GEOLOGÍA FÍSICA III. EL HOMBRE Y EL MEDIO FÍSICO

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1 III. EL HOMBRE Y EL MEDIO FÍSICO 1. Licenciatura en Biología Universidad de Alcalá Curso 2006/2007 GEOLOGÍA FíSICA II. EL HOMBRE Y EL MEDIO FÍSICO III Recursos naturales 2.- Recursos hídricos 3.- Recursos minerales 4.- Recursos energéticos 5.- Recursos minerales en España Bibliografía específica recomendada: Anguita y Moreno, Capítulo 6. Calvo et al., Capítulos 10 y 11. Pedraza, Capítulos 3.1 a 3.7. Rebollo, Capítulo 9. Strahler, Capítulo 1. Tarbuck y Lutgens, Capítulos 11 y 21. Craig et al.,

2 1. RECURSOS NATURALES Conceptos: Recursos naturales: bienes materiales y servicios que proporciona la naturaleza y que son valiosos para las sociedades humanas por contribuir a su bienestar y desarrollo de manera directa (materias primas, minerales, alimentos) o indirecta (servicios ecológicos indispensables para la continuidad de la vida en el planeta). 1. RECURSOS NATURALES Tipos de recursos naturales: Existen dos clases de recursos naturales: R.N. Renovables R.N. no Renovables Bienes de flujo Flujo y ciclos de la naturaleza Corto periodo de generación o regeneración (meses, años, décadas) Recurcos bióticos (bosques, pesca, ) o no limitados (luz solar, mareas, ) Posible pérdida por sobre explotación (deterioro, sobreexplotaciones, ) 2

3 1. RECURSOS NATURALES Tipos de recursos naturales: Existen dos clases de recursos naturales: R.N. Renovables R.N. no Renovables Bienes de base Depósitos limitados Largo periodo de generación o regeneración (siglos, milenios, millones de años) en comparación con el periodo de extracción Recursos inertes (minerales, rocas) o limitados (petróleo, gas natural, ) Irreemplazables Pérdida por explotación y sobreexplotación 1. RECURSOS NATURALES El uso de los recursos naturales: Incremento de la explotación de los recursos naturales por: Incremento de la población mundial Incremento del desarrollo industrial y tecnológico 3

4 1. RECURSOS NATURALES El uso de los recursos naturales: Los recursos naturales más empleados son: Bióticos Hídricos Del suelo Minerales Uso de los recursos de origen biológico: pesca masa forestal Energéticos 1. RECURSOS NATURALES El uso de los recursos naturales: Los recursos naturales más empleados son: Bióticos Hídricos Del suelo Minerales Energéticos Uso del agua: Superficial Subterránea Fines: Alimenticios Industriales Ocio-deporte 4

5 1. RECURSOS NATURALES El uso de los recursos naturales: Los recursos naturales más empleados son: Bióticos Hídricos Del suelo Uso del suelo con fines: Industriales Construcción Minerales Energéticos 1. RECURSOS NATURALES El uso de los recursos naturales: Los recursos naturales más empleados son: Bióticos Hídricos Del suelo Minerales Energéticos Minerales industriales Minerales preciosos Materiales de construcción Rocas industriales Rocas ornamentales 5

6 1. RECURSOS NATURALES El uso de los recursos naturales: Los recursos naturales más empleados son: Bióticos Hídricos Del suelo Minerales Energéticos Combustibles fósiles Energía mareal Energía eólica Energía solar Energía geotérmica Energía hidroeléctrica Energía nuclear 1. RECURSOS NATURALES El uso de los recursos naturales: El uso de los recursos naturales puede llevar consigo: Reducción de los recursos naturales: Explotación de yacimientos minerales. Incremento de la contaminación: Contaminación producida por la combustión de combustibles fósiles (carbón, petroleo, ) 6

7 1. RECURSOS NATURALES Tipos de recursos naturales: 1. RECURSOS NATURALES Recursos geológicos: Los recursos geológicos pueden clasificarse en grupos y tipos. Cada uno de los tipos de recursos geológicos tienen diferentes aplicaciones o usos. 7

8 1. RECURSOS NATURALES Recursos geológicos: El concepto de recurso tiene importantes condicionantes económicos y geológicos: Recurso: acumulación de materiales (en cualquier fase) susceptible de ser explotados. Especulativo Disponibles Rentable Hipotético No disponible No rentable Posible Probable Probado Reserva: parte de los recursos que pueden ser extraídos con beneficios económicos en las condiciones de mercado actuales y con el desarrollo tecnológico actual. R. Posible Disponible Rentable R. Probable R. Probado 1. RECURSOS NATURALES Recursos geológicos: 8

9 2. RECURSOS HÍDRICOS El agua superficial: El agua superficial como recurso natural Empleado con fines alimenticios, industriales, recreativos, Incremento del uso con el incremento de la población Requiere de la construcción de balsas y embalses. Impacto ambiental y geológico 2. RECURSOS HÍDRICOS Consumo de agua: Los usos del agua en España se distribuyen por sectores: Regadío utiliza Hm 3 /año, el 80% del consumo. Abastecimiento, 4.300Hm 3 /año, el 14% del consumo. Industria, Hm 3 /año, el 6% del consumo. 9

10 2. RECURSOS HÍDRICOS Gestión del agua: Plan Hidrológico Nacional : Regulación de cuencas fluviales. Modernización de regadíos. Abastecimientos urbanos. Saneamiento y depuración de aguas residuales. Programa de control y mejora de la calidad de las aguas superficiales y subterráneas. Regeneración hidrológico-forestal. 2. RECURSOS HÍDRICOS El agua subterránea: Agua subterránea: agua acumulada en materiales porosos por infiltración desde la superficie. Agua contenido en acuíferos es explotado para distintos usos: Agrícola, abastecimiento, industrial Peligro de sobreexplotación y desecación de acuíferos: subsidencias, incremento de la salinidad, reducción de los recursos hídricos subterráneos. Gestión: Control de extracciones (volumen y calidad) Control de la actividad superficial para evitar contaminaciones (actividad agraria e industrial) 10

11 3. RECURSOS MINERALES Yacimientos minerales: Yacimiento: Un yacimiento mineral es una concentración anormalmente alta de minerales susceptibles de ser explotados. Clasificación de yacimientos: Los yacimientos se clasifican en función del proceso geológico gracias al que se han formado: Procesos exógenos Procesos endógenos 3. RECURSOS MINERALES Yacimientos minerales: Procesos exógenos Procesos endógenos Procesos plutónicos Procesos volcánicos Procesos metamórficos Lateritas y Yacimientos de oxidación: acumulación de minerales por alteración de materiales expuestos a las condiciones ambientales. Yacimiento de enriquecimiento supergénico: acumulación de minerales por lavado de otros compuestos que conforman el suelo o depósito mineral. Yacimientos tipo placer: acumulaciones de minerales en depósitos detríticos (arenas, conglomerados, ) transportados por corrientes fluviales. Yacimientos de evaporitas: acumulación de minerales por precipitación y cristalización de agua con altos contenidos en compuestos disueltos. 11

12 3. RECURSOS MINERALES Yacimientos minerales: Procesos exógenos Procesos endógenos Procesos plutónicos Procesos volcánicos Procesos metamórficos Yacimiento magmático: acumulación de determinados minerales en materiales plutónicos debido a la composición del magma. Yacimiento de segregación magmática: acumulación diferencial de minerales durante el proceso de enfriamiento. Yacimiento de inyección magmática: acumulaciones de minerales en venas por las que se ha introducido el magma. Yacimiento de pegmatitas: acumulación de minerales en grandes venas por las que ha circulado el magma y/o fluídos hidrotermales durante uno o más episodios, a muy alta presión y temperatura. 3. RECURSOS MINERALES Yacimientos minerales: Procesos exógenos Procesos endógenos Procesos plutónicos Procesos volcánicos Procesos metamórficos Yacimiento volcanogénico: acumulación de determinados minerales asociados a procesos volcánicos a moderada presión y temperatura. Yacimiento exhalativo: asociado a emanaciones gaseosas (fumarola, chimeneas) de origen volcánico o subvolcánico. Yacimiento hidrotermal: acumulaciones de minerales debido a la precipitación de los compuestos disueltos en agua a elevada temperatura que ascienden desde el interior de la corteza. 12

13 3. RECURSOS MINERALES Yacimientos minerales: Procesos exógenos Procesos endógenos Yacimiento tipo Skarn: acumulación de determinados minerales debido al metamorfismo (alta temperatura) de rocas carbonatadas. Procesos plutónicos Procesos volcánicos Procesos metamórficos 3. RECURSOS MINERALES Tipos de recursos minerales: Recursos metálicos Recursos no metálicos O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K, Ti, son los más abundantes Ca, Na, K no se usan en su forma metálica Cr y Mn (abundancia 0.01%) se emplean en aleaciones Elementos abundantes: concentración >0.01% Fe, Al Elementos poco abundantes: concentracion <0.01% Pb, Cu, Zn, Hg, Pt, Ni, Au, Ag Se extraen en forma de óxidos e hidróxidos 13

14 3. RECURSOS MINERALES Tipos de recursos minerales: Recursos metálicos Recursos no metálicos O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K, Ti, son los más abundantes Ca, Na, K no se usan en su forma metálica Cr y Mn (abundancia 0.01%) se emplean en aleaciones Elementos abundantes: concentración >0.01% Fe, Al Elementos poco abundantes: concentracion <0.01% Pb, Cu, Zn, Hg, Pt, Ni, Au, Ag Se extraen en forma de óxidos e hidróxidos 3. RECURSOS MINERALES Tipos de recursos minerales: Recursos metálicos Recursos no metálicos Múltiples utilidades y aplicaciones: Fertilizantes Productos químicos Abrasivos Materiales de construcción 14

15 3. RECURSOS MINERALES Recursos minerales No Metálicos: Usos: Fertilizantes Productos químicos Abrasivos Empleados para mantener una alta productividad de los cultivos La mayoría son compuestos nitrogenados, potásicos o fosfatados. Materiales de construcción 3. RECURSOS MINERALES Recursos minerales No Metálicos: Usos: Fertilizantes Productos químicos Empleados para la elaboración de productos químicos. Los más empleados son el azufre y la halita Abrasivos Materiales de construcción 15

16 3. RECURSOS MINERALES Recursos minerales No Metálicos: Usos: Fertilizantes Productos químicos Abrasivos Materiales de construcción Empleados para el pulido y desgaste de otros materiales. Los más empleados son: Diamante Granate Arenas cuarzosas Feldespatos Topacio Corindón 3. RECURSOS MINERALES Recursos minerales No Metálicos: Usos: Fertilizantes Productos químicos Abrasivos Materiales de construcción Materiales de origen diverso empleados en las distintas construcciones y obras de ingeniería. Naturales (sin modificar): Áridos: Arenas Gravas Rocas machacadas Rocas ornamentales y techados: Pizarra Mármol Granito Otras rocas cristalinas Modificados (elaborados): 16

17 3. RECURSOS MINERALES Recursos minerales No Metálicos: Usos: Fertilizantes Productos químicos Abrasivos Materiales de construcción Materiales de origen diverso empleados en las distintas construcciones y obras de ingeniería. Naturales (sin modificar): Modificados (elaborados): Aglomerantes: Físicos: betunes y alquitranes Químicos: cales, yesos, cementos Productos cerámicos Arcillas, feldespatos, bauxita, Ladrillería, azulejos, refractarios,... Vidrios Tipos de energía: 17

18 Consumo energético: Consumo energético: 18

19 Producción energética: Carbón: El carbón es una roca sedimentaria combustible con más del 50% en peso y más del 70% en volumen de materia carbonosa, formada por compactación y maduración de restos vegetales superiores, como consecuencia de la evolución de esta materia orgánica de origen vegetal que se acumula en determinadas cuencas sedimentarias. Una capa de un metro de carbón se forma por compactación de unos 10 metros de limo carbonoso. Tipos de carbón en función de su evolución: Turba Lignito Hulla Antracita 19

20 Carbón: La evolución depende de la edad del carbón, así como de la profundidad y condiciones de presión, temperatura, entorno, etc., en las que la materia vegetal evolucionó hasta formar el carbón mineral. El rango del carbón se determina en función de su contenido en materia volátil, contenido en carbono fijo, humedad, poder calorífico, contenido en cenizas, etc. A mayor rango, mayor es el contenido en carbono fijo y mayor el poder calorífico, mientras que disminuyen su humedad natural y la cantidad de materia volátil. El contenido en azufre es determinante para su uso. A mayor contenido en azufre, mayor contaminación y deterioro de las instalaciones de la central térmica (horno). Por tanto, menor valor económico. Carbón: Extracción a cielo abierto o en minería subterránea. 20

21 Petróleo y gas natural: El petróleo y el gas natural están constituidos casi exclusivamente por hidrocarburos, es decir, compuestos orgánicos, más o menos complejos, de Carbono e Hidrógeno, mezclados en proporciones diversas entre sí, y que tiene un origen animal. Los Hidrocarburos naturales se originan como un paso intermedio de la degradación de la materia orgánica, en medio anaerobio, y en un rango concreto de presiones y temperaturas. Para poder ser explotables (extraíbles por bombeo), estos hidrocarburos han de migrar a rocas porosas y permeables (las rocas almacén) y quedar atrapados por algún mecanismo que impida que la migración los lleva hasta la superficie: las trampas petrolíferas. Estas pueden ser de muy diversos tipos, aunque las más comunes corresponden a pliegues anticlinales. Petróleo y gas natural: Tipos de trampas: 21

22 Petróleo y gas natural: Yacimientos petrolíferos: Petróleo y gas natural: Extracción: Perforación de sondeos Cuando el petróleo está sometido a presión (agua, gas natural, ) este puede ascender solo. Cuando se encuentra a baja presión se extrae por bombeo En ocasiones se inyecta vapor o agua para aumentar la presión en la trampa de petróleo, y que éste ascienda sólo, sin bombeo. Se extrae hasta que el gasto de extracción iguala al de beneficio. Se aprovecha entre un 25% y un 60% del yacimiento petrolífero. 22

23 Petróleo y gas natural: Extracción: Petróleo y gas natural: Usos del petróleo: 23

24 Energía geotérmica: Empleo del calor del interior de la tierra para la producción de electricidad o el calentamiento de agua para uso humano. Perforación de sondeos para obtención de agua caliente y vapor. Empleo de turbinas en plantas de transformación Generación de Energía eléctrica Energía geotérmica: 24

25 Energía geotérmica: Áreas geotérmicas Estaciones de bombeo Canalizaciones Energía geotérmica: Plantas de transformación Central eléctrica Canalizaciones 25

26 Energía mareomotriz: Uso de las variaciones del nivel del mar por las mareas para producir energía eléctrica. Construcción de pseudoembalses o diques en zonas costeras sometidas a medias y altas variaciones mareales. El llenado y vaciado de esos embalses por la acción de las mareas produce el movimiento de unas turbina que a su vez generan energía eléctrica. Energía mareomotriz: 26

27 Energía solar: Uso de la luz del sol para obtener energía eléctrica de manera directa o por el calentamiento de agua para la obtención de vapor que, a través de turbinas, permite obtener energía eléctrica. 5. RECURSOS GEOLÓGICOS EN ESPAÑA Carbón: 27

28 5. RECURSOS GEOLÓGICOS EN ESPAÑA Petróleo: 5. RECURSOS GEOLÓGICOS EN ESPAÑA Minerales 28

29 III. EL HOMBRE Y EL MEDIO FÍSICO 1. Licenciatura en Biología Universidad de Alcalá Curso 2006/