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Geología 2º Bachillerato Los riesgos naturales 1 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete UNIDAD 11. LOS RIESGOS NATURALES 1. LOS RIESGOS. Un riesgo es toda condición, proceso o evento que puede ocasionar daños personales (heridas, enfermedades o muerte), pérdidas económicas o daños al medio ambiente. Se denomina peligro a todo proceso que puede provocar una situación de riesgo. Si una vez ha ocurrido el suceso los daños sobre la población son muy notorios hablamos de catástrofe; si el grado de destrucción es tal que la sociedad necesita ayuda externa es un desastre, y si el desastre se prolonga en el tiempo, calamidad. La frecuencia con la que se repite un riesgo en una zona determinada se denomina tiempo de retorno. Se calcula acudiendo a registros históricos. A veces no es el propio evento que las origina el motivo real de las catástrofes sino el hacinamiento de la población en las áreas susceptibles de padecer ese riesgo o la carencia de los medios adecuados para hacerles frente 1.1. Clasificación de los riesgos. Los riesgos pueden clasificarse en función de diferentes criterios. Según el papel del ser humano en el origen del riesgo distinguimos naturales, mixtos e inducidos y antrópicos o tecnológicos. Riesgos naturales: Son aquellos que derivan de procesos naturales. Así los fenómenos naturales como el viento, la lluvia, el sol, etc. son recursos indispensables, sin embargo, a partir de unos límites se convierten en riesgos (huracanes, inundaciones, cáncer de piel,...). A su vez, los riesgos naturales pueden ser de varios tipos: - Riesgos biológicos: Se deben a la actividad de los seres vivos y los más importantes corresponden a la producción de plagas y enfermedades. - Riesgos químicos: resultan de la acción de productos químicos peligrosos contenidos en comidas, agua, aire o suelo como respirar gases expulsados por un volcán o beber agua que contenga metales pesados. - Riesgos físicos: incluyen radiaciones electromagnéticas, ruido, incendios y también los riesgos geológicos y atmosféricos. Se dividen en: a) Riesgos cósmicos: Tienen su origen fuera de nuestro planeta y fundamentalmente, son la caída de meteoritos y los derivados de cambios en la cantidad de radiación solar que nos llega. b) Riesgos geológicos: Son aquellos que derivan de los procesos geológicos y se agrupan en dos grandes categorías, al igual que los procesos que les dan origen: endógenos (de origen interno) son los causados por los volcanes y los terremotos, y exógenos (de origen externo) son muy variados e incluyen los deslizamientos y desprendimientos de rocas, los hundimientos y la erosión del suelo, inundaciones, entre otros. c) Riesgos atmosféricos. Derivados de la dinámica climática y meteorológica como Geología 2º Bachillerato Los riesgos naturales 2 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete huracanes, sequías, tormentas, gota fría... Riesgos mixtos e inducidos: Son riesgos naturales provocados o potenciados por la acción del ser humano. Se denomina riesgos mixtos a los que ocurren por una incorrecta evaluación del riesgo natural (ocupación de una zona inundable, construcción en áreas de riesgo sísmico). Los riesgos inducidos son aquellos provocados por una modificación de las condiciones o procesos que constituyen un riesgo natural (erosión inducida por deforestación o malas prácticas agrícolas, sismicidad inducida por embalses, excavación al pie de laderas que provoca deslizamientos). Riesgos antrópicos o tecnológicos: son aquellos cuya génesis depende exclusiva- mente de actividades humanas (subsidencia en áreas mineras o por sobreexplotación de acuíferos, hundimiento de estructuras (puentes, presas), escape de productos tóxicos o radiactivos, accidentes en industrias o centrales nucleares) 2. FACTORES QUE INFLUYEN EN EL RIESGO. La gravedad de los distintos tipos de riesgos se valora mediante los llamados factores de riesgo: estos son la peligrosidad, la exposición y la vulnerabilidad. El riesgo de un suceso (R) se calcula multiplicando su peligrosidad (P) por la exposición (E) y por la vulnerabilidad (V) expresada en tanto por uno. Si uno de estos factores es nulo, no existirá riesgo. a) Peligrosidad Es la probabilidad de que ocurra un suceso potencialmente perjudicial en una región y en un momento determinado. R = P x E x V Geología 2º Bachillerato Los riesgos naturales 3 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete Para calcular la peligrosidad de un acontecimiento hay que considerar varios factores como: la distribución geográfica del suceso, la extensión superficial o el tiempo de retorno. Los distintos grados de peligrosidad de un suceso en una zona determinada se representan en mapas llamados mapas de peligrosidad. El objetivo de estos mapas es establecer medidas para reducir los posibles daños, ya que, en muchos casos, es prácticamente imposible disminuir la peligrosidad potencial de un fenómeno, y mucho menos evitar que ocurra, tal es el caso de terremotos, volcanes, etc., sólo nos es posible reducir la peligrosidad de las inundaciones mediante la actuación en cauces, cuencas hidrográficas, etc. b) Exposición Es el número total de personas (exposición social), o la cantidad total de bienes (exposición económica), o zonas de gran valor ecológico que pueden verse afectadas por un suceso. Igualmente, se elaboran los mapas de exposición tomando como referencia la densidad de población y dividiendo la zona considerada en cuadrículas según el número de habitantes. Son muy útiles ya que la superpoblación hace que el riesgo de un suceso tenga consecuencias más perjudiciales. c) Vulnerabilidad Es la proporción o porcentaje de víctimas humanas, pérdidas económicas o ecológicas causadas por un suceso con relación al total expuesto a un determinado evento. La representación gráfica de este factor constituye un mapa de vulnerabilidad. Se denomina resiliencia a la capacidad de un sistema, comunidad o sociedad expuesta a un riesgo para resistir, absorber, adaptarse y recuperarse de sus efectos de manera eficaz, lo que incluye la preservación y restauración de sus estructuras y funciones básicas. Peligrosidad y riesgo no son sinónimos. En este ejemplo, la zona 1 posee peligrosidad elevada pero baja exposición y vulnerabilidad (despoblada); la 2 una peligrosidad elevada, y una alta exposición y vulnerabilidad; y la 3 una peligrosidad elevada, alta exposición pero baja vulnerabilidad. Geología 2º Bachillerato Los riesgos naturales 4 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete 3. PLANIFICACIÓN DE RIESGOS. El estudio de los riesgos naturales intenta: Conocer y controlar los procesos Establecer predicciones sobre los sucesos Prevenir las catástrofes Se pueden elaborar mapas relativos a los tres factores de riesgo: peligrosidad, exposición y vulnerabilidad. Si unimos estos tres factores en un único mapa obtenemos un mapa de riesgo. Un mapa de riesgo es una representación cartográfica de un área geográfica en la que se colorea con colores diferentes las zonas según sea la magnitud de un evento. Se emplea un color más oscuro cuanto más elevado sea el riesgo. La cartografía de riesgos resulta imprescindible en la planificación de los mismos. La planificación consiste en establecer medidas de protección frente a los diferentes tipos de riesgos. El riesgo total se calculará despuésde analizar los tres factores de riesgo (P, E, V), para poder elaborar medidas adecuadas. Las medidas a adoptar para enfrentarse a un riesgo pueden ser: Medidas predictivas Tienen como objetivo indicar con anticipación, dónde, cuándo y con qué intensidad va a ocurrir un determinado suceso para reducir al máximo los efectos dañinos. Entre ellas destacan la elaboración de mapas de riesgo, el estudio de precursores del suceso, la instalación de redes de vigilancia y alerta… Medidas preventivas Consisten en prepararse con anticipación para la ocurrencia de un riesgo. Están encaminadas a disminuir o evitar los daños derivados de los diferentes riesgos. A su vez puede ser de dos tipos: Estructurales o correctoras: modifican la estructura geológica o realizan construcciones para evitar los daños: construcción de canales a los lados de un cauce para reducir la severidad de una inundación, de muros de contención en laderas, uso de materiales de construcción adecuados, construcción Mapa de riesgo de desertificación de España Geología 2º Bachillerato Los riesgos naturales 5 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete sismorresistente, uso de pararrayos, vacunas (disminuyen la vulnerabilidad)… No estructurales: No modifican la estructura geológica ni realizan construcciones para evitar los daños: realización de mapas de riesgo, establecimiento de sistemas de vigilancia y alerta, ordenación del territorio para evitar el uso de terrenos donde el riesgo es mayor, medidas de protección civil, que es un servicio público orientado al estudio y prevención de las situaciones de grave riesgo y la protección y socorro de personas y bienes cuando estas situaciones se produzcan y cuyas funciones son analizar y estudiar los riesgos, adoptar medidas para evitar o reducir el daño que pueden derivarse de los desastres, elaborar planes de emergencia, actuar para proteger y socorrer a las personas y bienes, restablecer los servicios públicos indispensables, establecer vías de evacuación y de suministro, refugios, informar a la población para que conozcan cuáles son las pautas a seguir como medidas de autoprotección. Medidas de educación ambiental, análisis de coste-beneficio que consiste en comparar el coste económico que supondría aplicar las medidas de corrección del riesgo, con el beneficio resultante, valorado como la reducción del nº de victimas o de las pérdidas económicas. 4. RIESGOS GEOLÓGICOS ENDÓGENOS. Son riesgos derivados de los procesos geológicos internos que se manifiestan en la superficie terrestre. Los principales son el riesgo volcánico y el riesgo sísmico. 4.1. El riesgo volcánico. Un volcán es una fractura de la litosfera terrestre por la que sale materiales de origen profundo al exterior llamados magmas. Se denomina erupción a la emisión al exterior de dichos materiales que contienen elementos gaseosos, líquidos y sólidos tales como gases y vapores, lavas y prioclastos. La actividad volcánica trae asociados diversos riesgos: temblores de tierra, explosiones, coladas de lava, flujos piroclásticos, lahares (ríos de barro), caída de cenizas o tefra, etc. (repasad el tema 5). Factores de riesgo volcánico. La peligrosidad depende del tipo de erupción, su distribución geográfica, del área total afectada, de los materiales expulsados a la superficie y del tiempo de retorno (tiempo con el que se repiten). Todo esto está, a su vez, relacionado con las características de los magmas y la ubicación de los volcanes en el marco de la tectónica de placas. La magnitud de los peligros eruptivos se calcula a partir de: El índice de fragmentación (F), que es la proporción de piroclastos de tamaño inferior de 1 mm (cenizas) en un punto. Dicho tamaño depende la explosividad: a mayor explosividad, mayor fragmentación del magma. Geología 2º Bachillerato Los riesgos naturales 6 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete El índice de dispersión (D), que es el área (km2) cubierta por el depósito de piroclastos en una región concreta. A mayor explosividad, mayor altura de la columna piroclástica y mayo alcance de los depósitos piroclásticos en la caída. Aplicando estos valores se distinguen diferentes tipos de erupciones: hawaiana, estromboliana, pliniana, vulcaniana, etc. Actualmente se utiliza el índice de explosividad (VEI o volcanic explosivity index) que va de 0 a 8, representando cada intervalo numérico un incremento de diez veces la explosividad del inmediato anterior. En cuando a la EXPOSICIÓN, los volcanes proporcionan tierras fértiles, recursos minerales, energía geotérmica. Por ello en muchas ocasiones la población que vive en sus cercanías es numerosa y la exposición alta. Respecto a la VULNERABILIDAD, esta depende de los medios para hacer frente a la erupción que estén disponibles: información, sistemas de vigilancia y aviso, tecnología, planes de evacuación, etc. Predicción y prevención del riesgo volcánico. La energía de un volcán es incontrolable. A lo más que podemos aspirar es a predecir la catástrofe y aplicar las medidas preventivas que reduzcan los daños. En cuanto a las medidas predictivas: • Estudio de los registros históricos para calcular el tiempo de retorno de una erupción volcánica y los lugares con erupciones más peligrosas. • Elaboración de mapas de peligrosidad volcánica: Combinar la información histórica con un buen estudio topográfico y meteorológico de la región para predecir hacia dónde se van a dirigir coladas de lava, lahares, nubes de cenizas, etc. • Elaboración de mapas de riesgo volcánico: Combinar mapas de peligrosidad con mapas de exposición (en la imagen, isla de Tenerife). • Detectar precursores de la erupción volcánica: monitorización de la actividad volcánica, temblores detectados por sismógrafos, ligeras deformaciones del terreno, cambios en la inclinación, cambios en campos eléctricos y magnéticos, en la composición química de las fumarolas, en la temperatura y composición del agua subterránea. Todos estos datos se introducen en programas de simulación numérica. En España solo existe actividad volcánica en Canarias y de la vigilancia y monitorización de los precursores se encarga el Insituto Geográfico Nacional. Geología 2º Bachillerato Los riesgos naturales 7 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete Respecto a las medidas preventivas estructurales: • Reducción del nivel de embalses en zonas próximas • Desviación de coladas de lava a zonas deshabitadas • Construcción de viviendas especiales, semiesféricas o con los tejados muy inclinados para evitar que se desplomen por el peso de las cenizas y piroclastos. • Construcción de refugios incombustibles frente a las nubes ardientes. Medidas preventivas no estructurales: • Ordenación del territorio, estableciendo el uso de cada zona y de zonas peligrosas donde no debería haber presencia humana. Se elabora a partir de mapas de riesgo. • Medidas de protección civil: sistemas de alarma y evacuación de la población. Requiere una buena coordinación entre científicos, responsables políticos y medios de comunicación. • Seguimiento de las nubes de ceniza que puedan afectar al tráfico aéreo El riesgo volcánico en España. Aunque las islas Canarias son la única región con vulcanismo activo, en el territorio español se puede localizar diversas zonas que presentan signos de actividad volcánica. La colisión entre las placas Africana y Euroasiática, justifica la presencia de estas zonas, que son: Olot (Cataluña). Su magmatismo es de carácter basáltico alcalino y se asocia a la última etapadistensiva que se produjo en el ámbito mediterráneo y que dio origen a las fosas catalanas (finales del terciario y principios del cuaternario). Se conservan gran cantidad de conos volcánicos constituidos por lapilli y bombas volcánicas. Campo de Calatrava (Ciudad Real). Se sitúa en el borde meridional de la meseta española, parece relacionado con un proceso de rifting abortado en las etapas iniciales de su desarrollo, hace 1,75 millones de años. Se ha constata- do actividad volcánica en los últimos 10.000 años (periodo Holoceno), lo que ha propiciado que la zona del campo de Calatrava sea reconocida como una zona volcánica activa. Al ser una actividad bastante reciente, se ha conservado buena parte de los edificios volcánicos así como de los productos volcánicos. Existen numerosas e intensas emanaciones de CO2 llamadas hervideros, manantiales termales y anomalías térmicas de cierta entidad. Sureste de la Península Ibérica. Hay numerosos afloramientos volcánicos de épocas recientes (neógenos) que se extienden desde las islas Columbretes a la isla de Alborán, aunque tienen su mayor representación en la franja costera situada entre el cabo de Gata y el mar Menor. La zona del cabo de Gata tiene entre 13-8 millones de años, por lo que solo se encuentran restos volcánicos erosionados; en la actualidad, gran parte de la provincia volcánica está sumergida. Su Geología 2º Bachillerato Los riesgos naturales 8 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete origen está vinculado a la zona de subducción producida por la placa Africana. En esta área es frecuente encontrar domos volcánicos. 4.2. El riesgo sísmico. Los terremotos son manifestaciones de la energía geotérmica terrestre la cual, como vimos, provoca el desplazamiento de las placas tectónicas. Un terremoto, sismo o seísmo es una vibración de la superficie terrestre (ondas sísmicas) producida por la liberación brusca de la energía elástica almacenada por las rocas cuando se produce su ruptura por estar sometidas a grandes esfuerzos. En ciertas ocasiones los terremotos son producidos por erupciones volcánicas, explosiones nucleares, impacto de meteoritos grandes, asentamiento de grandes embalses, etc. Aunque como hemos explicado antes la causa más frecuente de un terremoto es el movimiento de placas tectónicas, sobre todo el movimiento brusco en una zona de falla. En una falla la energía no se libera de modo continuo, sino que acumulada durante mucho tiempo para liberarse en unos pocos segundos, produciéndose un terremoto. La teoría del rebote elástico dice que las rocas sometidas a esfuerzos tectónicos durante mucho tiempo pueden deformarse elásticamente y comprimirse, acumulando energía elástica hasta que el límite de fractura se supera, formándose la falla y con ella un terremoto al liberarse la energía contenida. Parte de esa energía se libera en forma de calor (fricción) y otra parte en forma de ondas sísmicas. Los terremotos se originan debido a tres tipos básicos de esfuerzos sobre la litosfera: compresivos que dan lugar a fallas inversas, distensivos que originan fallas normales o directas y de cizalla los cuales producen fallas de desgarre o transformantes. En relación con los terremotos existen: - Zonas asísmicas: Aquellas en las que nunca suceden terremotos. - Zonas sísmicas: Aquellas que sufren terremotos con más o menos frecuencia por estar en zonas de fallas activas, en los límites entre placas. P.ej. Terremotos en Méjico y Japón están asociados a la subducción, en la India a la colisión continental, en Los Ángeles, San Francisco…a la falla transformante de San Andrés,…etc. Elementos de un terremoto. Los elementos de un terremoto son: el hipocentro o foco, el epicentro y las ondas sísmicas (internas y superficiales). Hipocentro o foco: lugar del interior terrestre donde se origina el sismo. No ha de entenderse como un punto exacto sino una zona de deslizamiento del plano de falla. Geología 2º Bachillerato Los riesgos naturales 9 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete Epicentro: punto de la superficie terrestre más cercano al foco o hipocentro. Es donde el terremoto se manifiesta con mayor magnitud. Ondas sísmicas internas (o de volumen): vibraciones que se propagan desde el foco del terremoto en todas direcciones de forma esférica. Pueden ser de dos tipos: ondas P (primarias) y ondas S (secundarias). Las ondas P se desplazan a 6-10 km/s y son las primeras en ser registradas por los sismógrafos. Vibran longitudinalmente, adelante y atrás (como un muelle), en el sentido de la propagación. Atraviesan todos los materiales terrestres. Las ondas S viajan a 4-7 km/s y vibran vertical y perpendicularmente al sentido de propagación. No atraviesan los medios fluidos. Conforme nos alejamos del foco y del epicentro del seísmo, la magnitud de las ondas sísmicas disminuye. De este modo pueden dibujarse líneas concéntricas alrededor epicentro de magnitud decreciente, llamadas isosistas. Las ondas P y S son de gran interés para el conocimiento del interior terrestre (repasar el tema 2). Ondas sísmicas superficiales: son las causantes de las catástrofes asociadas a los seísmos. Se forman en el epicentro cuando llegan las ondas P y S y avanzan solo por la superficie. Se propagan en forma circular desde el epicentro. También son de dos tipos: ondas Love (L) y ondas Rayleig (R). Las ondas L viajan a 2-4 km/s y vibran en el mismo plano y perpendicularmente al sentido de propagación, mientras que las R viajan a 1-5 km/s y vibran vertical y elípticamente (como una ola) al sentido de propagación. Los sismógrafos son los aparatos que registran los seísmos, y los sismogramas las gráficas de propagación de las ondas sísmicas. Factores de riesgo sísmico. El riesgo sísmico está relacionado con dos parámetros que se utilizan para evaluar los terremotos, la magnitud y la intensidad. La magnitud mide la energía liberada en el seísmo y registrada en los sismogramas. No varía en función de la distancia al epicentro. Para establecer la magnitud de los terremotos de 0 a 400 km de profundidad y entre 2-6,9 de magnitud se utiliza la popular escala sismológica de Richter (ML). A partir de 1978 los seísmos de magnitud superior a 6,9 se miden mediante la escala sismológica de magnitud de momento (Mw) ya que discrimina mejor los valores altos. Estas escalas son un reflejo de la peligrosidad de un terremoto. Geología 2º Bachillerato Los riesgos naturales 10 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete La intensidad indica el grado en que un terremoto afecta a un lugar determinado, es decir los daños que produce. La escala de intensidad más conocida es la de Mercalli, cuyos valores son cualitativos, y que data de principios del siglo XX. Posteriormente se han desarrollado escalas más modernas basadas en ella como la MSK (de Medvédev-Sponheuer-Kárník) que es la base de la actual Escala Macrosísmica Europea (EMS-98) que comprende también doce grados numerados de I a XII. Está relacionada con la exposición y la vulnerabilidad. Daños originados por los seísmos. Los daños causados por los terremotos dependen de diversos factores como la magnitud del seísmo, resultado de la energía liberada y la duración del mismo, de la distancia al epicentro, de la profundidad del foco o hipocentro (los más peligrosos son los de tipo superficial, por encima de 70 km de profundidad), de la naturaleza del sustrato atravesado (en arenas y limos se amplifican las ondas sísmicas), de la densidad de la población, del tipo de construcción, etc. A veces los riesgos derivados ocasionanmás daños que el propio terremoto: - Daños en edificios (agrietamientos, desplomes) y en vías de comunicación (grietas en carreteras, puentes,…dificultan las medidas de evacuación). - Daños en el tendido eléctrico: provocan incendios - Inestabilidad de laderas. - Rotura de presas. - Licuefacción: Efecto de las ondas sísmicas sobre materiales sueltos, poco consolidados, como arenas o limos, saturados de agua, que los convierten en fluidos, haciendo que se hundan edificios y se eleven conducciones subterráneas - Tsunamis: Olas gigantescas producidas como consecuencia de un maremoto. - Seiches: Olas en aguas continentales que pueden provocar inundaciones por el desbordamiento de cauces, presas, etc. - Desviación del cauce de los ríos, desaparición de acuíferos, por la ruptura de las rocas que la albergaban. Predicción y prevención del riesgo sísmico. La predicción a corto plazo es muy difícil. No obstante, no ocurren al azar ni en el tiempo ni en el espacio, sino asociados a los límites entre placas, a fallas activas. En las últimas décadas, sin embargo, se han desarrollado di- versos Sistemas de Alerta Temprana (SAT). Un SAT es un dispositivo consistente en una red de sensores que recogen información sobre el tipo de evento que se quiere predecir (sismógrafos en el caso de los terremotos, inclinómetros y otros aparatos en el caso de los volcanes, sensores de presión hidrostática en el caso de los tsunamis, etc.), y que la envían instantáneamente por satélite a los laboratorios que disponen de los programas informáticos que pueden realizar una predicción. Antes de un terremoto importante suele haber otros de menor intensidad que lo preceden, a estos sismos se les llama precursores. A los terremotos que suceden después de un gran terremoto se les Geología 2º Bachillerato Los riesgos naturales 11 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete denomina réplicas. Existen algunos indicios previos a los terremotos que llamamos precursores sísmicos. Con ellos podrían hacerse predicciones a corto plazo. Son: • Cambios en el comportamiento de los animales (oyen otro rango de frecuencias y son más sensibles a las vibraciones). • Cambios en las rocas cuando están sometidas a alta presión: elevación del suelo, disminución de la resistitividad e las rocas, aumento de las emisiones de radón por la existencia de grietas o rocas dilatadas, … Requieren del uso de sistemas sofisticados que difícilmente pueden colocarse en todas las fallas activas. Solo fallas como la de San Andrés disponen de esta vigilancia. Aún así se producen terremotos inesperados. • La elaboración de mapas de riesgo sísmico: - De peligrosidad, a partir de datos de magnitud e intensidad de los seísmo registrados. - De exposición, sobre los que se sitúan isosistas con la magnitud de los seísmos acaecidos. • La localización de fallas activas mediante tecnología avanzada (imágenes de satélite, interferometría de radar) nos permite conocer si la falla se está moviendo y a qué velocidad. Aunque la predicción no sea exacta si están perfectamente definidas las zonas sísmicas en la actualidad. La predicción a largo plazo es bastante fiable, ya que se disponen de registros de seísmos desde hace mucho tiempo, y pueden calcularse con bastante probabilidad su tiempo de retorno. En lo que respecta a la prevención, es muy importante en zonas sísmicas activas, pues predecir con exactitud un terremoto es imposible. Pueden tomarse diversas medidas para reducir daños: Medidas preventivas estructurales o correctoras: - Evitar hacinamientos de edificios - Construir sin modificar demasiado la topografía local, en terreno plano en la medida de lo posible o lejos de un talud. - Construir sobre sustratos coherentes, edificios simétricos, altos y rígidos. - Construir sobre sustratos poco coherentes edificios bajos y poco extensos - Reforzar muros con contrafuertes de acero - Instalar aislantes como el caucho en los cimientos que aíslen de las vibraciones - Instalaciones de gas y agua flexibles, o que se puedan cerrar automáticamente. Geología 2º Bachillerato Los riesgos naturales 12 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete Medidas preventivas no estructurales: ordenación del territorio, protección civil (estrategias de control, alarma, evacuación, emergencia,…), educación para el riesgo, establecimiento de seguros en países desarrollados con alto riesgo sísmico… La sismicidad en España. La península Ibérica constituye una microplaca que incluye toda la península Ibérica y se extiende hasta las Baleares. Se halla formada fundamentalmente por litosfera continental. Tiene forma de cuña y se localiza en el borde sudoeste de la placa Euroasiática, en la región de contacto con la placa Africana. El lento avance de la placa Africana hacia el norte, el desplazamiento hacia el sur de la placa Euroasiática y del movimiento antihorario de la miniplaca de Iberia, hace que esta zona presente un alto riesgo sísmico. Además, en el Atlántico, a ambos lados del estrecho de Gibraltar, hay una compleja zona geológica de fallas y subducciones: la gran Región de Fractura submarina de Azores- Gibraltar, (AGFZ). A lo anteriormente citado, hay que añadir la presencia de la cuenca del mar de Alborán, que va desde el estrecho de Gibraltar hasta Almería. Esta zona, de origen desconocido, presenta algunas peculiaridades: las placas Africana y Euroasiática se están acercando lentamente, a un ritmo de unos cuatro milímetros al año y, consecuentemente, la colisión entre ambas placas debería haber formado un orógeno; en cambio, lo que se observa es una depresión en cuyo fondo previsiblemente saldrá material caliente del manto. La génesis de esta cuenca es motivo de multitud de hipótesis. La última propuesta ha sido efectuada por sismólogos españoles que sugieren que la cuenca de Alborán se ha formado a consecuencia de que una parte de la corteza se ha hundido, después ha girado y finalmente desplazado hasta situarse debajo de Granada. Esto explicaría, según los autores del estudio, el origen de los terremotos de gran profundidad, a más de 600 kilómetros, que se han detectado en las últimas décadas en esa zona. Por otro lado, la Zona Pirenaica corresponde a una de las áreas sísmicas más activas de la Península. Hace 80 millones de años se produjo la colisión entre las placas Ibérica y Eurásica. A consecuencia del choque, se formaron los Pirineos, hace unos 20 millones de años, la convergencia entre las placas Ibérica y Eurasiática cesó. Sin embargo, los Pirineos no son una región sismológicamente inactiva. La región sufre frecuentes terremotos, casi siempre de baja intensidad, salpicados de Geología 2º Bachillerato Los riesgos naturales 13 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete sacudidas violentas. Se conocen mal todavía los mecanismos focales de los terremotos pirenaicos, aunque se sospecha que los seísmos podrían ser consecuencia de la reactivación de algunas fallas generadas durante la orogenia. En conjunto, el territorio continental español presenta un bajo riesgo sísmico, aunque sí presenta una actividad sísmica relevante (con terremotos de magnitud inferior a 7) en algunas zonas como Andalucía, Murcia y los Pirineos, lo que podrían provocar daños considerables. Por esa razón, en el territorio peninsular español se han instalado más de 60 estaciones sismológicas que registran en tiempo real los temblores de tierra, de magnitud superior a 1,5 en la escala de Richter. La localización del epicentro, la magnitud y el hipocentro secalculan de manera automática. Algunas estaciones utilizan el satélite espacial Hispasat para enviar sus datos. Las redes de alerta envían la información al centro de recepción de datos de Madrid. Si los seísmos son de una magnitud superior a 3,5 de la escala de Richter, la alerta llega inmediatamente a la Dirección General de Protección Civil, a Emergencias, a la Unidad Militar de Emergencia y a los responsables del Instituto Geográfico y de las centrales hidroeléctricas y nucleares. 5. RIESGOS EXÓGENOS. Son debidos a los procesos geodinámicos externos. 5.1. Movimientos gravitacionales de ladera. Se llama así a los desplazamientos de materiales de una ladera a favor de la gravedad. Estos movimientos afectan a la totalidad de la capa superficial de material suelo, resultante de la meteorización, povocando inestabilidad. Las causas pueden ser diversas: materiales poco coherentes, presencia de facturas o fallas, alternancia de periodos de lluvia-sequía, hielo-deshielo, cambios hidrológicos, pendientes superiores al 15%, ausencia de vegetación, intervención humana (retirada de materiales al pie del talud, cración de taludes artificiales, inundaciones por impermeabilización del terreno, rotura de presas, exceso de riego, explosiones ralizadas al construir una mina o vias de comunicación, excavaciones en la zona inferior…). Los procesos gravitacionales ocurren cuando se supera el umbral entre estabilidad e inestabilidad de la pendiente. Hay cuatro factores desencadenantes que pueden provocar o acelerar la caída del material. Son los siguientes: Agua. Cuando los poros del sedimento se llenan de agua disminuye su cohesión, lo que provoca que unas partículas puedan deslizarse sobre otras con facilidad. El papel del agua como precursor de movimientos de ladera es doble: lubrica los contactos entre partículas y añade peso. Pendiente. Puede ser generada por la socavación de un río, los golpes de las olas en la base de un acantilado, la acción del ser humano, etc. A partir de 40º de inclinación, las pendientes suelen ser inestables. Vegetación. Las plantas desempeñan una doble función preventiva frente a los procesos gravitacionales. Por un lado protegen contra la erosión y, por otro, estabilizan las pendientes gracias a sus sistemas radiculares. También resguardan el terreno frente al impacto de las gotas de lluvia. Terremotos. Son un factor desencadenante adicional. Uno de los efectos que pueden provocar es la licuefacción. Esta consiste en la pérdida de resistencia de los materiales superficiales saturados de agua, que pasan a comportarse como un fluido en movimiento. Los movimientos de ladera, en función del tipo de movimiento, se clasifican en: Geología 2º Bachillerato Los riesgos naturales 14 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete Desprendimientos: caida brusca y aislada de materiales rocosos al pie de un talud. Los aludes o avalanchas son desprendimientos masivos y en seco de arena o bloques de piedra. Deslizamientos: a diferencia de los flujos, el desplazamiento se produce sobre una superficiede rotura donde el material superior resbala sobre otro subyacente. Dops tipos: - Traslacionales. La superficie de rotura es perpendicular a la superficie del talud. - Rotacionales. La superficie de rotura es curva y cóncava. Flujos: movimientos descendentes de ladera con ausencia de una superficie de rotura. Generalmente ligados a la presencia abundante de agua (ej. una tromba). Dos tipos: - Coladas de barro o tierra (solifluxión). Repentinos, debido a la presencia de agua que provoca el aumento de la fluidez de los materiales. - Creep o reptación. Flujo lento y discontinuo producido por hidratación de arcillas y posterior retracción y caida por gravedad. Los desprendimientos pueden constituir además un riesgo para las personas o sus bienes pues con frecuencia encontramos asentamientos al pie de acantilados y abruptos relieves rocosos desde los que ocurren caídas de fragmentos con mayor o menor frecuencia, pudiendo llegar a obligar al abandono de las construcciones o viviendas. - Medidas predictivas: observación de señales en el terreno, mapas de riesgo… - Medidas preventivas: de tipo estructural que conlleven la estabilización del terreno (denaje, revegetación de taludes, aplanamientos que eliminen la pendiente, refuerzo de taludes con muros de piedra u otro material, protección mediante mallas, construcción de gaviones… 5.2. Subsidencias y colapsos. Los subsidencias son hundimientos lentos del terreno de magnitud variable, mientras que los colapsos son bruscos y repentinos. Fundamentalmente se producen por seísmos (hundimiento de bóvedas en terrenos kársticos, licuafacción en terrenos con arenas y limos saturados de agua); procesos kársticos (colapsos de cavidades naturales en terrenos calizos/yesíferos, sobre todo en épocas secas cuando los niveles de aguas freáticas descienden. La sobreexplotación de acuíferos en estos terrenos produce el mism efecto). Geología 2º Bachillerato Los riesgos naturales 15 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete Medidas predictivas: mapas de riesgo, sondeos, exploración espeleológica, seguimiento de la evolución del terreno. Medidas preventivas: inyectar y rellenar huecos y cavidades con probabilidad de colapso, para evitar la licuefacción ante un seismo compactación de arcillas y limos. 5.3. Las inundaciones. Las inundaciones son unos de los riesgos geológicos que más víctimas y daños materiales se han cobrado. Muchas zonas del mundo desarrollado y de países en vías de desarrollo sufren de alto riesgo de inundación. Algunos de estos riesgos son puramente naturales, mientras que en otros casos tiene un papel relevante la intervención humana por la gestión incorrecta del territorio, ocupación de llanuras de inundación, deforestación de vertientes, canalizaciones inadecuadas, rotura de presas, etc. Una inundación es una anegación temporal de terrenos normalmente secos como consecuencia de la aportación inusual de una cantidad de agua superior a la que es habitual, bien por causas estacionales o repentinas. Las inundaciones ocurridas dentro de los cauces de agua continentales se denominan avenidas. Podemos diferenciar entre: Avenidas torrenciales Originadas en los torrentes. En las regiones mediterráneas las lluvias son frecuentemente torrenciales y esporádicas. Las trombas de agua desembocan en las ramblas de cauce extenso y plano (barrancos en Canarias) En los Pirineos son típicos los torrentes de montaña, donde el agua circula vertiginosamente en época de deshielo o tras una gran tormenta, alimentando a los ríos. Avenidas fluviales Originadas en los ríos. Las vegas o llanuras de inundación son amplios valles de fondo plano cubiertos de sedimentos fluviales llamados aluviones. Son tierras muy fértiles, las mejores para uso agrícola, por ello siempre han estado ocupadas por el hombre desde la antigüedad. Geología 2º Bachillerato Los riesgos naturales 16 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete Características de las avenidas CARACTERÍSTICAS TORRENCIALES FLUVIALES Originadas por TORRENTES Cauces esporádicos en épocas de lluvias torrenciales o de deshielo RÍOS Cauces de agua fijos con caudal variable y permanente Peligrosidad Alta, alta velocidad del agua por la alta pendiente y carácter repentino Regulada por la propia dinámica del río, gracias a la existencia de llanuras de inundación o vegas, donde el agua se extiende y pierde energía. Problema: ocupación humana de las llanuras de inundación Lascausas de las inundaciones son de índole diversa, pero podemosagruparlas en: Climáticas: lluvias torrenciales, precipitaciones de intensidad anormal; tifones, huracanes, ciclones; gota fría (característica del levante español); fusión de la nieve o hielos glaciares por subidas bruscas de la temperatura. Geológicas: condicionadas a las características geológicas de la cuenca hidrográfica, por ejemplo la presencia de materiales impermeables que impidan la infiltración, a la forma y tipo de red hidrográfica, a las características del cauce, etc- Las ramblas mediterráneas son cauces secos la mayor parte del año, pero cuando llueve torrencialmente pueden formarse en ellas avalanchas de lodo, piedras, etc, en pocos minutos. La inestabilidad del laderas y deslizamientos que pueden obstruir el cauce formando presas naturales que al ser desbordadas producen la inundación. Otras veces sedeben a la limitación del desagüe de los ríos por acumulación de sedimentos en la desembocadura • Imducidas: La actividad humana puede agravar el peligro de una inundación natural o inducirla: la deforestación en las cabeceras de cuenca aumenta la escorrentía y la erosión, disminuyendo la infiltración. La invasión de cauces por construcciones diversas que disminuyen la sección útil del cauce en caso de crecidas, obstruyendo el paso de sólidos flotantes. El incremento de aportes sólidos al cauce por explotaciones mineras, canteras, obras, prácticas agrícolas y forestales,...etc. Peligrosidad de las inundaciones. Está en relación a la energía de torrentes o ríos, que a su vez está en función de las siguientes variables: Velocidad de la corriente, aumenta con la pendiente. Caudal (Q). Es el volumen de agua que atraviesa una sección transversal de corriente A por Geología 2º Bachillerato Los riesgos naturales 17 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete unidad de tiempo porsu velocidad V. Se expresa en m3/s. (Q=A x V). El caudal a su vez depende de: • Intensidad de las precipitaciones (litros por unidad de tiempo), si superan los 200l/m2 en 24 h son torrenciales. • Estación del año: Existen épocas de avenida o crecida donde el caudal es máximo, y épocas de estiaje donde el caudal es mínimo • Infiltración: al aumentar disminuye la escorrentía superficial y por tanto la severidad de las inundaciones. Está condicionada por: - La vegetación en la cabecera retiene la escorrentía y favorece la infiltración. Disminuye mucho el caudal punta o caudal máximo registrado. - El tipo de roca influye en la infiltración por su mayor o menor permeabilidad. - La presencia de asfaltado y urbanización aumenta la impermeabilidad del sustrato, y por tanto la escorrentía. Daños y riesgos asociados a las inundaciones: Los principales riesgos y daños asociados a las inundaciones son: • Desprendimientos y alteraciones de los cimientos de construcciones • Deslizamientos de lodos y rocas • Roturas y sobrepresiones en conductos • Hundimientos por el fuerte efecto sumidero que forman oquedades en el terreno • Pérdida de servicios • Incendios, explosiones • Contaminación por rotura en las conducciones de gas,..etc • Epidemias por acumulación de desechos. Prediccción y prevención de las inundaciones. Respecto a las medidas predictivas podemos señalar: Previsiones meteorológicas, actualmente mejores que nunca por los sistemas de vigilancia por satélite (Meteosat). Alertan de lluvias torrenciales. Sistemas de alarma y prevención de avenidas, actualmente mejorados (dispositivos automáticos) que avisan a las poblaciones ribereñas de las avenidas, informan de su evolución, asesoran en la toma de decisiones en los servicios de Protección Civil y autoridades. Diagramas de variación de caudal o hidrogramas: Anuales y de crecida, pueden elaborarse con los registros históricos y nos permiten conocer el comportamiento del cauce y por tanto predecir posibles inundaciones. En un hidrograma tipo observamos que, como consecuencia de una precipitación el caudal aumenta (curva de crecimiento) hasta un máximo o caudal punta, para bajar después (curva de descenso) debido a la disminución de la escorrentía superficial. Si el crecimiento es muy rápido aumenta el riesgo de inundación; esto sucede en regiones con terrenos impermeables, desprovistas de vegetación y sin lagos a lo largo de su cauce. Para regular el caudal de estos ríos se acomete la construcción de embalses con lo que disminuye el caudal punta aguas abajo de la presa Geología 2º Bachillerato Los riesgos naturales 18 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete Elaboración de mapas de riesgo: Para predecir espacialmente donde se producirán las inundaciones, se tienen registros desde hace mucho tiempo que ha permitido hacer numerosos mapas que contienen las zonas inundables y la magnitud de la inundación esperada. En cuanto a la prevención de las inundaciones tenemos: Medidas estructurales (más eficaces en ríos que en ramblas o torrentes): • Construcción de diques para evitar el desbordamiento, dejando espacio al canal principal • Aumento de la capacidad del cauce por ensanchamiento lateral o dragado del fondo. Inconvenientes: Peligroso para el ecosistema fluvial, alteraciones en la dinámica del río. • Desvío de cauces mediante canalizaciones, como el río Turia en Valencia. • Reforestación y conservación del suelo, medida muy efectiva, pues los bosques retienen a la vez agua y suelo, evitando la colmatación de cauces por sedimentos que aumenta el riesgo de las inundaciones al impedir la circulación del agua. • Construcción de embalses aguas arriba que bajen los caudales punta y aumente el tiempo de respuesta. Pueden además usarse con fines recreativos y energéticos. • Estaciones de control para medir el caudal y la velocidad del agua en puntos clave del curso fluvial. Medidas no estructurales: reducen la vulnerabilidad y son: Ordenación del territorio, legislación que regula el uso de determinadas zonas de riesgo (Ley de aguas: zona de servidumbre de paso 5 m a cada lado del cauce; zona de policía: 100 m a cada lado solo para uso agrícola). Seguros y ayudas públicas. Planes de protección civil. Modelos de simulación de avenidas (SIG-Sistemas de Información Geográfica) El riesgo de inundaciones en España. En España las inundaciones constituyen un grave problema, sobre todo en el levante y en el norte, constituyendo el riesgo geológico-meteorológico más importante. Pueden estar asociadas a: - DANA (Depresión Aislada en Niveles Altos), frecuentes en otoño y conocidas comúnmente como “gota fría”. - Precipitaciones prolongadas o fusión de hielos que provocan la crecida los tramos medio y bajo de los grandes ríos peninsulares. - Asociadas a avenidas torrenciales en sistemas montañosos peninsulares. - Asociadas a la acumulación de precipitaciones en cuencas endorreicas interiores. Geología 2º Bachillerato Los riesgos naturales 19 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete 5.4. Los riesgos costeros. La creciente ocupación de zonas costeras ha supuesto un incremento de los riesgos debidos a la dinámica litoral. Los más frecuentes son la colmatación de estuarios, rías y puertos; la destrucción y retroceso de playas y deltas; la destrucción de infraestructuras durante los temporales. Las causas se deben a la propia dinámica litoral, basada en procesos de erosión y sedimentación, constituyendo un sistema con interacciones complejas donde a menudo las medidas que se toman para solucionar un problema pueden provocar cambios que dan lugar a resultados inesperados.Los riesgos litorales más importantes son debidos a la erosión: derrumbe de acantilados, retroceso de las playas por las corrientes de deriva e incluso la destrucción de éstas por tempestades. Si se construyen estructuras para proteger algunas zonas del litoral de la erosión, interrumpimos las corrientes de deriva paralelas a la costa, con lo que por un lado impedimos el aporte de sedimentos en playas procedentes de otros puntos de la costa al interrumpir el transporte de arena, y por otro lado se provoca una intensificación de la erosión corriente abajo por la retención de los sedimentos, como en el caso de los ríos aguas debajo de un embalse. Medidas predictivas: en la mayoría de los casos la mejor medida es la elaboración de mapas de riesgo. Medidas preventivas: - No estructurales: ordenación del territorio (Ley de Costas establece una zona de servidumbre de paso de 6 m próximos al mar; zona de prohibición total de 100 m excepto servicios públicos; zona de influencia con usos restringidos de 500 m tierra adentro. - Estructurales: muros que frenen el retroceso de acantilados, construcción de rompeolas y espigones para evitar la erosión de las playas, recuperación de playas destruidas por temporales… Geología 2º Bachillerato Los riesgos naturales 20 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete
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