Geología de desastres: Inundaciones, Sucesión Ecológica y Riesgos Sísmicos

Geología de Desastres Naturales

Inundaciones

Características

Las inundaciones son producidas por aguas continentales y pueden ser:

• Torrenciales: Originadas en torrentes (cauces secos excavados por el agua), pueden ocasionar inundaciones peligrosas y repentinas. En regiones mediterráneas, el agua circula a gran velocidad por la pendiente y desemboca en una rambla (cauce mayor de fondo plano).
• Fluviales: Originadas en ríos de agua permanente y cauces fijos, originan llanuras de inundación o vegas (valles planos ocupados por sedimentos). El hombre ha ocupado estas vegas para cultivar debido a su gran fertilidad. Otras estructuras típicas son los meandros y las terrazas.

Peligrosidad

Depende de la energía, que a su vez depende de:

• Velocidad de la corriente (V): Aumenta al hacerlo la pendiente.
• Caudal (Q): Volumen de agua que atraviesa una sección transversal de la corriente por unidad de tiempo (m³/s). El caudal depende de:
  • Intensidad de las precipitaciones.
  • Estaciones: épocas de caudal máximo (avenida) y mínimo (estiaje).
  • Infiltración: al aumentar la infiltración disminuye la escorrentía y, por tanto, el caudal del río y las inundaciones. La vegetación en la cabecera y márgenes del río aumenta la infiltración y la retención de agua.

Predicción

• Previsiones meteorológicas: Los informes meteorológicos y datos de satélites (como Meteosat) pueden prever lluvias torrenciales.
• Diagramas de variación del caudal: Se puede prever el tiempo de retorno de cada inundación al repetirse en el tiempo, según datos históricos.
• Mapas de riesgo: Elaborados a partir de datos históricos para delimitar áreas susceptibles y la magnitud de inundación esperada.

Prevención

Medidas Estructurales

• Construcción de diques a ambos lados del cauce para evitar desbordamientos (dejar anchura suficiente para evitar alta velocidad del agua).
• Aumento de la capacidad del cauce (ensanchamiento lateral o limpieza del fondo).
• Desvío de cauces en tramos que atraviesan ciudades.
• Reforestación y conservación del suelo: los árboles retienen agua, aumentando la infiltración y disminuyendo la escorrentía; se evita la erosión.
• Medidas de laminación (creación de embalses) para rebajar caudales y aumentar el tiempo de respuesta; sirven como reservas hídricas o para usos hidroeléctricos.
• Estaciones de control en puntos de los cauces fluviales y embalses, con pluviómetros y estaciones de aforo para medir variaciones de altura y anchura del cauce. Los datos se envían por vía telefónica o informática.

Estas medidas funcionan mejor en ríos con cabeceras arboladas y precipitaciones regulares. En lugares con avenidas imprevistas, el tiempo de respuesta es tan pequeño que no se puede alertar a la población.

Medidas No Estructurales

• Ordenación del territorio: limitar las áreas susceptibles de inundación con ayuda del registro histórico, fotografías de satélite y mapas de riesgo.
• Zonas de servidumbre (franja de 5 m a cada lado del cauce) que prohíben construir, cultivar o plantar árboles sin autorización.
• Zona de policía (100 m del cauce a ambos lados) donde se permite cultivar, pero no extraer materiales ni construir.
• Zona inundable: márgenes del cauce principal con probabilidad de inundación de 1/500.
• Seguros obligatorios, planes de protección civil y modelos de simulación.

Sucesión Ecológica

Tipos

• Sucesiones primarias: Parten de un terreno virgen (rocas o islas volcánicas).
• Sucesiones secundarias: Se desencadenan tras una perturbación que elimina la vegetación pero no el suelo. El proceso depende del grado de perturbación. Son más cortas que las primarias.

Etapas de la Sucesión Primaria

1. Etapa serial (pastizal anual): Especies pioneras, oportunistas, estrategas de la r. Si el sustrato es rocoso, comienza con líquenes. La roca se meteoriza y se acumula suelo. Inicialmente delgado, permite musgos y pequeños terófitos. Se establece una comunidad más compleja (pastizal anual).
2. Pastizal vivaz: Plantas herbáceas vivaces que compiten por nutrientes. Biomasa baja, productividad alta. Mayor retención del suelo permite su desarrollo. Colonización por especies especialistas, estrategas de la k.
3. Matorrales: Suelos delgados, pequeños arbustos (50 cm). Plantas más grandes colonizan lugares favorecidos. Pinos acompañan a estas comunidades. El suelo se desarrolla y fertiliza. Aparecen arbustos y árboles más grandes. Aumenta la biodiversidad y la biomasa. Producción neta y productividad altas.
4. Bosque: Matorrales densos permiten el desarrollo de árboles, creando un microclima menos luminoso y más húmedo. Sotobosque con especies esciófilas. Aparecen nuevos nichos ecológicos. Aumenta la biodiversidad y la complejidad. En un ecosistema maduro, la biodiversidad es máxima, la biomasa aumenta mucho y la productividad desciende. La producción neta se aproxima a cero. La serie se repite en territorios con las mismas condiciones climáticas. El territorio ocupado por la etapa clímax se llama dominio climático.

Cambios/características: Cambios en la estructura de la vegetación, aumento de la biodiversidad, cambios en la composición de especies (sustitución progresiva de especies generalistas (r) por otras más exigentes y especialistas (k), decrece la tasa de natalidad y aumenta la supervivencia), incremento de la complejidad de los ecosistemas, evolución del suelo y de los parámetros tróficos (la biomasa crece, la producción neta disminuye y la productividad baja).

Regresión: Proceso inverso a la sucesión, producido por factores naturales externos (erupción, huracán…), humanos (incendios, talas) o la propia dinámica del ecosistema (regresión autoinducida).

Madurez ecológica: Estado de un ecosistema en un momento dado del proceso de sucesión ecológica. Niveles más avanzados y organizados de biocenosis.

Comunidad clímax: Estado final de la sucesión ecológica, máximo grado de madurez y equilibrio con el medio.

Contaminación Atmosférica

Hay contaminación atmosférica cuando aparecen sustancias extrañas en cantidades y periodos que resultan nocivos para humanos, animales, plantas o tierras, y perturban el bienestar o el uso de bienes.

Fuentes de Contaminación

• Naturales: Erupciones volcánicas (compuestos de azufre como H₂O y SO₂ y partículas), incendios forestales (CO₂), actividades de seres vivos (polen).
• Artificiales: Actividades humanas. Uso de combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural). Actividades contaminantes: hogares (calefacción), transporte (automóvil o avión), industrias térmicas y siderúrgicas.

Sustancias Contaminantes

• Contaminantes primarios: Sustancias emitidas directamente a la atmósfera desde fuentes identificables (partículas, compuestos de azufre, óxidos de nitrógeno, óxidos de carbono, hidrocarburos, olores).
• Contaminantes secundarios: Se originan a partir de contaminantes primarios mediante reacciones químicas en la atmósfera (SO₃, NH₂, HNO₃, O₃ y PAN).

Dispersión de Contaminantes

• Emisión: Cantidad de contaminantes que vierte un foco emisor a la atmósfera en un periodo de tiempo determinado (medida a la salida de la fuente).
• Inmisión: Cantidad de contaminantes presentes en la atmósfera, una vez transportados, difundidos y mezclados. Si los valores son inadecuados, se producen efectos negativos.

Prevención y Corrección de la Contaminación Atmosférica

A) Prevención:

• Estudios de impacto ambiental previos a proyectos.
• Legislación que impida emisiones e imponga sanciones.
• Empleo de tecnologías limpias.
• Mejorar la calidad de combustibles.
• Campañas de sensibilización.

B) Corrección: La atmósfera se autodepura de forma natural. Medidas:

• Concentración y retención de partículas con equipos como separadores de gravedad o filtros de tejido.
• Sistemas de depuración de gases por absorción o adsorción.
• Expulsión de contaminantes a alturas adecuadas para su dilución (reduce la contaminación local, pero los problemas pueden darse lejos de la fuente).

Contaminación del Agua

La contaminación del agua se debe al vertido de sustancias o formas de energía que alteran su composición natural y calidad. El grado de contaminación depende del uso al que se destine. Casi siempre es por causa directa o indirecta de la acción del hombre. Provoca daños en seres vivos, salud humana y ecosistemas.

Tipos de Contaminantes

• Químicos: Materia orgánica, nitratos y fosfatos, metales pesados, detergentes, metano.
• Físicos: Vibraciones, calor, partículas sólidas en suspensión.
• Biológicos: Protozoos, virus y bacterias.

Contaminación térmica: Agua caliente vertida a ríos desde industrias o centrales energéticas disminuye la cantidad de oxígeno disuelto.

Partículas sólidas en suspensión: Arcillas, hollín… provocan turbidez que afecta a la fotosíntesis.

Contaminación de Aguas Subterráneas

Afectada por contaminación, sobreexplotación y salinización. Puede ser puntual (vertedero) o difusa (fertilizantes). El origen puede estar en vertidos industriales o urbanos. La sobreexplotación se produce al extraer agua en cantidad superior a su capacidad de recarga, provocando un descenso en el nivel freático. En acuíferos costeros, se produce intrusión salina (agua del mar invade el acuífero, desalojando el agua dulce y produciendo salinización). La salinización inutiliza el agua para usos domésticos y agrícolas.

Corrección: Inyección de aguas depuradas por métodos naturales (infiltración en el terreno o vertido en un pozo).

Contaminación de Aguas Superficiales

Corrección: Mejora de los sistemas de riego para disminuir la demanda.

Contaminación del Agua del Mar

Se produce desde ríos contaminados, vertidos urbanos o industriales, accidentes de barcos petroleros o plataformas petrolíferas. Los efectos dependen del tipo de petróleo, cantidad, distancia a la costa y características del mar. Efectos de las mareas negras: muerte de organismos marinos, falta de luz para algas (afecta a la fotosíntesis y a los organismos que se alimentan de ellas), envenenamiento. Se alteran actividades pesqueras y turísticas.

Degradación natural: Fotooxidación.

Medidas para combatir las mareas negras:

• Preventivas: Reglamentaciones y leyes, exigencias para el transporte de crudo en buques de doble casco.
• Correctoras: Barreras flotantes de contención, barreras químicas (geles para recoger el crudo por succión).

Riesgos Sísmicos

Causas

Son consecuencias de esfuerzos distensivo-comprensivos y de cizalla generados por el desplazamiento de las placas litosféricas. Los terremotos de mayor magnitud se originan en zonas de compresión (bordes destructivos) y de cizalla (bordes pasivos). Los esfuerzos comprensivos se producen en zonas de subducción (ej. Japón) y de colisión continental (ej. costa occidental de Sudamérica - más peligrosos). Los esfuerzos de cizalla tienen lugar en fallas transformantes y en grandes fallas de la litosfera continental (ej. falla de San Andrés). Los esfuerzos distensivos en bordes constructivos (dorsales) causan sismicidad más débil, pero mayor actividad volcánica (zonas de rifting, ej. Mar Rojo).

Ondas Sísmicas

• Profundas: Se propagan desde el hipocentro de forma esférica.
  • Ondas P (primarias o longitudinales): Más rápidas, las partículas vibran en el mismo sentido de la propagación.
  • Ondas S (secundarias o transversales): Las partículas vibran perpendicularmente a la dirección de propagación; solo en medios sólidos.
• Superficiales: Se transmiten desde el epicentro y causan los mayores destrozos.
  • Ondas Love (L): Vibran horizontalmente, perpendicularmente a la dirección de propagación.
  • Ondas Rayleigh (R): Más lentas, pero mejor percibidas; movimiento elíptico similar al de las olas.

Parámetros de Medida

• Magnitud: Energía liberada en el sismo (escala de Richter, de 1 a 10). Útil para medir la peligrosidad.
• Intensidad: Capacidad de destrucción (escala de Mercalli, de I a XII). Útil para medir la vulnerabilidad.

Daños Provocados por los Sismos

Dependen de la magnitud, distancia al epicentro… Daños importantes: edificios, vías de comunicación, inestabilidad de laderas, rotura de presas (riesgo de inundaciones), rotura de conducciones de gas o agua (riesgo de incendio o inundaciones), licuefacción, tsunamis, desviación de cauces de ríos y desaparición de embalses.

Métodos de Predicción y Prevención

Predicción a corto plazo: Problema sin resolver. Los terremotos no son aleatorios, están asociados a límites de placa y ocurren con periodicidad a largo plazo. Se aconseja la elaboración de mapas de peligrosidad basados en la magnitud de los terremotos históricos.

Prevención:

Medidas Estructurales

• Seguridad de la edificación: estructuras de acero (más resistentes), piedra, adobe (menos resistente). Normas de construcción: evitar hacinamiento, en sustratos rocosos edificios simétricos, altos y rígidos; en suelos blandos, edificios bajos y pequeños. Conducciones de gas y agua flexibles o con cierre automático.

Medidas No Estructurales

• Ordenación del territorio.
• Sistemas de vigilancia, control, alerta y evacuación.
• Educación para el riesgo.
• Seguros (difíciles de aplicar donde más se necesitan).
• Pequeñas explosiones controladas o inyección de fluidos en fallas activas.