ocasiones necesidades ciudadanas que realmente no existen). Evidentemente estos avances conducen hacia la idea de que aunque se agoten los recursos, se podrán seguir explotando de otra forma. No podemos olvidar que según este modelo de desarrollo no todos los países podrán avanzar de igual forma. En cuanto a las consecuencias a largo plazo, todas aparecen como negativas para el medioambiente: crecimiento exponencial de la población que implica un mayor consumo acelerado de recursos y generación de residuos, una mayor contaminación del aire, las aguas y el suelo, posible agotamiento de recursos que en principio eran potencialmente renovables, un aumento de las diferencias de desarrollo entre países y finalmente un agravamiento de los riesgos naturales. Aunque actualmente la tendencia es el cambio hacia el modelo de desarrollo sostenible, para llegar a él aún nos queda un largo camino. 2. Se puede definir la atmósfera terrestre como la envoltura de gases que

14 rodean a la Tierra. Las diversas capas de la atmósfera hacen de filtro de manera que sólo las radiaciones situadas en el centro de espectro consiguen atravesarla sin dificultad. La troposfera es la capa inferior que llega a los 12 Km. de altura (en latitudes medias), en ella se acumulan el 80% de los gases atmosféricos y se da el efecto invernadero. El efecto invernadero se genera por la presencia de gases como el vapor de agua, dióxido de carbono, metano y óxidos de nitrógeno. Estos gases permiten que las radiaciones solares lleguen a la superficie terrestre pero una vez que éstas rebotan en ella (efecto albedo), impiden la salida de gran parte de las radiaciones infrarrojas que remiten de nuevo a la Tierra (como contrarradiación) incrementándose así la temperatura. Gracias al efecto invernadero se consigue mantener la superficie de la Tierra en unos 15º C de media, lo que permite el desarrollo de la vida. Este es un efecto beneficioso que no hay que confundir con el incremento del efecto invernadero que consiste en un excesivo aumento de los gases de efecto invernadero. Al aumentar la concentración de estos gases, la cantidad de calor atrapado aumentará provocándose un excesivo calentamiento de la atmósfera. La principal causa de este incremento es de origen antropogénico: deforestación, quema de combustibles fósiles, etc. 3. El agua, que forma parte de la hidrosfera, sigue una serie de trayectorias, variando su localización y su estado físico y constituyendo así un sistema cerrado que denominamos ciclo hidrológico. Los diferentes procesos que constituyen el ciclo hidrológico haciendo pasar el agua de unos compartimentos a otros son: precipitación, evapotranspiración, infiltración y escorrentía. Una deforestación masiva afectará al ciclo hidrológico en: Evapotranspiración: Al existir menos árboles, la transpiración disminuirá haciendo que ascienda menos vapor de agua a la atmósfera, lo que dificultará la formación de lluvias. Infiltración: La infiltración disminuirá ya que al no existir árboles

15 no se facilitará este proceso y con ello, se dificulta/impide la incorporación a las aguas subterráneas, frenándose los pasos subterráneos del ciclo. Escorrentía: Al no existir cubierta vegetal, las aguas acelerarán su descenso hacia el mar (o su destino final). Además, como ha disminuido la infiltración, el suelo se queda con el agua acumulada en su superficie. 4. La Tierra es un sistema complejo y dinámico. Podemos considerar que se comporta como un sistema cerrado (intercambia energía con el exterior pero no materia) que recibe un flujo de energía constante (la radiación electromagnética solar, y emite al espacio energía: la radiación terrestre infrarroja) que a su vez, sostiene al ciclo de materia. El Sistema Tierra está formado por 4 subsistemas que interaccionan entre sí: o Biosfera: Área de la Tierra ocupada por los seres vivos. o Atmósfera: Capa de gases que rodea la Tierra. o Hidrosfera: Capa de agua (en sus diferentes formas) que hay en la Tierra. El agua en estado sólido (congelada) podríamos incluirla en la criosfera. o Geosfera: Capa sólida/rocosa de la Tierra. Estos subsistemas están interrelacionados estableciendo un equilibrio dinámico de manera que el cambio en uno de ellos repercute en los demás. Muchas de estas relaciones pueden observarse en los ciclos biogeoquímicos. 5. La troposfera es la capa más baja de la atmósfera, su altitud en latitudes medias es de unos 12 Km. y contiene el 75 % de su masa total. Su temperatura es máxima junto a la superficie terrestre y desciende con la altura hasta la tropopausa (límite superior de la troposfera que conecta con la estratosfera).

16 Esta temperatura en la parte inferior de la troposfera de unos 15 C va descendiendo hacia su parte superior, donde menos calor de la superficie calienta al aire, a razón de 6,5º C cada kilómetro (valor medio) hasta alcanzar en la zona de tropopausa entre unos -57º y -70º C. Este valor de cambio de la temperatura con la altitud se llama gradiente térmico o gradiente vertical de temperatura (GVT). PREGUNTA DE APLICACIÓN a) El mapa de la imagen podemos considerarlo un mapa de riesgo ya que representa la distribución geográfica del ácido sulfúrico depositado a partir de las emisiones de SO2. Este ácido sulfúrico se expresa en porcentajes por lo que se puede deducir el grado de peligrosidad o severidad al que están sometidos los diferentes países europeos. Los mapas de riesgo nos ayudan a predecir (medidas predictivas) un riesgo anunciándolo con anticipación para poder planificar actuaciones para hacerle frente (ya sean preventivas o correctoras). b) El ácido sulfúrico (disuelto) formado a partir de las emisiones de dióxido de azufre (SO2) al combinarse con el vapor de agua del aire, y que llega a la tierra con la lluvia ácida, puede provocar efectos perjudiciales tanto en ecosistemas como en materiales. Entre estos efectos se pueden destacar: - Acidificación de aguas dulces: Este incremento de acidez en los lagos daña los ecosistemas acuáticos provocando disminución y/o desaparición de especies con la consiguiente alteración de las

17 redes tróficas y desequilibrio para el ecosistema. Por ejemplo, un ph inferior a 4 provoca la muerte de salmones, plantas, invertebrados, etc. - Acidificación de suelos volviéndolos improductivos y afectando a redes tróficas. - Daños en la vegetación afectando a las hojas y la corteza provocando finalmente la muerte de los árboles. - Corrosión de metales y materiales calizos: Provoca daños en los materiales de construcción originando el denominado mal de la piedra. c) La lluvia ácida, teniendo en cuenta su radio de acción, se puede clasificar como contaminación de efecto regional; es decir, es transfronteriza. Los contaminantes liberados por la actividad industrial y combustión del carbón (por ejemplo en Gran Bretaña) llegan a la atmósfera donde forman la lluvia ácida que puede caer en lugares próximos a ese foco de emisión (lo que explica la presencia de ácido sulfúrico en estos países), o bien en zonas alejadas (caso de Noruega, Suecia y Finlandia que presentan porcentajes muy altos). Debido a la dinámica atmosférica existente en esa zona (el sentido de la circulación general de la atmósfera es del oeste), los vientos predominantes empujan la contaminación producida en los países emisores hacia la península Escandinava (receptor). Por tanto, aquí es donde se da la mayor parte de las precipitaciones ácidas quedando afectados sus monumentos del mal de la piedra con mayor intensidad.